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看雪.纽盾 KCTF 2019 Q3 | 第五题点评及解题思路

Editor 发布于 看雪学院 2019-09-29 16:38
太阳升起又落下。若有若无的淡香飘散在战场,身影像舞蹈般风中摇曳,绽放出鲜血之花。舞姬貂蝉,迎着四散的逃兵寻找熟悉的身影。
战神吕布,果然是不可战胜的吗?你在哪里?貂蝉焦急的寻觅着。却不知道,他们正离得越来越远。
我在光明中起舞,你是我的烛之影。你在黑暗中厮杀,我是你的月之影。清风拂过山丘,扛着龙枪的男人回首战场。遍地死尸,血腥弥漫,这熟悉的味道,就像我们初遇的地方。



题目简介



本题共有1128人围观,最终只有17支团队攻破成功。在比赛过程中各个战队争分夺秒,对题目发起强力进攻,每分每秒都会产生巨大的变化。


攻破此题的战队排名一览:



这道题也十分有趣,接下来我们一起来看一下这道题的点评和详细解析吧。


看雪评委crownless点评




题目采用了梅森翻转算法、xxtea加密算法,设置了四个“迷宫”,最后还有3DES加密。总的来说,这道题考查的范围比较广泛,需要破解者有较多的经验。



出题团队简介



本题出题战队只会签到题的蒻鶸:



只会签到题的蒻鶸团队成员只有签个到跑路了一个人,但实力依然不容小觑,下面是相关简介:

练习一年半的广州某技校本科生,除了签到题什么都不会的逆向蔡鸡,求大佬带。



设计思路



>>>>加密过程


输入一个字符串,第一个check,check长度是否小于等于48,第二个check使用了梅森翻转算法、xxtea加密算法,check字符串的第一个字节,以第一个字节作为随机数种子,由梅森翻转算法得到三个32bits整数,将第一个、第三个整数通过xxtea加密,密钥直接给出,为{0X67452301, 0XEFCDAB89, 0X98BADCFE, 0X10325476},得到的结果相加得到v,由梅森翻转算法得到的第二个整数减去v得到res,检查是否等于2768546039,梅森翻转算法得到的随机数可预测,xxtea可逆,但是sn限定字符集为[33,126],直接正向爆破秒解。

第三个check,check输入的字符串与"Welcome/to/this/very/simple/challenge"相加之后的md5是否等于44e4403b63620a2075d3fb2e0a6207d2,此处不可逆,主要是check长度,直接跳过上面的check逆下面的算法就可以得到sn,所以直到此处所有的check几乎都是无用的,纯属误导。以下是真正的check且可逆,首先程序将输入的字符串取前36个字节base64decode,得到decode后的字节,应为26bytes,(此处暴露了sn长度应该为36个字节),之后对这26个字节进行分割,分割为v1,v2,v3,c,分别为6、6、6、8个字节,对输入的36个字节的前二十四个进行分割,分割为key1,key2,key3,均为8字节,之后进行3DES解密,密钥为key1key2key3,密文为c,即des_decrypt(key3,c),des_encrypt(key2,c),des_crypt(key3,c),最终得到的c为8字节明文,这里视为v4,之后是md5校验(此处如上所说并没有用),最终的校验是4个迷宫check,将上述得到的v1,v2,v3,v4分别送入迷宫check,正确的话预设值+1,最终检验预设值是否为4,即四个迷宫都要走完,迷宫均为13*13矩阵,起点为'@',终点为‘#’,除第一个显示给出外,其余三个均为在第一个迷宫的基础上动态生成。

>>>>解题思路


去混淆,整理出四个迷宫,依据迷宫规则推导出v1,v2,v3,v4,其中v1、v2、v3为6bytes,v4为8bytes,前三个迷宫有且只有一条长度为18的路径,第四个迷宫有且只有一条长度为24的路径,至于v1、v2、v3、v4的长度由程序可以直接得到,根据迷宫规则目测即可非常快速的得到路径,也可写脚本得到,之后对v1、v2、v3分别进行base64encode得到key1,key2,key3,对v4进行3des加密,密钥为key1,key2,key3,最后对得到的结果c进行base64encode得到一个12bytes的字符串,将key1,key2,key3和c拼接就可得到长度为36bytes的sn。
四个迷宫分别为:

maze1:
*************
*@***********
*-***********
*--**----****
*-***-**-****
*-***#**-****
*--*****-****
**-*****-****
**-------****
**-*-----****
**---**-*****
**-****--****
*************
 
maze2:
*************
*@***********
*-***********
*-***-**-****
*--**----****
*-***#**-****
*--*****-****
**-*****-****
**-*-----****
**---**-*****
**-------****
**-****--****
*************
 
maze3:
*************
*@***********
*-***********
*-***-**-****
*--*****-****
*-***#**-****
*--**----****
**-*****-****
**-****--****
**---**-*****
**-*-----****
**-------****
*************
 
maze4:
*************
**-------****
*--*****-****
*-***-**-****
*--*****-****
*-***#**-****
*-***-**-****
*-***-**-****
*--**----****
**---**-*****
*--*****-****
*@***********
*************

很容易得到四个迷宫的最短路径为:

ssss sdss dddd ddww wwwa aass
 
ssss sdss sddw dddd wwww aaas
 
ssss sdss sdds dddw wdww aaaw
 
wdww awww wwwd wddd ddds ssss ssaa awww

迷宫规则为00 w 01 s 10 a 11 d。所以可以得到4个迷宫check的内容分别为:

v1 = b'\x55\x75\xff\xf0\x02\xa5'
 
v2 = b'\x55\x75\x7c\xff\x00\xa9'
 
v3 = b'\x55\x75\x7d\xfc\x30\xa8'
 
v4 = b'\x30\x80\x03\x3f\xfd\x55\x5a\x80'

