Poly Network攻击事件分析

“黑客拿着房主证明找物业拿钥匙，证明是假的，却从物业那里拿到了真的钥匙”

事件回顾

2021年8月10日，PolyNetwork遭受了跨链攻击，被转移了6亿美金的加密资产（之后攻击者开始陆续归还被盗资产）。攻击者在多条公链上进行了恶意交易，并通过中继器（Poly-Relayer）组件完成了攻击。

用上面物业的例子来解释的话，黑客用假房主证明（Ontology chain上的invalid transaction），从物业（中继器 Poly-Relayer）那里拿到了真的钥匙 (Poly-chain上经过签名的Merkle证明）。

一、 黑客在Ontology Chain上初始化了一个本应是无效的恶意交易。

二、中继器Ontology-Relayer在没有充分检查的情况下将此交易纳入了Poly Chain的Merkle tree并签字，然后发布到Poly Chain区块中。这也可能是为什么黑客不得不冒险通过中心化交易所购买 "ONG"（Ontology Chain的Gas）的原因。

三、 黑客在以太坊上用步骤二的有效Merkle证明，调用Poly Network的ECCM合约，将keepers改成黑客控制的公钥。

四、 获得keepers权限后，黑客就可以在多条公链上任意解锁资产了。

这里值得注意的是，Poly Network在有些链上的中继器没有通过此交易，所以其链上资产未受影响。

一、黑客于北京时间2021年8月10日17:32:32对Ontology发起了一笔恶意交易。

https://explorer.ont.io/tx/F771BA610625D5A37B67D30BF2F8829703540C86AD76542802567CAAFFFF280C#

我们对交易进行了解码，得到了以下参数映射。

二、此恶意交易调用了一个method "66313231333138303933"，其对应的签名等于0x41973cd9（与之后调到的putCurEpochConPubKeyBytes函数签名相同）。

这笔交易应该是无效调用, 可是中继器Ontology Relayer却在未充分检查的情况下将此交易纳入了Poly Chain的Merkle tree并签字，然后发布到Poly Chain区块中。Merkle tree是用来证明交易是否真实存在的。

其产生的跨链交易如下：https://explorer.poly.network/tx/1a72a0cf65e4c08bb8aab2c20da0085d7aee3dc69369651e2e08eb798497cc80

三、此恶意交易利用了中继器Ontology Relayer的漏洞，这可能就是为什么黑客不得不冒险通过中心化交易所购买 "ONG"（Ontology Chain的Gas）的原因。

黑客部分声明的截图如下：

四、跨链交易在以太坊上调用了Poly Network合约的EthCrossChainManager.verifyHeaderAndExecuteTx()，第一个参数包含了Merkle证明，解析如下：

五、这个函数解析了Merkle证明，发现证明是有效的，此恶意交易确实存在于已被签名的Merkle tree中。

之后调用了EthCrossChainManager._executeCrossChainTx()函数去执行此交易，即调用toContract指向合约 (0xcf2afe102057ba5c16f899271045a0a37fcb10f2)中的method (0x6631313231333138303933)，传入参数args (010000000000000014a87fb85a93ca072cd4e5f0d4f178bc831df8a00b)。而这个method指向putCurEpochConPubKeyBytes(bytes)，因为其函数签名与步骤二中提到的method签名相同 (均为0x41973cd9，此处为哈希碰撞)，所以被顺利执行，将keepers的公钥改成了黑客的公钥。以太坊上的交易如下：https://etherscan.io/tx/0xb1f70464bd95b774c6ce60fc706eb5f9e35cb5f06e6cfe7c17dcda46ffd59581

六、黑客改变公钥后，即可随意解锁资产。

此次攻击是由一连串交易构成的，其攻击根源分析如下：

1. 中继器Ontology Relayer会接收任意含有"makeFromOntProof" 事件的交易。

2. 中继器Ontology Relayer在未充分检查的情况下，将恶意交易发布到Poly Chain上。

3. 在步骤二中，此恶意交易被纳入到Poly Chain的Merkle tree上，产生了有效的Merkle证明。

4. 以太坊上的ECCM合约只对步骤二产生的Merkle证明和原始数据进行了轻量级验证。不过值得注意的是，Merkle证明的全面验证应该在协议层面完成，而不是在智能合约层面。