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22年12月某春秋赛题
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某春秋平台CTF逆向题-Random
前言
本道逆向题涉及的知识点如下： 反调试 花指令 chacha20加密 rc4加密这是今年12月份帮一朋友做的一道CTF题，看题目描述是某春秋平台的，做这道题也花了2小时，因为以前没遇到过chacha20加密，做题的时在论坛也没有搜到chacha20算法，故而写一篇文章记录一下，供大家参考。 首先我们观察下这道题目，解压后如下，看样子加密后的flag就在flag.enc中： 按照做题惯例，先查个壳，发现就是普通的32位程序，使用VC++编译器编译，没壳： 我们直接拖到IDA中进行静态分析。 静态分析 初步函数流程的分析进去之后，没什么好说的，直接找main函数按F5开始分析整个程序逻辑；我们先大略的分析一下，见下图注释，函数名都还没有修改，都是IDA自动生成的。 如上注释，通过初步的分析，我们大致了解到，整个程序就是将flag读入，然后经过中间一系列未识别到的函数，最后把文件改名为flag.enc并将加密后的内容覆盖输出到flag.enc。要注意在上图的第23行有一个全局变量的字节序列，这个序列是在函数sub_401610生成的，这里的内容我们最后再分析，接下来先分析最主要的中间那三个函数。 加花函数的分析与还原我们看到在22行，有一个名为loc_401450的函数，我们点进去看看为什么该函数没有被IDA正确识别，如下图： 点进去之后，发现左边的地址部分一片红，有经验的逆向人员一看0x401468~0x40146C这部分，就是明显的花指令特征，在地址0x40146A处的跳转无论如何都会跳转到0x40146F处，使得IDA未能识别这种跳转破坏了函数的栈帧，因此IDA没有将该部分正确识别为函数。 看过我另一篇文章的大家应该清楚花指令的还原，也可以用脚本，但是这里的花指令不多，故而我们直接手动来快速还原。将光标定位在地址0x40146E，然后直接按键盘上的D，即可将该部分转换为数据。 弹出如下框，这是在IDA在质问我们人类智慧的一个警告，直接Yes就可以。 然后在正确的代码地址0x40146F处按C键，使得该处的数据转变为正确的代码。 此外，由于0x40146A~0x40146E都是人工添加的无用代码，我们可以直接将该部分数据全部转为空指令nop，即0x90，如下图： 将这5个无用的字节替换为0x90，然后点OK。 至此，上述去花操作完成。 然后，我们选中整个函数的部分0x401450~0x401566，然后按快捷键P，让整个函数能被IDA正确识别。此时我们再次回到main函数的伪代码窗口，看到该部分函数已经被正确识别了，如下图： 剩下的loc_401940和loc_401AA0处的函数还原，和上述处理方法相同，需要注意的是函数的结尾一般是以retn结束。 chacha20算法的分析接下来我们双击点进去sub_401450，开始分析该函数的算法，进去之后也是一脸茫然，看不明白； 继续点进去sub_401380函数看看，我们发现其中有这样一个字符串expand 32-byte k，如下图： 经过对比，我们发现这个函数就是chacha20的加解密算法，对比我们找到的源码，把这个算法拿过来稍微改改，只要把原来函数的in[j]参数直接换作是out[j]即可和题目一样，该参数既当作输入又当作输出。 注：我们使用的话，将github源码下载下来，把cpp和h文件导入即可；ChaCha20是一种流密码，可以将其理解为对称加密算法。 RC4算法然后剩下的两个函数，如果有一定逆向题目积累的话，就不难猜测出这是RC4流密码。该算法先是对S盒的一个初始化，然后进行加解密操作，对该密码算法的详情可参考文末附带的链接。 分析随机数生成序列加解密算法分析完了，接下来我们呼应一下本题的题目名称Random，看看前边遗留的sub_401610()函数，该函数生成了一个加密密钥，如下图： 我们发现这是一个伪随机生成的，关键是要知道其伪随机生成的种子Seed，v0是根据当前时间的时间戳生成的，所以本题的一个坑点应该是在这里，当前的进程ID我可以猜测他的区间为1~9000。 做题的时候，刚开始我以为时间戳就是flag.enc文件的时间戳，后来发现怎么都出不来，于是从题目的出题时间开始算起（也就是 2022年9月11日，23:22:02），写了一个爆破，由于流密码的速度非常快，所以我很快就爆破出来了。 写wp代码根据以上分析，我们写出其主要的wp代码，完整wp代码我放在了文末的附件，大家打开就能运行。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 void get_flag(unsigned char * mykey, int v0, int pid){ unsigned char s[ 256 ] = { 0 }; unsigned char key[ 12 ] = "Encrypted!!" ; char hexData[ 48 ] = { 0xFC , 0xD4 , 0x19 , 0x74 , 0x51 , 0x67 , 0xED , 0x4B , 0x9C , 0x48 , 0xC6 , 0x5F , 0x9B , 0x5D , 0xB4 , 0xF0 , 0x44 , 0x02 , 0xAF , 0xAC , 0x66 , 0x01 , 0x06 , 0xA5 , 0xBE , 0xBC , 0xD0 , 0x77 , 0x29 , 0x64 , 0x8D , 0x5E , 0x41 , 0xD4 , 0x77 , 0x31 , 0x40 , 0xB4 , 0x92 , 0x22 , 0xF9 , 0x9F , 0x00 , 0x00 , 0x00 , 0x00 , 0x00 , 0x00 }; / / flag.enc字节序列 int enc_len = strlen(hexData); rc4_init(s, key, strlen((const char * )key)); rc4_crypt(s, (uint8_t * )hexData, enc_len); ChaCha20XOR((uint8_t * )mykey, 1 , key, (uint8_t * )hexData, strlen(hexData)); if (hexData[ 0 ] = = 'f' && hexData[ 1 ] = = 'l' && hexData[ 2 ] = = 'a' ) { / / 判定前三个字母是fla输出即可 printf( "timestamp:%d,pid:%d " , v0, pid); for ( int i = 0 ; i < 48 ; i + + ){ printf( "%c" , hexData[i]); } printf( "\n" ); exit( 0 ); } } int main() { unsigned char mykey[ 32 ]; int timestamp; DWORD Seed; timestamp = 1662973302 ; / / time( 0 ); 2022 - 09 - 12 17 : 01 : 42 for ( int pid = 1 ; pid < 9000 ; pid + + ){ for (timestamp = 1662909722 ; timestamp > 8 ; get_flag(mykey, timestamp, pid); / / 传入timestamp和pid纯属好奇 } } printf( "end\n" ); return 0 ; } 解得flag为了防止该题目再次出现，flag我就不以文本形式展现了。 另外本文中对另外一个反调试的函数没有进行过多分析，这类文章很多，大家搜一下就知道了，绕过方式也很简单。因为本题目的难度还没有用到动态分析。此外，虽是一道CTF题目，但是其中包含的反调试、ChaCha20、RC4流密码、花指令以及函数的识别，也值得我们多多去学习。 参考 rc4参考： chacha20参考： ChaCha20-Poly1305算法： |
经过一番搜索，才知道这个加密函数是chacha20加密，找到了这个算法的C代码实现，https://github.com/shiffthq/chacha20，算法大致先进行初始化，矩阵置换，然后再是轮函数，最后生成了密钥流，以下是被调用加/解密函数接口：
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