ERC4626详解

Vault

Vault（保险库） 通常指一种资金管理和收益策略工具，主要用于 DeFi（去中心化金融）协议中，用来帮助用户自动化收益最大化，降低操作难度和 Gas 成本。

Vault 的主要功能

1. 自动复投
   Vault 会将挖矿奖励、利息等收益，自动复投到原策略中，提升复利效应，用户不需要手动操作。
2. 策略自动化
   比如 Yearn Finance 的 Vault，会根据链上数据动态调整策略，将资金投向收益更高的 DeFi 协议。
3. 降低 Gas 成本
   单个用户频繁操作会耗费大量 Gas，而 Vault 将资金集中，批量执行操作，摊薄 Gas 成本。
4. 风险隔离
   不同策略可以部署在不同的 Vault 中，用户可以根据风险偏好选择。
5. yield farming/借贷/质押

Yield Farming（收益耕作） 是 DeFi（去中心化金融） 中的一种策略，指用户将自己的加密资产存入特定协议（如借贷、流动性池、收益聚合器）中，以赚取额外收益（通常是利息或平台代币奖励）的行为。

简单来说，Yield Farming 就是“把加密货币拿去生钱”，类似于传统金融里的“存款生息 + 活期理财”，但更复杂、收益更高、风险也更大。

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典型项目

✅ Yearn Finance
最经典的 Vault 应用，用户存入稳定币、ETH 或 LP Token，Vault 会自动将资金部署到 Curve、Compound 等平台，执行收益优化策略。

✅ Beefy Finance
多链收益聚合器，Vault 帮助用户将流动性挖矿奖励复投，提升收益。

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简单理解

如果把 DeFi 理解为“数字银行”，那么 Vault = 自动理财管家：

• 你把钱交给 Vault（智能合约）
• 它帮你找高收益、做复投
• 省去手动搬砖的麻烦

LP Token

LP Token（Liquidity Provider Token，流动性提供者代币） 是 用户向去中心化交易所（DEX）或流动性池提供流动性后获得的凭证代币，它代表着用户在池子中所占的份额。

LP Token = 你在流动性池的股份证明，可以提币、分红、甚至去挖矿。

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为什么会有 LP Token？

在 Uniswap、SushiSwap、Curve 等 AMM（自动做市商）模型的 DEX 中，交易对（如 ETH/USDC）需要资金池提供流动性。
当你往池子里存入等价值的两种资产（例如 1 ETH + 2000 USDC），你就成为了 流动性提供者（Liquidity Provider, LP）。
为了证明你存入了多少，系统会给你发一个 LP Token，这就是你的 股份凭证。

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LP Token 的作用

1. 提现凭证
   • 以后你要从池子里取出资金，必须用 LP Token 去兑换你的资产（本金 + 交易手续费分红）。
2. 收益分配
   • 交易产生的手续费会按 LP Token 占比分给 LP 持有人。
3. 参与 DeFi 挖矿（Liquidity Mining）
   • 你可以拿 LP Token 去 质押（Stake），获取额外奖励（比如治理代币）。

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举例

• 你往 Uniswap 的 ETH/USDC 池子存了 1 ETH + 2000 USDC
• 系统给你 10 个 LP Token
• 池子总价值是 100 ETH + 200,000 USDC（假设 LP Token 总量 1000）
• 你的 LP Token 占比 = 10 / 1000 = 1%
• 所以，你拥有池子中 1% 的资金份额和手续费收益。

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风险

• 无常损失（Impermanent Loss）：如果 ETH 价格大涨或大跌，你最终取出的资产组合可能少于单纯持币的价值。
• 合约风险：LP Token 本身是由智能合约发行，如果合约被攻击，你可能损失资金。
• 代币贬值：如果奖励代币暴跌，实际收益降低。

Vault01实验

目的

实现一个基础的Vault合约，并结合ERC20代币，完成用户的充值（deposit）和取款（withdraw）逻辑。

准备

1. USDT合约

合约路径：ERC20_fortest.sol
功能描述：
该合约基于 OpenZeppelin 提供的 ERC20 标准，实现了一个名为 Tether USD（USDT） 的代币，主要用于模拟稳定币的发行。

代码

// SPDX-License-Identifier: MIT
pragma solidity ^0.8.20;

import "@openzeppelin/contracts/token/ERC20/ERC20.sol";

contract USDT is ERC20 {
    constructor(uint256 initialSupply) ERC20("Tether USD", "USDT") {
        _mint(msg.sender, initialSupply);
    }
}

