一文看懂典型的NFT合约漏洞有哪些？

点击阅读：Web3安全连载（1）当硬核黑客开始研究“钓鱼”，你的NFT还安全吗？

欢迎来到Web3安全连载系列，上周，我们刚推送《Web3安全连载（1）当硬核黑客开始研究“钓鱼”，你的NFT还安全吗？》后，就有一位NFT收藏者被盗。

在上篇文章里，我们就说过Web3世界黑客依然猖狂，因此个人的安全防范非常重要，大家可以再次阅读下面这篇文章：

干货 | 钓鱼网站“入侵”Web3，这些防技巧必须学会！

此外，NFT智能合约层面上的漏洞同样值得我们警惕！随着今年一系列NFT智能合约相关安全事件的发生，如：APE Coin空投事件、TreasureDAO安全事件等，让我们必须再次关注NFT领域的智能合约安全。

典型的NFT合约漏洞主要包含两大类，一类是NFT自身的漏洞；一类是NFT平台业务相关漏洞问题。闲话少说，本文我们将对NFT中的这两类合约安全问题进行详细介绍，欢迎来围观。

??PART 01

「NFT自身漏洞问题」

NFT的生命周期通常分为发行、流转、销毁等阶段，其中在发行阶段存在的安全问题最多。NFT的购买通常分为预售、正式发售两种情况。而预售阶段项目方一般会设置能够参与的用户白名单。但是即使进行了设置，但仍然存在各类白名单绕过漏洞的问题。

案例一：APE Coin空投事件?

2022年3月17日，推特用户Will Sheehan发布推文称套利机器人通过闪电贷薅羊毛拿到了超过6万的APE Coin空投。

关于本次攻击事件中，相关信息如下：

攻击交易：

0xeb8c3bebed11e2e4fcd30cbfc2fb3c55c4ca166003c7f7d319e78eaab9747098

英国上议院通过经济犯罪和企业透明度法案:金色财经报道，英国的《经济犯罪和企业透明度法案》获得议会上议院通过，将帮助执法机构扣押和冻结用于犯罪的加密货币，虽然上议院没有对该法案的加密货币方面进行修改，但在早期的程序中对其进行了修改，以确保措施扩展到恐怖主义案件，并增加了帮助当局扣押有助于识别与犯罪相关的加密货币的财产的措施。此外，还添加了一项修正案，以确保法院可以要求当局扣押和冻结用于犯罪的加密货币。[2023/7/5 22:18:01]

获利者地址：

0x6703741e913a30D6604481472b6d81F3da45e6E8

漏洞合约地址：

0x025C6da5BD0e6A5dd1350fda9e3B6a614B205a1F

攻击者获得相关APE空投的交易具体如下图所示：

攻击者套利的主要步骤为：

1.首先从Opensea购买了ID为1060的BAYC NFT；

2.通过NFTX以闪电贷借出5个BAYC NFT；

3.利用空投合约（AirdropGrapesToken）漏洞，领取6个BAYC对应数量的APE Coin；

4.归还闪电贷，并转移获利的APE Coin；

其中涉及到的漏洞合约AirdropGrapesToken代码如下图所示：

如上图所示，该函数使用 alpha.balanceOf()和beta.balanceOf()判定调用者对BAYC/MAYC NFT的所有权。但是这种方式仅能获取到用户对该NFT所有权的瞬时状态，该瞬时状态可以通过闪电贷借入进行操控，更安全的方式是采用基于默克尔树的（Merkle tree）链下快照方式。该方式将白名单存储在链下项目方的中心服务器上，当用户在前端官网点击mint之后，服务器会根据钱包地址生成Merkle proof，用户再向智能合约发送一笔携带Merkle proof的交易，并在链上的智能合约中进行验证。

数据：某巨鲸用115万枚USDT买入约100万枚ARB:5月23日消息，据推特用户余烬监测，某巨鲸使用 115 万枚 USDT 买入约 100 万枚 ARB，均价约 1.145 美元，此外还将 150 万枚 USDT 转入 OKX。[2023/5/23 15:20:24]

该方式一般包含以下三部分：

- 后台根据白名单地址生成Merkle tree；

- 将Merkle Root上传到区块链；

- 验证时前端根据当前用户生成Merkle Proof，并将其传入NFT合约校验；

具体可以参考NFT项目Invisible Friends (INVSBLE)，合约地址：0x59468516a8259058baD1cA5F8f4BFF190d30E066。以下是INVSBLE项目中采取的白名单铸币方法mintListed()：

