Cosmos联合创始人:一个密码学漏洞引发的币安跨链桥攻击

原文作者:Cosmos联合创始人EthanBuchman

关于币安黑客事件的一些想法。Binance是Cosmos软件的最大用户,他们运营着一个价值数百亿美元的平台,但没有对核心软件做出有意义的贡献或参与。从这里发生的事情中,我们可以学到很多。

你可能看到了samczsun的优秀推文贴展示了这个问题。https://twitter.com/samczsun/status/1578167198203289600?让我们尝试补充一些有关情况的详细信息。

Cosmos Hub测试网将在区块高度9283650执行Theta升级:3月17日消息,Cosmos Hub测试网将在区块高度9283650(UTC时间3月17日17时左右)执行Theta升级。[2022/3/17 14:03:02]

一个官方防御补丁已发布在这里:https://forum.cosmos.network/t/cosmos-sdk-security-advisory-dragonfruit/7614

友情提醒:如果你发现Cosmos软件存在潜在漏洞,请遵循我们负责任的披露流程:

https://github.com/cosmos/cosmos-sdk/blob/main/SECURITY.md

问题的症结在于黑客能够伪造一个默克尔证明,这不应该是可实现的-默克尔证明应该是高度安全的。区块链轻客户端建立在默克尔证明之上,因此正确处理它们很重要。

Cosmos生态首个DEX平台Osmosis总锁仓量为14.1亿美元:金色财经报道,据Token Terminal数据显示,Cosmos生态首个DEXOsmosis总交易量已达85亿美元。同时,Osmosis总锁仓量为14.1亿美元。据悉,Osmosis计划在未来拓展至包括以太坊在内的多个区块链网络。[2022/2/27 10:18:27]

默克尔证明是数据存储中存在某些键值对的密码学证明,我们可以称之为“包含证明”。很多区块链将其数据存储在一棵默克尔树中,以便可以生成证明某些数据包含在树中的证明。

默克尔证明在IBC中被大量使用,例如,一个区块链可以证明它有一个指向另一个区块链的数据包。当然,如果你可以证明某些数据在树中,但实际上并没有,那将是一个大问题。而这就是在Binance身上发生的事。

动态 | Cosmos主管宣称辞职,但表示会继续从事该项目:2月18日消息,Cosmos的主管Zaki Manian辞职,但将继续从事该项目。Manian 在Twitter上发布了措辞强烈的帖子,“在过去的六个月中,Tendermint的创始人兼首席执行官Jae Kwon一直专注于处女座,而忽略了IBC(区块链间通信)并为其提供了资源。在过去的一个月中,Jae对每个内部沟通渠道都进行了宗教歧视,忠诚度测试和辱骂。” 内部人士告诉Decrypt,当时Cosmos的内部斗争在当时公开了,随后Manian威胁要退出该项目,并带走大部分工程团队。Tendermint尚未就Manian的辞职发表正式声明(Theblock)[2020/2/18]

Cosmos链使用一种称为IAVL的默克尔树,它位于IAVL存储库中。它附有一首关于默克尔树有多棒的诗。IAVL是一个自定义的默克尔化平衡二叉搜索树,它类似于以太坊的帕特里夏树。

动态 | Ripple合作伙伴InstaReM计划为SBI Remit及Cosmoney提供跨境汇款服务:RippleNet成员、金融支付基础设施公司InstaReM宣布与亚洲领先的支付公司SBI Remit和SBI Cosmoney建立合作伙伴关系,为实时跨境支付提供支持。(ambcrypto)[2019/9/11]

https://github.com/cosmos/iavl/blob/master/POEM

每个区块链开发人员在接触这些结构的架构和算法时,都不得不陷入默克尔树的疯狂之中。

IAVL存储库公开了一个API,用于使用一个“RangeProof”对象构建和验证证明。一个范围证明用于证明某些范围的key在默克尔树中并列存在。

一个范围证明还可用于证明单个键值对,或证明某个键不在树中。

SEC执法部门联席主管:正在检查某些ICOs是否是有价证券:据彭博消息,美国证券交易委员会(SEC)执法部门联席主管Steven Peikin表示,SEC正在检查某些首次代币发售( ICOs)是否是有价证券。[2018/5/17]

