此前，Beosin 安全研究人員在 SnarkJS 0.6.11及之前的版本的庫中發現了一個嚴重漏洞，當該庫在驗證證明時未對參數進行完整的合法性檢查，使得攻擊者可以僞造出多個證明通過校驗，實現雙花攻擊。SnarkJS 是一款用於構建零知識證明的开源 JavaScript 庫，廣泛應用於 zk-SNARK 技術的實現和優化。

Beosin在提了這個漏洞以後，第一時間聯系項目方並協助修復，目前該漏洞已修復完成。Beosin提醒所有使用了SnarkJS庫的zk項目方可將SnarkJS更新到 0.7.0版本！以確保安全性。

現在，Beosin以長文的形式與大家分享漏洞原理，以及提醒項目方需要注意什么。

前言

Circom是基於Rust开發的零知識證明電路編譯器，該團隊同時开發了SnarkJS庫用於實現證明系統，包括：可信設置、零知識證明的生成和驗證等，支持Groth16、PLONK、FFLONK算法。

https://docs.circom.io/

2. 漏洞原理

Beosin安全實驗室漏洞研究人員在SnarkJS小於等於0.6.11版本中發現，當該庫在驗證證明時未對參數進行完整的合法性檢查，使得攻擊者可以僞造出多個證明通過校驗，實現雙花攻擊。數學依據：首先如果要在以太坊中生成和驗證zk-SNARK證明，需要使用 F_p-arithmetic 有限域橢圓曲线電路，其中曲线的一般方程如下：

可以發現曲线上的點都會進行一個模p運算，所以電路生成的證明參數s值取值範圍爲[0,1,…,p-1]，那么當SnarkJS的變量範圍大於電路取值範圍時，存在下列多個具有相同輸出的證明參數值：

綜上，只要知道了其中一個合法的證明參數s，參數範圍內的s+np( n = 1,2,…,n)都可以滿足驗證計算，於是攻擊者在獲取到任意驗證通過的s，即可構造多個s可以通過校驗，具體的攻擊流程如下：

上文可知，參數的取值範圍由p決定，而不同類型的F_p對應不同的p，需要根據具體使用的零知識算法確定。

3. 漏洞實現

使用snarkjs庫進行鏈下驗證時，在groth16Verify函數中並未校驗publicSignals參數的取值範圍合法性，導致可以僞造證明通過校驗：

4. PoC

初始的originalHash驗證通過，接着使用剛僞造的attackHash同樣驗證通過！即同一份proof，可以被多次驗證通過，即可造成雙花攻擊。

此外，由於本文使用ALT_BN128 曲线進行復現，因此共計可以生成6個不同參數通過驗證：

4. 修復方案

Circom 項目已經針對該通用漏洞進行了修復，涉及到其實現的共計3個算法：

https://github.com/iden3/snarkjs/issues/358

1）groth16_verify.js

https://github.com/iden3/snarkjs/commit/7f462cc932191348a057e6e18f377154369104fc#

2）flonk_verify.js

3）plonk_verify.js

針對此漏洞，Beosin安全團隊提醒zk項目方，在進行proof驗證時，應充分考慮算法設計在實際實現時，由於代碼語言屬性導致的安全風險。同時，強烈建議項目方在項目上线之前，尋求專業的安全審計公司進行充分的安全審計，確保項目安全。

5.  漏洞後續

目前該漏洞已經被收錄到github advisory database中，且爲評分7.5的高危漏洞：

https://github.com/advisories/GHSA-xp5g-jhg3-3rg2

同時該高危漏洞也被更新到npm庫中，安裝舊版本snarkjs庫時會有如下預警信息：

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標題：Circom 驗證庫漏洞CVE-2023-33252修復方案

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標籤：安全漏洞