Common Vulnerabilities in Bridges | Kirk Baird (Sigma Prime)
三句話摘要
區塊鏈跨鏈橋接中的常見安全漏洞與防護要點。 正確處理隨機數、禁止未限制外部調用、關注 ERC20 細節差異，以及保護多簽共識層，是防止橋接資金被盜的四大支柱。 隨機數處理的致命漏洞：許多橋接用隨機數防止重放攻擊，但開發者將 U256 強制轉換成 U32 納入默克樹時，剩餘 200 多位未使用，攻擊者可利用這些位元變動多次執行同一筆交易，導致客戶面臨橋接全額被盜的風險，該漏洞的白帽回報獲得約 100 萬美元的賞金。
重點整理
重點- 1
隨機數處理的致命漏洞：許多橋接用隨機數防止重放攻擊，但開發者將 U256 強制轉換成 U32 納入默克樹時，剩餘 200 多位未使用，攻擊者可利用這些位元變動多次執行同一筆交易，導致客戶面臨橋接全額被盜的風險，該漏洞的白帽回報獲得約 100 萬美元的賞金。
- 2
未限制外部調用的用戶體驗陷阱：為改善使用體驗，某些橋接允許任意外部調用，但這開放攻擊面讓任何人可呼叫任意代幣地址並轉移資金。Arbitrum 橋接至今仍存在此漏洞，攻擊者定期無須許可地從橋接排空被卡的代幣。
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ERC20 小數位數不一致性：同一代幣在不同鏈上的小數位數差異（USDC 在以太坊主網為 6 位但在其他鏈為 18 位）容易被忽視，若橋接假設小數位數相同，用戶轉入後轉出會使餘額增加 10^12 倍。
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共識層多簽的線下攻擊風險：多簽和拜占庭容錯機制容易被線下攻擊所破解，攻擊者可直接接觸簽署者或造偽可信根，如 Ronin 橋接事件所示，整個橋接資金池會被竊取。
實用技巧與重點
乾貨- 重放保護
- 隨機數機制是最基本防護
- 禁止將 U256 強制轉為 U32 用於默克樹
- 應在狀態修改後才記錄隨機數，防止重入
- 未限制外部調用
- Arbitrum 橋接存在實際漏洞
- 允許呼叫任意地址、任意數據
- 用於排空被卡的代幣
- ERC20 相關
- USDC/USDT：以太坊主網 6 位小數、其他鏈 18 位小數
- 單個異常代幣會導致整批交易失敗（DoS 攻擊）
- 暫停代幣、黑名單地址都會造成訊息無法執行
- 返回 Gas 炸彈可耗盡交易 Gas
- 索引與默克樹
- OpenZeppelin 實現：提供超過樹大小的索引時只讀取與證明等長的位數
- 剩餘位元可被攻擊者利用進行重放
- ZK EVM 限制
- 某些指令在單筆交易/區塊內有調用次數上限
- 例：ADD 指令限制 1,000 次
- 外部調用可消耗所有指令配額，導致批次中後續訊息無法執行
- 費用計算
- L2 需同時計算 L1 和 L2 費用
- 計算不精確會導致橋接營運方虧損
- 多簽攻擊
- Ronin 橋接因此遭攻擊損失全額
- 攻擊者線下直接接觸簽署者或造偽可信根
結論
結論“正確處理隨機數、禁止未限制外部調用、關注 ERC20 細節差異，以及保護多簽共識層，是防止橋接資金被盜的四大支柱。”
完整解析
詳細跨鏈橋接是連結不同區塊鏈的核心基礎設施，用戶在 A 鏈存入資金到橋接合約，橋接經由預言機或可信節點記錄交易，在 B 鏈提交可信根，用戶再提交證明領取資金。這個過程看似簡單，但大多數橋接採用鎖定釋放機制，即資金集中存放在單一合約中，成為攻擊者的巨大目標，可能涉及數億美元。
Sigma Prime 安全團隊通過多年橋接審計發現，最常見的漏洞來自重放保護不當。開發者為防止同一筆交易被多次執行，通常使用隨機數機制。但許多人犯了一個致命錯誤：將 256 位隨機數強制轉換成 32 位後納入默克樹，導致超過 200 位未被利用。攻擊者可以變動這些多餘位元，偽造不同的隨機數來重複執行同一筆訊息，從而竊取橋接中的全部資金。這類漏洞曾導致某客戶面臨風險，幸好以白帽形式報告並獲得約 100 萬美元的 Bug Bounty。
第二類漏洞涉及未限制的外部調用。為改善用戶體驗，某些橋接設計允許從橋接合約呼叫任意地址與任意數據。但這開放了攻擊面：任何人都可以利用此功能呼叫任意 ERC20 代幣合約並轉移資金到自己的地址。Arbitrum 橋接正式上線後至今仍存在此漏洞，攻擊者定期利用這個未限制調用排空被誤轉入橋接合約的代幣。
ERC20 實現的差異也帶來風險。同一代幣在不同鏈上的小數位數可能不同（例如 USDC 在以太坊主網為 6 位小數但在其他鏈為 18 位小數），若橋接假設兩端小數位數相同，用戶轉入後再轉出就會增長 10^12 倍。此外，批量轉移代幣時若遇到暫停代幣、黑名單地址或返回 Gas 炸彈，整批訊息都會失敗。ZK EVM 鏈對計算指令的限制也是隱患：若某條指令在一筆交易內只能調用 1,000 次，惡意代幣或接收者的外部調用可耗盡這些指令配額，導致批次中後續訊息無法執行。
最危險的漏洞來自共識層。橋接需要在鏈 B 上提交來自鏈 A 的可信根，多數橋接使用多簽或拜占庭容錯機制。但歷史上的 Ronin 橋接和其他多起事件證明，攻擊者可以線下直接接觸多簽成員或造偽可信根，進而竊取整個橋接的資金池。講者強調，應視這份內容為安全檢查清單，涵蓋隨機數處理、外部調用隔離、ERC20 差異、指令配額管理和多簽安全防護等要點。
關鍵時刻
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事實查核
Pipeline v2說法查證是下一次管線升級的一部分。KeyFrame 只會顯示它真正能驗證的內容。
