看雪·眾安 2021 KCTF秋季賽的第三題《矇混過關》歷時4天，已於今天中午12點關閉攻擊通道，截止答題。那麼目前的比賽情況如何呢？

攻擊方排名前10如下：

已開放賽題的4支防守隊伍排名如下：

經統計，第三題《矇混過關》圍觀人數1854人：

最終無人“矇混過關”，攻破該題。可以看出此題設計思路之巧妙，破解難度之高！想必大家對該題都充滿了求知慾接下來和我一起看看解析吧～

出題團隊簡介

第三題《矇混過關》出題方：中婭之戒 戰隊

出題者：海風月影

賽題設計說明

規則採用方案二：有混淆，無VM。

 

檔名：cm.exe
檔案大小：6.63 MB (6,962,176 位元組)
CRC32：BDC342F3
MD5: 18CE92A6F3F7CCEFE7F78FF0AF4F4BE9
SHA256：5106D6BDEF101BCD3113CB065C0849B823B5074412F1B11D4E46681428795B02

 

給一組正確的序列號： 

name：5106D6BDEF101BCD
serial：7280A2E68D16E3BE47DC69F8FDD0304E65DF5DA7F04BFDB1936CE8620211CFFC

一、賽題故事背景

喵喵幼兒園裡有很多個喵寶寶，每天早上園長都要讓所有寶寶簽到。寶寶們活波好動，不守規矩，於是園長想出了一個好玩的簽到辦法。

園長準備了一個毛線球給寶寶們玩，寶寶們都爭相上去用小爪子拍它，毛線球被拍得亂飛。只有當毛線球被所有喵寶寶都拍過之後，它就會自動爆開變成一場漂亮的毛線雨。

毛線雨落到地上。正好是園長的名字，園長和喵寶寶們就都開心了。

二、整體架構設計

輸入：園長名（name），序列號（serial），name任意長度，serial 256bit

輸出：是否成功。

園長：維護一張寶寶簽到表，一個偽隨機數發生器DRNG（內部64bit，輸入輸出32bit），SHA256(name)，serial，這4個是全域性的。

寶寶：一共31個，每個寶寶有一個特性值VI（256bit）。

驗證流程：

1、用name初始化偽隨機數發生器，初始化所有寶寶的VI，園長名取SHA256(name)，保證過程不可逆，serial，256bit，直接作為園長的毛線球；

2、開始選擇第一個寶寶，把毛線球給他；
3、當前拿毛線球的寶寶CurrentBaby簽到，然後隨機選擇另一個寶寶TargetBaby，改變TargetBaby的特性值VI；
4、當前寶寶改變園長的毛線球（serial）；
5、如果所有寶寶均已簽到完成，跳轉到步驟7；
6、當前寶寶隨機選擇另一個寶寶Baby2，然後毛線球傳給Baby2，用Baby2，修改當前寶寶CurrentBaby的特性值VI；
7、跳轉到步驟2；
8、毛線球爆炸；
9、判斷爆炸後的毛線雨落在地上，判斷是否正好是輸入的name。

上述過程中的演算法：

1、偽隨機數發生器：DRNG，rand的改造版，無法逆運算，無法輕易預測，有兩個過程：
更新 -> 輸入32bit，改變內部結構；
輸出 -> 改變內部結構，輸出32bit；

2、RunVM：RunVM(A, B)，輸入兩個256bit大數，A，B。將A，逐步更新到DRNG中；從DRNG中，取32bit中的最低2bit，有4種可能性。

（1）喵演算法
（2）MixColumn-cbc
（3）XTEA-cbc
（4）Dummy-cbc

分別用4種演算法，對B進行修改，整個過程，會修改B的值，此為可逆運算。

3、修改園長的status：RunVM（Baby->VI, serial）

4、一個寶寶改變另一個寶寶的個性資料：流程如下：
saveVI = tarBaby->VI;
RunVM(currBaby->VI, tarBaby->VI)
tarBaby->VI ^= saveVI
整個過程，被修改的VI，此為不可逆運算。

5、選擇一個寶寶：DRNG隨機數選擇一個寶寶。

6、毛線球爆炸：橢圓曲線混淆版點乘演算法，此為可逆運算。

三、具體演算法

OI1：喵演算法，本身演算法沒有什麼特殊意義，把256bit分成8個32bit，分別加減異或，全部看懂邏輯後，逐步可逆。

OI2：MixColumn-cbc，基礎演算法是Aes裡面的MixColumn，矩陣係數改了，處理32bit，看懂 https://bbs.pediy.com/thread-267902.htm 帖子後，輕鬆黑盒搞定。

OI3：XTEA-cbc，改了係數的標準XTEA演算法，處理64bit，常量0x9E3779B9改成了0xB7E15163。

OI4：Dummy-cbc，32bit，在48組可逆演算法中選擇一組進行加密，每組都由簡單異或取反加減等演算法組成。

以上4個演算法，會呼叫很多遍，都是分組演算法，分別為：256bit一組，32bit一組，64bit一組，32bit一組，組與組直接，由CBC模式連線，如需要key，iv，從DRNG輸出中獲取。