- amount：铸造NFT的数量；

- maxAmount：该地址能铸造的NFT最大数量；

- merkleProof：判断某特定白名单地址节点是否属于Merkle tree上所需的数据，包含叶子节点、路径、根；

该函数首先校验预售是否开启、调用者是否还有额度铸造，接着进行白名单校验，并验证调用者出价是否正确，最后铸造NFT。以下为进行白名单验证的代码实现：

keccak256(abi.encodePacked(sender,maxAmount.toString()))用于计算默克尔树的叶子节点，此处用白名单用户地址和每个用户能够铸造的最大NFT数量作为叶子节点属性。同时还隐藏了一个校验，即msg.sender必须是白名单地址本身。

数据：昨日有2.53亿美元的多头头寸被清算:4月20日消息，比特币昨天经历了大幅抛售，在大约 5 小时内下跌3.8%，跌破 30,000 美元。以太币跌破 2,000 美元。数据显示，当时清算了大约 2.53 亿美元的多头头寸。大部分交易量在 Binance 和 OKX 上，分别清算了 9540 万美元和 8520 万美元。[2023/4/21 14:16:52]

Merkle Proof验证计算使用library MerkleProof，计算过程可以参考SPV验证，具体源码如下：

使用该方式，NFT发行合约中不需要存储整个白名单列表，只需要存储Merkle root。当交易发送方是非白名单用户时，因为其无法提供合法的Merkle Proof，则无法通过校验。

链下数据快照验证白名单还有另一种使用签名的方式，此时如果合约开发者未设置足够的安全检查，也容易造成安全问题，如：NBA薅羊毛事件。

案例二：NBA薅羊毛事件?

2022年4月21日，NBAxNFT项目方遭遇黑客攻击。根据官方回复，由于其白名单校验出现问题导致预售提前售罄。

本次攻击事件中，漏洞合约地址：

0xdd5a649fc076886dfd4b9ad6acfc9b5eb882e83c

上述代码存在两个安全问题：签名冒用和签名复用。签名复用指的是，同一个签名只能使用一次，一般项目方会在合约中设置一个mapping结构存储该签名是否已经被使用，具体源码如下：

?mapping(bytes => bool) private usedClaimSignatures

Sky Mavis 为Axie Infinity提供价值240万美元电竞基金:9月14日消息，区块链游戏Axie Infinity开发商Sky Mavis宣布已成立一个价值240万美元的电子竞技基金，Method MetaGuild成为该基金的首位支持者。Axie Infinity表示，该基金将在2022年第四季度至2023年第二季度期间分发160,000AXS，奖励全球范围游戏锦标赛和地区游戏锦标赛的赢家，并且根据电竞比赛规模设定奖金池。

此外，Axie Infinity还将“Origin”重命名为“Origins”，以打造独一无二的品牌。（thecoinrepublic）[2022/9/14 13:28:31]

其中bytes代表Hash签名数据，bool值代表该签名是否曾经被使用，但是mint_approved()函数中并未存储该值，所以存在签名复用问题。

本文主要研究白名单校验中的签名冒用问题，即由于vData memory参数info在传参时未进行msg.sender校验导致签名可冒用。具体白名单校验函数verify()如下：

上述代码采用签名校验的方式验证白名单，白名单存储在中心化服务器上，用户从前端NFT官网点击mint时，服务器会首先校验是否是白名单用户。如果是，则由服务器使用项目方私钥进行签名，再将签名数据返回。最后用户携带该签名的交易发送到链上进行验证。因此此处ecrecover()验证的仅仅是项目方的地址，仅能证明该签名数据是由项目方进行签发的，但是由于未对签名数据中的调用者，即info.from进行验证，所以导致签名可冒用。

PART 02

「NFT平台漏洞问题」

NFT平台主要有两类，一类是NFT交易平台，如：Opensea、TreasureDAO等；另一类是结合了DeFi业务的平台，如：Revest Finance等。根据平台类型不同，对应的业务类型也不同，造成的安全漏洞也不同。

NFT+DeFi?类型

前dYdX首席法务官Marc Boiron已加入Polygon担任首席法务官:8月17日消息，据Polygon官方社交媒体称，已宣布任命Web3律师Marc Boiron担任新任首席法务官，帮助在Polygon生态系统内建立和加强法律和监管结构。Boiron曾担任Manatt、Phelps&Phillips和FisherBroyles的前区块链和证券律师，最近担任dYdX Trading Inc.的首席法务官。[2022/8/17 12:30:41]

目前NFT + DeFi主要分为三种类型：一种是将NFT当作流动性代币，如：Uniswap-V3等；一种是将NFT碎片化，即FNFT（Fractional Non-Fungible Token），如：Revest Finance等；另一种是将NFT作为借贷的抵押品，如：Position Exchange等。其中Revest Finance项目包含以上三种业务类型，因此本文从业务逻辑的角度研究了Revest Finance安全事件。

Revest Finance是针对DeFi领域的staking解决方案，用户通过该项目参与任何Defi的staking，都可以直接生成一个F-NFT，其代表了staking仓位当前和未来的价值，具体的业务模型如下：