接下来就是DES3加密了。

key为base64encode(v1+v2+v3),
m为v4sn = key + base64encode(v4)

import base64
from Crypto.Cipher import DES3
from hashlib import md5
 
v1 = b'\x55\x75\xff\xf0\x02\xa5'
v2 = b'\x55\x75\x7c\xff\x00\xa9'
v3 = b'\x55\x75\x7d\xfc\x30\xa8'
v4 = b'\x30\x80\x03\x3f\xfd\x55\x5a\x80'
key = base64.b64encode(v1+v2+v3)
print('key:',key)
print('m:',v4)
c = DES3.new(key, DES3.MODE_ECB)
cipher = base64.b64encode(c.encrypt(v4))
sn = key + cipher
assert(md5(sn+b'Welcome/to/this/very/simple/challenge').hexdigest() == '44e4403b63620a2075d3fb2e0a6207d2')
print('sn:', sn.decode())

get sn:VXX/8AKlVXV8/wCpVXV9/DCogeWKJMtrmeY=

杂杂碎:其实原本的打算是将前面的一些算法也运用在check里面,但是如此将变成算法的堆叠,感觉没多大意思,还有一点就是本来是打算魔改下DES3的,但是由于时间的问题所以也未果了(其实还是太菜了),大佬们都tql,一下就被秒了!


解题思路



本题解题思路由看雪论坛KevinsBobo提供:




题目分析


1. 往输入后面追加一段字符串Welcome/to/this/very/simple/challenge,输入的字符串加上这段内容大小不能超过0x55。


2. 调用btea加密算法验证输入的正确性。


3. 将输入的内容做base64解码,若输入中有等号且等号位置小于等于35,则只解析等号及前面的数据,否则只解析前36位数据。



4. 将输入的base64字符串分成0-8、8-16、16-24,再分出base64解码后的18位之后的部分。


5. 有两个加解密函数,猜测是魔改des,因为搜其使用的数据表搜到了看雪很早前的一篇破解魔改des的文章,怀疑是作者留下的线索。在这里暂且称f_des_opt_01为加密函数,f_des_opt_02为解密函数。


6. 根据上图可以看出:

  • 先将base64解码的数据18位以后的数据用base64字符串的16-24位的数据作为key加密;
  • 18位以后的数据用8-16位的数据作为key解密;
  • 18位以后的数据用0-8位的数据作为key加密;

7. 有了以上的推断,当需要反推数据时,直接调试,替换加解密函数的参数就可以反向操作了。

8. 然后就是走迷宫的操作了,识别迷宫是通过找到迷宫字符串数据后,结合使用时采用map[][13]二维数组的方式,推测出是迷宫地图。



9. 使用MD5校验放多解

找出迷宫


1. 在main函数前利用全局变量注册了一个初始化函数,里面给第一个迷宫赋值,并且也给防多解用的md5字符串赋值。



2. 迷宫走法



3. 通过调试抓出几次变换后的迷宫,一共四组,结合上面的代码可以看出,@代表移动的对象,#代表终点。


1
*************
*@***********
*-***********
*--**----****
*-***-**-****
*-***#**-****
*--*****-****
**-*****-****
**-------****
**-*-----****
**---**-*****
**-****--****
*************
2
*************
*@***********
*-***********
*-***-**-****
*--**----****
*-***#**-****
*--*****-****
**-*****-****
**-*-----****
**---**-*****
**-------****
**-****--****
*************
3
*************
*@***********
*-***********
*-***-**-****
*--*****-****
*-***#**-****
*--**----****
**-*****-****
**-****--****
**---**-*****
**-*-----****
**-------****
*************
4
*************
**-------****
*--*****-****
*-***-**-****
*--*****-****
*-***#**-****
*-***-**-****
*-***-**-****
*--**----****
**---**-*****
*--*****-****
*@***********
*************

4. 找出四组迷宫的走法。


0 上
1 下
2 左
3 右
第1次
1111
1311
3333
3300
0002
2211
// 55 75 FF F0 02 A5
第2次
1111
1311
1330
3333
0000
2221
// 55 75 7C FF 00 A9
第3次
1111
1311
1331
3330
0300
2220
// 55 75 7D FC 30 A8
第4次
0300
2000
0003
0333
3331
1111
1122
2000
// 30 80 03 3F FD 55 5A 80


反推答案


1. 由前面的拆分和加解密可得知,输入的base64字符串的前24位是不变的,需要变化的是24位之后的数据。

2. 将第四组迷宫的走法数据和每次对应的分解出的key数据整理出来,调试时按照相反操作放入到魔改des的加解密操作函数中,执行的结果就是反推出的数据;具体操作就不截图了,反推结果如下。

key data
VXX/8AKl 30 80 03 3F FD 55 5A 80  解密
VXV8/wCp 3F 33 22 50 73 E7 DE 50  加密
VXV9/DCo A7 E9 5A 25 48 CA 28 96  解密
==>
81 E5 8A 24 CB 6B 99 E6

3. base64_encode(第一组迷宫的走法数据 + 第二组迷宫的走法数据 + 第三组迷宫的走法数据 + 解密后的数据) = key。

55 75 FF F0 02 A5 55 75 7C FF 00 A9 55 75 7D FC 30 A8 81 E5 8A 24 CB 6B 99 E6
VXX/8AKlVXV8/wCpVXV9/DCogeWKJMtrmeY=




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