功能特点：

• 使用 OpenZeppelin ERC20 标准库，安全且兼容性强。
• 构造函数中通过 _mint() 为部署者铸造初始代币。

2. Vault01合约

合约路径：Vault01.sol
功能描述：
该合约实现一个资金池（Vault），用户可以存入 ERC20 代币并获得对应的 shares，shares 代表用户在池中的份额。用户可通过 shares 按比例赎回对应的代币。

核心逻辑

• 存款（deposit）：
  用户将代币转入合约地址，并按规则获得对应份额（shares）。

/*  
        a = amount  
        B = balance of token before deposit  
        T = share total supply  
        s = shares to mint  

        (T + s) / T = (a + B) / B        
        s = aT / B  
        */ 

• 取款（withdraw）：

/*  
        a = amount  
        B = balance of token before deposit  
        T = share total supply  
        s = shares to redeem  
         
         
        (T - s) / T = (B - a) / B          
        a = sB / T    
        */

核心代码

// SPDX-License-Identifier: MIT
pragma solidity >=0.7.0 <0.9.0;

import "https://github.com/OpenZeppelin/openzeppelin-contracts/blob/master/contracts/interfaces/IERC20.sol";

contract Vault01 {
    IERC20 public immutable token;
    uint256 public totalSupply;
    mapping(address => uint256) public balanceOf;

    constructor(address _token) {
        token = IERC20(_token);
    }

    function __mint(address _to, uint256 _shares) private {
        totalSupply += _shares;
        balanceOf[_to] += _shares;
    }

    function __burn(address _from, uint256 _shares) private {
        totalSupply -= _shares;
        balanceOf[_from] -= _shares;
    }

    function deposit(uint256 _amount) external {
        uint256 shares;
        if (totalSupply == 0) {
            shares = _amount;
        } else {
            shares = (_amount * totalSupply) / token.balanceOf(address(this));
        }
        __mint(msg.sender, shares);
        token.transferFrom(msg.sender, address(this), _amount);
    }

    function withdraw(uint256 _shares) external {
        uint256 amount = (_shares * token.balanceOf(address(this))) / totalSupply;
        __burn(msg.sender, _shares);
        token.transfer(msg.sender, amount);
    }
}

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实验步骤

1. 部署 USDT 合约

   • 在 Remix 中部署 ERC20_fortest.sol，初始发行 1000000 * 10^18 个代币。
   • 记录 USDT 合约地址，例如 0xABC...123。

2. 部署 Vault01 合约

   • 构造函数传入 USDT 合约地址 0xABC...123。
   • Vault01 合约部署完成，等待交互。

3. 授权 Vault01 合约转账

   • 在 USDT 合约中执行 approve(vaultAddress, amount)。
   • 授权 Vault 可转账指定数量的 USDT。

4. 测试存款

   • 调用 deposit(100e18)。
   • 验证：
     • Vault01.balanceOf(msg.sender) 是否增加。
     • Vault01.totalSupply 是否更新。
     • Vault01.token.balanceOf(address(Vault01)) 是否为 100 USDT。

5. 测试取款

   • 调用 withdraw(50e18)。
   • 验证：
     • 用户账户 USDT 余额恢复。
     • Vault01.totalSupply 减少。

ERC4626阅读

assets & shares

// ERC4626 资产与份额接口

// 资产信息查询
/// @dev 返回金库的基础资产代币地址
function asset() external view returns (address assetTokenAddress);

/// @dev 返回金库管理的基础代币总额
function totalAssets() external view returns (uint256 totalManagedAssets);

// 数量转换
/// @dev 将资产数量转换为份额数量
//计算一个币可以转化成多少shares
function convertToShares(uint256 assets) external view returns (uint256 shares);

/// @dev 将份额数量转换为资产数量
function convertToAssets(uint256 shares) external view returns (uint256 assets);

包含两个核心功能组：

• 资产信息查询（asset 和 totalAssets）
• 资产与份额的相互转换（convertToShares 和 convertToAssets）

存款/铸造相关函数接口

// ERC4626 存款与铸造接口

// 最大可存款/铸造量查询
/// @dev 获取接收者可存入的最大资产数量
function maxDeposit(address receiver) external view returns (uint256 maxAssets);

/// @dev 获取接收者可铸造的最大份额数量
function maxMint(address receiver) external view returns (uint256 maxShares);