该项目中用户可以通过mintAddressLock()铸造对应抵押资产的FNFT，具体代码如下所示：

其中涉及到的重要参数为：

- trigger：只有该address可以解锁质押的资产；

- recipients：铸造的FNFT对应的接收者；

- quantities：各个接收者接收的FNFT数量；

- IRevest.FNFTConfig：描述FNFT对应的质押资产，包括：asset（抵押的资产类型，如WETH等）、depositAmount（每个FNFT代表的抵押资产数量，包含精度）等。

用户也可以通过depositAdditionalToFNFT()追加FNFT的抵押资产，具体代码如下：

其中涉及到的重要的参数为：

- fnftId：需要追加资产的FNFT；

- amount：每个FNFT需要追加的抵押资产数量，包含精度；

- quantity：为多少个FNFT追加抵押；

用户追加质押资产时，根据quantity的不同存在三种情况，第一种情况是为所有FNFT追加抵押，第二种情况是为其中一部分FNFT追加抵押，第三种情况是追加抵押的FNFT数量大于FNFT总量，此时报错返回。该漏洞为第二种情况下造成的重入，具体逻辑如下：

由上述代码可知，追加抵押时需要先把之前的FNFT销毁，之后再铸造新的FNFT。但是在铸造时，由于min()函数中未判断需铸造的FNFT是否已经存在，并且状态变量fnftId自增在_mint()函数后。而_min()中存在ERC-1155中的隐藏外部调用_doSafeTransferAcceptanceCheck()，造成了重入漏洞。具体代码如下：

此处的mint()函数中_mint()包含一个隐藏的外部调用，具体如下：

攻击主要包括以下三个步骤：

1.调用mintAddressLock()铸造了2个fnftId为1027的FNFT，但是它们对应的资产为0；

2.调用mintAddressLock()铸造了360000个fnftId为1028的FNFT，它们对应的抵押资产仍然为0；

3.在步骤2中，利用ERC-1155中_mint()函数中的_doSafeTransferAcceptanceCheck()重入了depositAdditionalToFNFT()，将1个fnftId为1027的FNFT对应的抵押更新为1 WETH。

由于此时fnftId还未自增，仍然为1027，所以该函数会生成一个fnftid为1028且价值为1 WETH的FNFT，导致将id为1028的FNFT价值从0更新为了1 WETH。

综上，由于FNFT是一种证券化后的NFT，其价值会根据业务逻辑的不同产生波动，如该例中的staking仓位价值。所以FNFT存在价值变更的情况，一般会通过重写burn()和mint()等函数实现价值变更，如：本例中的FNFTHandler合约。如果实现时没有考虑检查-交互-生效机制，就可能存在严重安全问题。

NFT交易平台?

该类平台一般会实现简单的市场功能，包括：挂单、取消挂单、购买、出价、取消出价、接受出价、提现等。其中涉及到的NFT资产包括ERC721、ERC1155两种，开发过程中如果没有考虑到二者的区别，就可能造成安全问题，如TreasureDAO事件。

2022年3月3日，TreasureDAO生态的TreasureMarketplace交易平台遭到黑客攻击，造成NFT token被盗。传送门——《怪事？盗了又归还？TreasureDAO安全事件分析》

在本次事件攻击事件中，攻击者信息如下：

交易发起地址：

Arbitrum：0x9b1acd4336ebf7656f49224d14a892566fd48e68

漏洞合约：

Arbitrum：0x812cda2181ed7c45a35a691e0c85e231d218e273

Arbitrum：0x57dc8e6a28efa28ac4a3ef50105b73f45d56615d4a6c142463b6372741db2a2b

TreasureMarketplaceBuyer合约的buyItem函数在传入_quantity参数后，并没有做代币类型判断，直接将_quantity与_pricePerItem相乘计算出了totalPrice，因此safeTransferFrom函数可以在ERC-20代币支付数额只有0的情况下，调用TreasureMarketplace合约的buyItem函数来进行代币购买。

但是在调用TreasureMarketplace合约的buyItem函数时，函数只对购买代币类型进行了判断，并没有对代币数量进行非0判断，导致ERC-721类型的代币可以在无视_quantity数值的情况下直接购买，从而实现了漏洞攻击。

本次安全事件主要原因是ERC-1155代币和ERC-721代币混用导致的逻辑混乱，ERC-721代币并没有数量的概念，但是合约却使用了数量来计算代币购买价格，且最后在代币转账的实现中也未进行逻辑分离。

此外，在与NFT交易平台相关的漏洞中，除了上述由于NFT本身造成的漏洞外，还有由于平台本身存在安全问题而危害NFT交易的情况。如：近期发现的Opensea Wyvern 2.2合约漏洞，攻击者可以利用该漏洞窃取Opensea市场中具有活跃报价的用户WETH。所幸Opensea团队预先发现了该问题，并进行了及时的修复，尚无相关攻击产生。

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