IAVL存储库将RangeProof对象用于所有三种证明。但事实证明RangeProof的内部工作存在一个严重漏洞。

一个证明应该由一个子叶节点和一系列内部节点组成,这些节点勾勒出从子叶到根的路径,并具有足够的信息来计算树的merkle根哈希并验证子叶实际上是树的一部分。

由于这是一棵二叉树,所以每个内部节点都可以有一个左分支和右分支。但是在证明中,你是在树中跟踪路径,因此内部节点应该只包含其左分支或右分支哈希。另一个是由证明中其他节点的哈希构造的。

这就是IAVLRangeProof的代码遇到问题的地方。IAVLRangeProof允许填充InnerNode中的Left和Right字段。而这不应该发生。

攻击者基本上利用了将信息粘贴到Right字段中的优势,它们从未经过验证,也从未影响哈希计算,从而使验证者相信某些子叶是树的一部分。因此,他们成功地伪造了一个默克尔证明。

值得注意的是,这个问题取决于攻击者能否将子叶添加到单个证明中,因为RangeProof允许你一次证明多个子叶。因此,即使你的协议只希望一次证明一个key,使用RangeProof也会为攻击者打开攻击面。

所以使用RangeProof并不是一个好主意。但是我们也可以提出一个简单的防御措施——如果任何内部节点同时填充了Left和Right字段,则预先拒绝证明。这样做应该可以解决这个问题。

虽然RangeProof是一个核心Cosmos存储库(IAVL)的一部分,但它实际上并未用于Cosmos堆栈内的区块链协议中。IAVL树本身被所有CosmosSDK链使用,但RangeProofs并没有。这是理解的关键!

相反,对于IBC中的默克尔证明,开发者按照IBC标准设定的更严格的流程开发了一个新规范。该规范称为「ICS23」,它位于IBC规范存储库中:https://github.com/cosmos/ibc中。

那什么是ICS23?这是支持多种默克尔树的默克尔证明的通用标准。ICS23定义了一种用于序列化和验证默克尔证明的通用格式。

IBC没有使用IAVL树的内置RangeProof系统,而是使用ICS23标准来生成和验证IAVL树的默克尔证明。而ICS23代码中并没有这个漏洞。

这不仅仅是使用不同的代码,并因此侥幸躲过一劫的问题。这代表了一种根本不同的软件工程方法。

ICS23遵循更严格的设计流程,旨在最大限度地减少攻击面,同时仍然是通用的,这是一项艰巨的任务!作为其中的一部分,它明确地拒绝了rangeproofs,ICS23中并没有rangeproofs。

因此,该漏洞本身在ICS23规范中是不可接受的,这是好的,IBC的目标是使跨链通信更加安全。

当然,IBC规范和协议可能并不完善,并将继续改进。作为一个复杂的协议和软件实现,它甚至可能存在我们社区必须应对的尚未被发现的漏洞,安全需要一个社区。

我们都必须认真对待安全。如果发现潜在漏洞,请负责任地披露:https://github.com/cosmos/cosmos-sdk/blob/main/SECURITY.md。

如果你可以为改进软件和协议做出贡献,我们邀请您这样做!

总的来说,这次事件是一个机会,它提醒了大家在软件开发生命周期中加强安全实践的重要性,传播一些关于IBC是什么及其工作方式的一些认识,并邀请整个生态来帮助改进IBC。

跨链桥黑客对我们的行业来说是一个真正的问题,如果不认真致力于更高的安全性和标准流程,它们就不会变得更好。让IBC成为一个光辉的例子。

这里还有一个关于使用开源软件的重要教训:遵循最佳实践,保持最新状态,并向上游贡献资源!很高兴看到binance成为更负责任和协作的生态参与者!

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