聚焦ERC404协议创新，Beosin为ERC404协议提供安全审计服务
2月2日，一个名为Pandora的NFT碎片化项目上线，其核心技术为ERC404协议，一种结合了ERC20和ERC721的代币标准，具有原生流动性和NFT碎片化等特点。作为新推出的协议，ERC404引发了广泛的社区讨论，其首个项目Pandora的日交易量也突破5000万美元，更多基于ERC404或类似协议的项目也陆续上线。
ERC404由于未经以太坊改进提案(EIP)和以太坊请求意见(ERC)的讨论和审查，直接向社区开源进行实验，其协议本身存在许多需要改进和修改的地方。Beosin安全团队今天将对ERC404的设计机制和合约代码进行详细分析，帮助用户了解ERC404协议。
ERC404协议是什么？
ERC404是“融合”了ERC20与ERC721两种代币标准的新型实验性协议。简单来讲，ERC404 可以让NFT像ERC20代币一样进行拆分交易，ERC404代币既是币，也是图，即1枚ERC404 代币可以看成是1枚ERC20代币，也可以看成是1个NFT。
当用户购买1个ERC404代币时，用户的钱包将自动获得一个Replicant NFT。而当用户卖出该代币时，对应的NFT将被自动销毁。
以ERC404协议的首个项目Pandora为例，该项目的ERC404代币是 PANDORA，它对应的 Replicant NFT 是 Pandora Replicants。PANDORA代币的总供应量为10000，所以其对应的 Pandora NFT总量也是10000。
当用户在Uniswap上购买PANDORA代币后，此时你持有1个 PANDORA 代币就相当于同时也持有了 1 个 Pandora NFT，后续可以选择卖出PANDORA代币或是去OpenSea等NFT交易市场卖出Pandora NFT。用户先购买Pandora NFT，再选择去DEX卖出 PANDORA 代币也是同样可以的。
由于ERC404涉及“图币”两种特性，以下是ERC404的设计特点，也是普通用户需要留意的地方：
1. ERC404如果以代币交易会涉及小数，ERC404规定代币数量向下取整为对应的NFT数量，比如用户持有2.9个 PANDORA 代币，那么从NFT视角看，用户只持有2个Pandora NFT。
2. ERC404 v1以代币交易，会销毁对应的NFT，生成新的NFT，即每次生成新的NFT都是在原来NFT的最高id号上增加，这样就会出现原来NFT销毁后再也无法铸造回来（ERC404 v2改变了这一点，会在后文解析）。由于Pandora NFT设置有稀有属性，这会出现用户通过交易Pandora代币刷Pandora NFT稀有度进行套利，刷出更稀有的Pandora NFT替换原先的NFT。
3. 在ERC404 v1的情况下，如果用户持有2.9个 PANDORA 代币，卖出1个 PANDORA 代币，代币无稀有度，但对应的NFT有不同稀有度，在卖出1个代币时用户收到的最后1个Pandora NFT会先被销毁，因此用户需留意代币对应的NFT的稀有度。建议1个钱包地址只存放1个 PANDORA 代币，对应1个Pandora NFT，或是直接进行NFT交易。
ERC404协议代码解析
ERC404 v1协议是由 Coinbase 前软件工程师Acme在Github上发布的，有许多需要改进的地方。借助社区的力量，ERC404团队目前在构建和完善ERC404协议，于2月15日推出了ERC404 v2，v2大大减少了ERC404的gas消耗和优化了买卖ERC404代币的机制。其最新的代码仓库为https://github.com/Pandora-Labs-Org/erc404。
本次我们将通过Beosin VaaS工具扫描ERC404 v2的合约，结合Beosin安全专家的分析，对v2的合约代码进行解读，为ERC404协议相关的项目方提供安全建议：
ERC404 v2的合约主要有ERC404.sol，ERC721Receiver.sol和DoubleEndedQueue.sol，其中DoubleEndedQueue（双端队列）是ERC404团队为改变交易代币燃烧NFT的逻辑而引入的新数据结构。
ERC404 v2 与 v1 类似，是 ERC721 和 ERC20 的混合实现，允许将 ERC721 代币表示为可分割的 ERC20 代币。其中，每个 ERC721 代币对应固定数量的 ERC20 代币（由“units”这个参数确定），在转移 ERC721 代币时，对应的ERC20代币以units的数量进行转移。
但相比v1，ERC404有以下改进：
1. EIP-2612 支持
ERC404 已支持 EIP-2612，允许通过签名消息（许可）进行无 Gas 交易。 “DOMAIN_SEPARATOR”是在构造函数中计算，如果链 ID 发生变化，则可以重新计算，这是提高了其合约的兼容性。
constructor(string memory name_, string memory symbol_, uint8 decimals_) { name = name_; symbol = symbol_;
if (decimals_ < 18) { revert DecimalsTooLow(); }
