MakerDAO治理合约升级背后的安全风波

北京时间 2019年05月07日，区块链安全公司 Zeppelin 对以太坊上的 DeFi 明星项目 MakerDAO 发出安全预警，宣称其治理合约存在安全漏洞，希望已锁仓参与投票的用户尽快解锁 MKR 提并出。MakerDAO 的开发者 Maker 公司亦确认了漏洞存在，并上线了新的治理合约，并宣称漏洞已修复。

该安全威胁曝出后，PeckShield 全程追踪了 MKR 代币的转移情况，并多次向社区发出预警，呼吁 MKR 代币持有者立即转移旧合约的 MKR 代币。截止目前，绝大多数的 MKR 代币已经完成了转移，旧治理合约中尚有 2,463 个 MKR 代币（价值约 128万美元）待转移。

05月07日当天，经 PeckShield 独立研究发现，确认了该漏洞的存在(我们命名为 itchy DAO)，具体而言：由于该治理合约实现的投票机制（vote(bytes32)）存在某种缺陷，允许投票给尚不存在的 slate（但包含有正在投票的提案）。 等用户投票后，攻击者可以恶意调用 free()退出，达到减掉有效提案的合法票数，并同时锁死投票人的 MKR 代币。

次日05月08日，PeckShield 紧急和 Maker 公司同步了漏洞细节，05月10日凌晨，MakerDAO 公开了新版合约。Zeppelin 和 PeckShield 也各自独立完成了对其新合约的审计，确定新版本修复了该漏洞。

在此我们公布漏洞细节与攻击手法，也希望有引用此第三方库合约的其它 DApp 能尽快修复。

细节

在 MakerDAO 的设计里，用户是可以通过投票来参与其治理机制，详情可参照 DAO 的 FAQ。

以下是关于 itchy DAO 的细节，用户可以通过 lock / free 来将手上的 MKR 锁定并投票或是取消投票：

在 lock 锁定 MKR 之后，可以对一个或多个提案 (address 数组) 进行投票：

注意到这里有两个 vote 函数，两者的传参不一样 (address 数组与 byte32)，

而 vote(address[] yays) 最终亦会调用 vote(bytes32 slate)，其大致逻辑如下图所示：

简单来说，两个 vote 殊途同归，最后调用 addWeight 将锁住的票投入对应提案：

可惜的是，由于合约设计上失误，让攻击者有机会透过一系列动作，来恶意操控投票结果，甚致让锁定的 MKR 无法取出。

这里我们假设有一个从未投过票的黑客打算开始攻击：

• 调用 lock() 锁仓 MKR，此时 deposits[msg.sender] 会存入锁住的额度。
• 此时黑客可以线下预先算好要攻击的提案并预先计算好哈希值，拿来做为步骤 3 的传参，因为 slate 其实只是 address 数组的 sha3。 这里要注意挑选的攻击目标组合必须还不存在于 slates[] 中 (否则攻击便会失败)，黑客亦可以自己提出一个新提案来加入组合计算， 如此便可以确定这个组合必定不存在。
• 调用 vote(bytes32 slate)，因为 slate 其实只是 address 数组的 sha3，黑客可以线下预先算好要攻击的提案后传入。这时因为 votes[msg.sender] 还未赋值，所以 subWeight() 会直接返回。接下来黑客传入的 sha3(slate) 会存入 votes[msg.sender]， 之后调用 addWeight()。从上方的代码我们可以看到，addWeight() 是透过 slates[slate] 取得提案数组，此时 slates[slate] 获取到的 一样是未赋值的初始数组，所以 for 循环不会执行（由于 yays.length = 0）

  

• 调用 etch() 将目标提案数组传入。注意 etch() 与两个 vote() 函数都是 public，所以外部可以随意调用。这时 slates[hash] 就会存入对应的提案数组。
• 调用 free() 解除锁仓。这时会分成以下两步:
• deposits[msg.sender] = sub(deposits[msg.sender], wad)解锁黑客在 1. 的锁仓
• subWeight(wad, votes[msg.sender])从对应提案中扣掉黑客的票数，然而从头到尾其实攻击者都没有真正为它们投过票

从上面的分析我们了解，黑客能透过这种攻击造成以下可能影响：

一、恶意操控投票结果

二、因为黑客预先扣掉部份票数，导致真正的投票者有可能无法解除锁仓

时间轴

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