// 存款/铸造预览
/// @dev 预览存入指定资产数量将获得的份额数量
function previewDeposit(uint256 assets) external view returns (uint256 shares);

/// @dev 预览铸造指定份额数量需要的资产数量
function previewMint(uint256 shares) external view returns (uint256 assets);

// 存款/铸造操作
/// @dev 存入资产并给接收者铸造份额
function deposit(uint256 assets, address receiver) external returns (uint256 shares);

/// @dev 铸造份额并扣除接收者的资产
function mint(uint256 shares, address receiver) external returns (uint256 assets);

receiver的作用是什么？

receiver 参数的作用是 指定存款/铸造操作中接收份额（shares）的目标地址。它的设计目的是实现更灵活的资产托管和委托操作。

相当于充值给另外一个地址

与 msg.sender 的区别

• msg.sender
  代表实际调用合约的地址（操作者），通常是支付资产（transferFrom）的地址。
• receiver
  代表最终获得份额的地址，可能与 msg.sender 相同，也可能不同。

提款与赎回接口

// ERC4626 提款与赎回接口

// ========== 最大可提款/赎回量查询 ==========
/// @dev 获取所有者可提取的最大资产数量（基于其份额）
function maxWithdraw(address owner) external view returns (uint256 maxAssets);

/// @dev 获取所有者可赎回的最大份额数量
function maxRedeem(address owner) external view returns (uint256 maxShares);

// ========== 提款/赎回预览计算 ==========
/// @dev 预览提取指定资产数量需要销毁的份额数量
function previewWithdraw(uint256 assets) external view returns (uint256 shares);

/// @dev 预览赎回指定份额数量将获得的资产数量
function previewRedeem(uint256 shares) external view returns (uint256 assets);

// ========== 提款/赎回操作 ==========
/// @dev 提取资产（销毁所有者的份额，资产发送给接收者）
function withdraw(
    uint256 assets,
    address receiver,
    address owner
) external returns (uint256 shares);

/// @dev 赎回份额（销毁所有者的份额，资产发送给接收者）
function redeem(
    uint256 shares,
    address receiver,
    address owner
) external returns (uint256 assets);

核心区别：withdraw vs redeem

1. withdraw
   • 用户指定想要提取的资产数量（assets）。
   • 系统自动计算需要销毁的份额（shares），通过 previewWithdraw 预览。
   • 适用场景：用户关注能拿到多少底层资产（如“我要提100 USDC”）。
2. redeem
   • 用户指定要销毁的份额数量（shares）。
   • 系统计算可获得的资产数量（assets），通过 previewRedeem 预览。
   • 适用场景：用户关注销毁多少份额（如“我要赎回50 vaultShares”）。

为什么需要 owner 和 receiver？

1. owner
   • 代表实际持有份额的地址（必须已授权调用者操作其份额）。
   • 例如：智能合约代理可替用户操作，但份额属于用户地址。
2. receiver
   • 允许将提取的资产发送到第三方地址（如归集钱包或另一个合约）。
   • 例如：用户可指定将资产直接发送到交易所地址。

总体：

两个事件

// ERC4626 存款/提款事件

/// @dev 当存入资产并铸造份额时触发
event Deposit(
    address indexed sender,    // 操作者地址（调用合约的地址）
    address indexed owner,     // 份额所有者地址
    uint256 assets,            // 存入的资产数量
    uint256 shares             // 铸造的份额数量
);

/// @dev 当提取资产并销毁份额时触发
event Withdraw(
    address indexed sender,    // 操作者地址（调用合约的地址）
    address indexed receiver,  // 资产接收者地址
    address indexed owner,     // 份额所有者地址
    uint256 assets,            // 提取的资产数量
    uint256 shares             // 销毁的份额数量
);

在 withdraw 操作中，如果 msg.sender !=owner那么 msg.sender 需要先请 owner 调用什么方法,才可以让 msg.sender 来 withdraw 成功?

