今天早上，Cosmos發(fā)布v0.34.6補丁，緊急修復(fù)了可能導(dǎo)致嚴(yán)重后果的漏洞。現(xiàn)在來分析一下問題所在和可能導(dǎo)致的后果。
導(dǎo)致漏洞的原因
和其他DPOS共識的鏈一樣，Cosmos中參與共識出塊的節(jié)點有限，只有股權(quán)排名前100的驗證人節(jié)點才是有效驗證人。持幣用戶可以將atom(CosmosHub主網(wǎng)代幣)委托給驗證人節(jié)點，稱作委托人。驗證人或委托人都可以將委托的幣取回，不過這需要一個21天的周期，也就是說我的抵押股權(quán)變?yōu)榭闪魍ù鷰判枰?jīng)過一定的鎖定期。DPOS區(qū)塊鏈通常都會這樣設(shè)計，這是為了維系網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性，避免抵押代幣在外部市場價格劇烈波動時，網(wǎng)絡(luò)的總抵押量也隨之短期內(nèi)大幅波動，畢竟DPOS區(qū)塊鏈的價值是需要用作共識依據(jù)的抵押代幣來背書的。但由于Cosmos的三處看似合理的設(shè)計，組合在一塊卻產(chǎn)生了嚴(yán)重的漏洞。
1. 不一致的解綁鎖定期
Cosmos中，一個驗證人如果因為掉線，雙簽或者取回過多的自抵押代幣（數(shù)量低于設(shè)定的min_self_bond），便會從活躍的Bonded狀態(tài)，經(jīng)過一段時間的UnBonding狀態(tài)，最后變?yōu)閁nBonded狀態(tài)。非Bonded狀態(tài)的驗證人，無論抵押池還有多少token，都不再參與共識。當(dāng)委托人從一個驗證人解綁委托的token時，會進行判斷：
- 如果驗證人此時是Bonded狀態(tài)，解綁需要經(jīng)歷21天的時間。
- 如果驗證人處于UnBonding狀態(tài)，委托人從該驗證人解綁定需要的鎖定期等于該驗證人的鎖定期（小于或等于21天）。
- 如果驗證人處于UnBonded狀態(tài)，則不需要鎖定期，委托人抵押的股權(quán)可立即變回代幣。
這樣設(shè)計的本意的是，當(dāng)驗證人節(jié)點因作惡或意外被Jail(關(guān)小黑屋)后，委托人可以盡快取回抵押的股權(quán)，避免造成損失。
2. 立即生效的轉(zhuǎn)委托
委托人在將代幣抵押給一個驗證人后，如果想要抵押給另一個驗證人，可使用轉(zhuǎn)委托功能，不必先從源驗證人上解綁，然后再委托給目標(biāo)驗證人。這樣的設(shè)定是為了方便委托人可隨時在不同驗證人之間做選擇，如發(fā)現(xiàn)某個驗證人傭金更低，或是當(dāng)前驗證人頻繁掉線，可以盡快轉(zhuǎn)移股權(quán)，避免損失。
3. 轉(zhuǎn)委托不限制目標(biāo)驗證人狀態(tài)
轉(zhuǎn)委托操作不限制目標(biāo)驗證人節(jié)點的狀態(tài)，也就是說，你不光可以轉(zhuǎn)委托給一個Bonded狀態(tài)的驗證人，也能轉(zhuǎn)委托給UnBonding和UnBonded狀態(tài)的委托人。這樣的設(shè)計是讓驗證人節(jié)點在出現(xiàn)異常時，還能接受到委托人的抵押。
如何利用漏洞
一個將股權(quán)委托給Bonded狀態(tài)的委托人，可以找到Cosmos網(wǎng)絡(luò)中的狀態(tài)為UnBonded的驗證人(這樣的節(jié)點并不少)，將股權(quán)轉(zhuǎn)委托給它，然后再解綁，即可立即完成解綁。操作很簡單，只用多耗費一點手續(xù)費便能讓21天的鎖定期形同虛設(shè)。
漏洞造成的影響
利用該漏洞本身不會造成資金的數(shù)量，但該漏洞的存在會讓網(wǎng)絡(luò)變得不穩(wěn)定，更容易被攻擊，最極端的情況的是共識失敗，不再出塊。Cosmos使用的BFT共識算法，最多能容忍三分之一的股權(quán)作惡。Cosmos期望atom總量的67%長期處于抵押狀態(tài)，假設(shè)現(xiàn)在atom總量是1000，全網(wǎng)抵押的atom一共是670，作惡節(jié)點只擁有67，只占到10%，是不可能導(dǎo)致共識失敗的。然后，作惡節(jié)點在交易所引起劇烈的價格波動，因為該漏洞的存在，委托人可以立刻解綁atom，轉(zhuǎn)移至交易所交易。只要全網(wǎng)抵押的atom降到201以下，作惡節(jié)點的67個便超過了三分之一，最壞的可能便是宕機，由于Tendermint的最終一致性設(shè)計，只要作惡節(jié)點不上線，網(wǎng)絡(luò)將不再出塊，且目前沒有很好的修復(fù)方法。先不論攻擊者會不會有這樣的企圖（攻擊成本和攻擊收益），沒有解綁鎖定期，外部市場的價格波動必然會引起短期網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性，所以任何情況下都要確保解綁鎖定期的有效。
漏洞修復(fù)
漏洞修復(fù)很簡單，解綁時不再判斷驗證人節(jié)點的狀態(tài)，無論怎樣都要經(jīng)過21天的解綁鎖定期。
Cosmos熱升級過程
Comos在漏洞造成嚴(yán)重影響前立即發(fā)布了修復(fù)后新版本，迅速聯(lián)系各個驗證人更新，上午大多數(shù)節(jié)點已經(jīng)切換至新版本，出塊也正常。由于Tendemrint的最終一致性，Cosmos Hub的新老版本在不兼容(某一個塊高度后，新老版本的狀態(tài)機數(shù)據(jù)不同)的情況下，部分驗證人節(jié)點已經(jīng)切換至新版本，部分仍使用老版本。如果熱升級沒有溝通好，在出現(xiàn)導(dǎo)致狀態(tài)不一致的交易后，如果抵押股權(quán)中的三分之二的驗證人已經(jīng)升級到新版本，則共識以新版本的塊為準(zhǔn)，運行老版本的節(jié)點則會因為共識不一致停止出塊。但如果三分之二的驗證人仍使用老版本，共識以老版本為準(zhǔn)，反而是新版本的節(jié)點停止共識。還有種情況則是兩邊都未達到三分之二，則都停止共識。這樣熱升級時，必須要協(xié)調(diào)大多數(shù)節(jié)點到位。
Polkadot因為有runtime機制的存在，將更新的代碼寫入?yún)^(qū)塊，節(jié)點同步后實時更新運行邏輯，這樣優(yōu)雅的熱更新機制，避免了共識失敗的情況，節(jié)約了升級過程中協(xié)調(diào)驗證人節(jié)點產(chǎn)生的成本。
