应用安全--浅谈以太坊元交易的新型授权钓鱼风险--其乐融融的IT技术小站

一、什么是元交易

设想这样一个场景：你被DeFi的高收益所吸引，所以决定将交易所里的USDC全部提到钱包，然后投入到DeFi中，在提现完成后，你钱包确实收到了USDC，但你发现你不能完成任何链上操作，不能交易，不能质押。所以，你又需要重新从交易所中购买一些ETH再提到钱包....

在常规情况下，用户想要在区块链上发布一笔交易，需要账户内有足够的的原生代币（native coin，ETH、BTC这类）作为交易手续费，然后才能上链。而在使用元交易的情况下，用户可以不用自己发布交易，转而委托中继者（relay）代为发布，这样自然也就不需要用户自己有足够的的原生代币。

要实现交易委托，需要目标智能合约支持元交易，实现的方式一般是使用消息签名技术，使用钱包进行签名是不需要任何手续费的，因为这完全是链下行为，用户构造相应的元交易数据，并签名，然后将这些信息发送给中继者，接着中继者再对目标合约进行调用，并附带数据与签名，目标合约收到这些信息后进行验证后再执行相应的业务。

有一点要搞明白，元交易虽然是GasLess（免gas）的，但并不代表无需手续费，是否需要付出手续费，以及付出何种资产作为手续费，主要取决于中继者，一般来说，可以用主流token支付，所以你需要再签署一笔向中继者支付手续费的元交易。

总而言之，元交易的本质是一组信息凭证，是用户期望行为的一种证明，且具有真实的可执行力，第三方可以拿这些信息替用户执行想要执行的动作。

二、ERC20-permit(EIP-2612)

场景继续：当你准备购买ETH作为手续费时，你突然发现，USDC居然支持元交易，只需要签署一则消息即可完成授权，简直不要太方便！

ERC20是在以太坊上面创建token的实现标准，但是它并不支持元交易，如果token需要支持授权元交易，则需要按照EIP-2612的规范来进行扩展，如下：

新增了3个函数：

function permit(address owner, address spender, uint value, uint deadline, uint8 v, bytes32 r, bytes32 s) external
function nonces(address owner) external view returns (uint)
function DOMAIN_SEPARATOR() external view returns (bytes32)

permit函数：一般由中继者调用，负责验证参数与签名是否相符，然后进行授权（approve）操作
nonces函数：返回指定用户的nonce，在每次permit之后，nonce递增，为了防止一笔元交易被重复执行
DOMAIN_SEPARATOR函数：根据chainId、合约地址等信息生成一个唯一散列，防止一笔元交易在其他EVM链（ETC、BSC等）上被重放

最重要的是permit函数，所以看一下这个函数的具体实现，这里参考uniswap：

https://github.com/Uniswap/v2-core/blob/master/contracts/UniswapV2ERC20.sol

function permit(address owner, address spender, uint value, uint deadline, uint8 v, bytes32 r, bytes32 s) external {
        require(deadline >= block.timestamp, 'UniswapV2: EXPIRED');
        bytes32 digest = keccak256(
            abi.encodePacked(
                '\x19\x01',
                DOMAIN_SEPARATOR,
                keccak256(abi.encode(PERMIT_TYPEHASH, owner, spender, value, nonces[owner]++, deadline))
            )
        );
        address recoveredAddress = ecrecover(digest, v, r, s);
        require(recoveredAddress != address(0) && recoveredAddress == owner, 'UniswapV2: INVALID_SIGNATURE');
        _approve(owner, spender, value);
    }

很短几行代码，可以看到，在进行了验签以及其他检测后，会执行授权操作，所以整个流程其实很简单，用户完成链下签名，中继进行链上调用，仅此而已。

三、隐患

场景最后：钱包弹出了”请求签名“，上面的信息你有些看不懂，但是钱包并没有任何警告信息，也不用花钱，你很轻易的完成了确认，两分钟后，你钱包里的USDC全都消失了...

毫无疑问，与approve授权钓鱼类似，元交易也是存在钓鱼风险的，只要窃取到了签名，就窃取到了授权，更加危险，更容易中招，相对来说，元交易钓鱼目前存在以下”优势“

1、主流币种支持

虽然元交易尚未普及，但也有不少主流币种支持了ERC20-permit：

USDC
DAI
UNI
1INCH
ENS

2、警告信息缺失

相对于approve授权钓鱼，钱包对于元交易授权的警告几乎没有，以下测试了最新版本的主流钱包告警情况

MetaMask，无特别提醒

TokenPocket，无特别提醒，签名内容未处理

imtoken，无特别提醒

3、隐蔽性强

传统的授权钓鱼会在链上留下approve记录，而元交易钓鱼完全是链下行为，却又能够影响链上，对于元交易签名已泄露的用户来说，是一个定时炸弹，而且还不自知。

4、成本低廉

对于需要上链的操作，由于操作成本等原因，用户会相对谨慎，但对于链下签名，就会放松很多了，且无需成本，用户也很难会意识到签名操作也会影响到资产安全。

5、难以理解

除了基于EIP-2612实现的ERC20授权元交易外，还有很多项目方自己设计的元交易实现，而这些实现是非标准的，所以也无法被钱包所理解，并形成相应的警告，用户也很难理解其中含义。