答： approve

Front - Running

Front-Running 是指恶意节点（FrontRunner）通过监控待处理交易池（Mempool），以更高 Gas 费抢在目标交易（User’s Transaction）之前执行自己的交易，从而获利的行为。以下是分步拆解：

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1. 用户发起交易

• 用户提交一笔交易（如购买代币、调用智能合约）到以太坊网络。
• 交易进入待处理池（Mempool），等待矿工/验证者打包。

2. 恶意节点监控交易池

• FrontRunner（通常是机器人）实时扫描Mempool，识别有利可图的交易：
  • 例如：用户的大额代币买单（可能推高价格）。
  • 或套利机会（如DEX价格偏差）。

3. 发起抢先交易

• 策略：
  • 复制用户交易逻辑（如购买同种代币）。
  • 设置更高Gas费，吸引矿工优先打包。
• 结果：
  • 恶意交易被优先执行，用户交易因Gas低而延后。

4. 获利手段

• 低买高卖：抢在用户买单前低价购入代币，待用户交易推高价格后卖出。
• 套利：利用DEX价格延迟，在用户交易前完成价差套利。
• 操纵合约：针对拍卖类合约，提前锁定优势条件。

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技术实现依赖

1. 交易透明性：以太坊Mempool公开可见，便于监控。
2. Gas竞价机制：矿工优先打包高Gas交易。
3. 智能合约可预测性：若合约逻辑固定，攻击者可模拟结果。

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防御方案

• 隐私交易：使用Flashbots等隐私RPC，避免交易暴露在公开Mempool。
• 限价单/滑点控制：设置交易价格上限，减少被利用空间。
• 合约级防护：
  • 提交-揭示模式（Commit-Reveal Scheme）。
  • 随机化关键操作（如拍卖截止时间）。

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典型案例

• DeFi套利：2020年Uniswap上多次出现抢跑套利，单笔获利超万美元。
• NFT铸造：热门项目公售时，机器人抢先铸造稀缺资产。

Front-Running本质是利用区块链透明性和激励机制的设计缺陷，是Web3中典型的”黑暗森林”攻击。

ERC4626 通胀攻击（Inflation Attack）

攻击背景

ERC4626 是代币化金库（Vault）标准，允许用户存入资产（assets）并获取份额（shares）。攻击者通过操纵金库的 资产-份额转换比例，在特定条件下实现“凭空增发份额”的漏洞。

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攻击场景示例

假设初始状态：

• 用户存入资产：assets_deposited = 1,000
• 当前总份额：totalSupply() = 1,000
• 金库总资产：totalAssets() = 1,000,000
  此时，用户预期获得的份额应通过公式计算：

  shares_received = assets_deposited * totalSupply() / totalAssets()
  = 1,000 * 1,000 / 1,000,000 = 1 share

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漏洞触发点

问题出在 _convertToShares 函数的实现：

function _convertToShares(uint256 assets, Math.Rounding rounding) 
    internal view virtual returns (uint256) {
    return assets.mulDiv(
        totalSupply() + 10 ** _decimalsOffset(), 
        totalAssets() + 1,  // 关键问题：分母被 +1 操纵
        rounding
    );
}

攻击步骤：

1. 初始状态：金库刚部署，totalSupply = 0，totalAssets = 0。
2. 攻击者首次存款：
   • 存入极少量资产（如 1 wei），此时：

     shares = 1 * (0 + 1e18) / (0 + 1) = 1e18 shares

   • 攻击者以 1 wei 的成本获得 1e18 份额（天文数字）。
3. 正常用户存款：
   • 用户存入 1,000 资产时，因 totalSupply 被攻击者通胀：

     shares = 1,000 * (1e18 + 1e18) / (1 + 1,000) ≈ 2e18 / 1,001 ≈ 2e15 shares

   • 用户实际获得的份额远低于预期，大部分价值被攻击者稀释。

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攻击核心逻辑

• 分母操纵：totalAssets() + 1 的设计在初始状态下（totalAssets=0）会放大份额计算。
• 份额通胀：攻击者通过极低成本获取大量份额，后续用户的存款被严重稀释。

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防御方案

1. 初始化保护：

   • 在金库部署时预铸少量份额给零地址（如 1e18），避免 totalSupply=0 的极端情况。

     function __ERC4626_init(address asset, uint256 initialDeposit) internal {
         _mint(address(0), 1e18); // 预铸份额
         _deposit(initialDeposit, msg.sender); // 初始存款
     }

2. 公式修正：

   • 移除分母的 +1 逻辑，直接使用 assets * totalSupply / totalAssets。

3. 最小存款限制：

   • 要求首次存款必须超过一定阈值（如 1e18 wei），提高攻击成本。

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真实案例

• 2022 年多个未实现防护的 ERC4626 金库（如某些收益聚合器）因此漏洞被攻击，导致用户份额价值被稀释。

总结：ERC4626 通胀攻击利用了初始状态下的数学漏洞，开发者需严格检查资产-份额转换公式的边界条件！

https://docs.openzeppelin.com/contracts/4.x/erc4626