Rust in Peace: Breaking Rust-based blockchains | Luis Quispe Gonzales (Halborn)

Luis K Gonzalez來自Halor安全公司，擁有13年多語言開發經驗，最近4年專注Web3安全審計。他透過一個虛擬人物Alice的故事，完整講解了基於Rust的區塊鏈交易生命周期。

Alice決定向流動性池投入資金以賺取獎勵。當她提出領取獎勵的交易（第14筆）時，背後經歷了複雜的多層次驗證過程。首先，她的錢包客戶端構建交易，包含公鑰、簽名和交易數據（地址、payload、Gas費用）。交易被發送到全節點，全節點維護區塊鏈的完整副本，任何人都可運行。全節點不直接執行交易，而是先進行基本檢查（語法、餘額、費用），再將交易加入Mempool（臨時儲存區）。

全節點作為relayer角色，將交易轉發給驗證者。驗證者也維護區塊鏈副本，需要質押大量代幣才能參與。驗證者之間透過Mempool共享協議交換交易，最終所有驗證者的Mempool都含有同一筆交易。接著進入共識層，驗證者選舉出該輪的Leader（選舉標準因共識機制而異）。Leader負責決定Mempool中哪些交易進入區塊，以及它們的順序——這個順序至關重要，因為交易的執行結果可能相互依賴，順序錯誤會導致邏輯漏洞（如在實際轉帳前領取獎勵）。

共識達成後，執行層接手。執行層尊重共識層決定的交易順序，但會對作用於不同資源的交易進行並行執行以優化性能。執行層調用虛擬機層（Aptos用Move BM、Casper用WebAssembly）實際運行智能合約代碼，應用所有權驗證等規則。關鍵點是，此時區塊鏈狀態尚未真實更新，而是在沙箱中模擬。虛擬機執行後，執行層將交易雜湊追加到Merkle樹（每個交易一個雜湊，逐級合併直到得到Merkle根），Merkle根被加入區塊頭。更重要的是，執行層生成根哈希（root hash），代表區塊鏈的整體狀態。不同區塊鏈生成方式不同：Aptos只生成一個，Casper為各分片各生成一個。

執行層將根哈希資訊發送回共識層，共識層與其他驗證者的共識層通訊，確認所有驗證者執行後得到相同的根哈希。若一致，共識層信號執行層執行最終的區塊鏈狀態寫入，儲存層永久記錄。此時Alice的獎勵被扣除，代幣從合約轉到她的帳戶。

從安全視角，Alice、她的客戶端、全節點、驗證者任何一方都可能惡意。區塊鏈安全的最後防線是保護驗證者各層組件的完整性。Halor團隊發現的三個真實漏洞揭示了防禦的薄弱環節。第一個是Sui的Change Epoch系統交易繞過：該交易本應由驗證者單獨控制費用參數，但驗證邏輯只檢查單筆交易類型，未考慮批次交易包裝。攻擊者將Change Epoch放入批次交易，驗證邏輯失效，成功將儲存費和計算費改為零。第二個是Rollup的高序號免費交易：Mempool在驗證序號時，只拒絕序號小於當前值的交易，但未檢查序號過高的情況。攻擊者發送1000筆序號為1000的交易，全通過Mempool驗證，在執行層才被丟棄。由於執行是耗資源的，驗證者每筆都要計算，攻擊者0成本導致驗證者資源耗盡（DDoS）。第三個最嚴重的是Sui的反序列化漏洞：serde庫的反序列化邏輯，當交易結構包含預期外的字段時，如果該字段值為true，會觸發panic導致驗證者停止。攻擊者只需單筆交易即可使單個驗證者宕機，100筆交易可癱瘓整條區塊鏈。