decimals = decimals_; units = 10 ** decimals;
// EIP-2612 initialization INITIAL_CHAIN_ID = block.chainid; INITIAL_DOMAIN_SEPARATOR = _computeDomainSeparator(); }2. 安全转账检查
其合约中的safeTransferFrom函数遵循了 ERC721 标准的 onERC721Received，会对接收者进行检查，以确保接收者可以处理 ERC721 代币（比如接收者是合约）。
function safeTransferFrom( address from_, address to_, uint256 id_, bytes memory data_ ) public virtual { if (id_ > _minted || id_ == 0) { revert InvalidId(); }
transferFrom(from_, to_, id_);
if ( to_.code.length != 0 && ERC721Receiver(to_).onERC721Received(msg.sender, from_, id_, data_) != ERC721Receiver.onERC721Received.selector ) { revert UnsafeRecipient(); } }3. 改良的铸造和销毁逻辑
和v1不同，在交易ERC404 v2代币时，其对应的NFT并不会被销毁，而是所有的NFT的id都存储在双端队列中重复使用，这样ERC404对应的NFT就与典型的ERC721代币一样。这种做法不仅减少了gas消耗，也简化了ERC404的转移逻辑。
ERC404 v2的改进让ERC404协议更加具有拓展性和可持续性，但其中仍有一些安全风险值得关注：
1. 白名单功能
ERC404允许某些白名单地址内部转账 ERC721 代币，这可用于优化特定合约或地址的gas使用。然而，这也可能会带来中心化问题或滥用的可能性。
abstract contract ERC404 is IERC404 { ....... mapping(address => bool) public erc721TransferExempt; ...... // Handles ERC-721 exemptions. function _transferERC20WithERC721( //白名单可内部转账节省gas }}2. 转账函数问题
transferFrom函数处理 ERC20 和 ERC721 转账，并根据valueOrId_参数区分两者的逻辑。开发者或用户在调用该函数时可能出错，因为该函数有一个前提假设，如果转移的值大于铸造计数的值，则该笔转账是 ERC20 代币的转账。
function transferFrom( address from_, address to_, uint256 valueOrId_) public virtual returns (bool) { ...... if (valueOrId_ <= _minted) { // Intention is to transfer as ERC-721 token (id). uint256 id = valueOrId_; ...... }3. gas优化
虽然ERC404 v2相比v1已经大幅降低了用户交互时所需的gas费，但还有许多提升空间。如，ERC404 v2合约使用自定义错误revert NotFound()，而不是solidity支持的带有错误消息的require语句，这增加了一部分gas消耗。
4. 缺少紧急暂停功能
所有的智能合约都可能存在漏洞，ERC404作为新诞生的协议，合约漏洞问题不可忽视。因此，在团队开发合约时，应在合约中设置紧急暂停功能并制定风险应对方案，以便在风险出现时快速反应，修复漏洞。
此前，Beosin在完成对基于ERC404的创新资产协议Avatar ERC404的审计时也向项目团队提到了以上安全建议，帮助Avatar团队提高了智能合约的安全性，保障Avatar项目的安全运行。本次审计包含形式化验证和安全专家的人工审计，以确保代码没有逻辑漏洞，符合预期运行流程和结果：
audit report:
https://www.beosin.com/audits/Avatar_202402092300.pdf总结
ERC404从新的角度去尝试解决NFT不可分割、流动性不足的问题，相比原先的NFT碎片化项目，它从协议底层入手，实现起来更为更加简单有效，为交易NFT提供了新的途径。但ERC404在代币合约中属于复杂度较高的合约，项目团队在开发时需注意 ERC20 和 ERC721 的特点和添加新功能可能会引入的风险。安全团队在审计需仔细检查 ERC20 和 ERC721 功能之间的相互作用，以及合约中各种gas优化和中心化风险的影响。
Beosin作为一家全球领先的区块链安全公司，在全球10多个国家和地区设立了分部，业务涵盖项目上线前的智能合约安全审计、项目运行时的安全风险监控、预警与阻断、安全合规KYT/AML等“一站式”区块链安全产品+服务，目前已为全球3,000多个区块链企业提供安全技术服务，审计智能合约超过3,000份，欢迎ERC404项目团队前来咨询。