OI0：毛線球爆炸，橢圓曲線中的半點乘演算法，橢圓曲線使用國密SM2（推廣宣傳國密演算法）

SM2：y^2 = x^3 + ax + b       Fp - 256       p =FFFFFFFE FFFFFFFF FFFFFFFF FFFFFFFF FFFFFFFF 00000000 FFFFFFFF FFFFFFFF       a =FFFFFFFE FFFFFFFF FFFFFFFF FFFFFFFF FFFFFFFF 00000000 FFFFFFFF FFFFFFFC       b =28E9FA9E 9D9F5E34 4D5A9E4B CF6509A7 F39789F5 15AB8F92 DDBCBD41 4D940E93       n =FFFFFFFE FFFFFFFF FFFFFFFF FFFFFFFF 7203DF6B 21C6052B 53BBF409 39D54123       Gx=32C4AE2C 1F198119 5F990446 6A39C994 8FE30BBF F2660BE1 715A4589 334C74C7       Gy=BC3736A2 F4F6779C 59BDCEE3 6B692153 D0A9877C C62A4740 02DF32E5 2139F0A0

定義點乘演算法：y = kx(k, x)
y = k * x，k，y，x均為256bit。

正常橢圓曲線的點乘，Y = k * X，Y和X都是座標，都由2個256bit組成。

這裡的演算法中，小寫表示只有256bit，由於缺失了半個座標，使整個過程有點難懂。

構造特殊的 y，使得進行逆運算能夠有正確的x解。求k對於橢圓曲線階的逆revK = k^-1 MOD N，其中N是橢圓曲線的階（公開常量，谷歌搜尋），由於 y = k*x，所以 x = y/k = kx(revK, y)，得解。

最後的毛線球爆炸，就是讓y = name, x = serial，驗證 k * serial 必須等於 name，其中k是DRNG中輸出的。毛線球爆炸的演算法OI0只用一次。

賽題破解思路

1、解決反除錯和記憶體校驗，找到正確的3個記憶體校驗值，並patch程式，三個校驗值分別為：011EE725，B06B784D，3F93CAB9；

2、找到修改園長Serial的RunVM，hook這裡，得到整個執行的全部序列以及相應的引數context_logs；

3、搞定OI0 - OI4這5個演算法，寫出逆演算法，其中OI4，不需要全部搞定，只需要找到對應的那幾個即可；

4、寫程式，根據上面的context_logs，逆運算求解即可。

題目答案

name: KCTF
serial: CCBFB1FA4D9333348E946BBDF0A809129C7051780B7873C589DFCBA0C84B214B

解題難點

演算法難點：

OI0：需要對橢圓曲線演算法比較瞭解，需要有一定的數學功底；

OI1：不是單步逆向的演算法，需要整體看懂，才能逆運算；

OI2：加密解密由查表異或完成，表經過了複雜的處理，但整體是線性運算，因此黑盒比較容易解；

OI3：常量換了，需要很熟悉XTEA才能看懂；

OI4：內建了48組演算法（但一個name跑下來，未必覆蓋所有演算法），需要一定的工作量。

逆向難點：

1、大數運算庫自寫，整個流程完全內聯，使得函式超級長，不容易分割處理；

2、整個程式全部使用了混淆（無VM），進一步加大逆向難度（主要是無法用IDA F5了）；

3、加了記憶體校驗，一共3處，3次的校驗一共有3個校驗值，分別輸入到DRNG隨機數中干擾過程輸出，因此一旦記憶體校驗不透過，最後結果是不正確的。而記憶體校驗的過程中會觸發反除錯檢查，而反除錯檢查會干擾記憶體校驗值，使得整體除錯變得非常困難，需要一定的技巧才能正確跑通；

4、整體演算法流程是單向的，中間的4個演算法，由於name不同，所以DRNG初始化是不同的，中途輸出的所有隨機數，都不相同，因此呼叫OI1-OI4的順序也是不一樣的。這使得攻擊者，必須先逆出4個演算法，然後還得找到正確的順序，才能求解。

[原創] 喵喵幼兒園【中婭之戒】 - KCTF 2021 秋季賽 第3題設計思路-CTF對抗-看雪論壇-安全社群|安全招聘|bbs.pediy.com

往期解析

1、看雪·眾安 2021 KCTF 秋季賽 | 第二題設計思路及解析

第四題《偶遇棋痴》正在火熱進行中，

還在等什麼，快來參賽吧！

主辦方

看雪CTF（簡稱KCTF）是圈內知名度最高的技術競技之一，從原CrackMe攻防大賽中發展而來，採取線上PK的方式，規則設定嚴格周全，題目涵蓋Windows、Android、iOS、Pwn、智慧裝置、Web等眾多領域。

看雪CTF比賽歷史悠久、影響廣泛。自2007年以來，看雪已經舉辦十多個比賽，與包括金山、360、騰訊、阿里等在內的各大公司共同合作舉辦賽事。比賽吸引了國內一大批安全人士的廣泛關注，歷年來CTF中人才輩出，匯聚了來自國內眾多安全人才，高手對決，精彩異常，成為安全圈的一次比賽盛宴，突出了看雪論壇複合型人才多的優勢，成為企業挑選人才的重要途徑，在社會安全事業發展中產生了巨大的影響力。

協辦方

眾安資訊科技服務有限公司（簡稱：眾安科技）

基於區塊鏈、人工智慧、大資料、雲端計算等前沿技術探索，以科技構建生態新基建。經過實際業務驗證，圍繞三大核心產品系列——業務增長系列、業務生產系列、業務基建系列，覆蓋保險經營中的產品設計、精準營銷、核保核賠、服務與運營管理等關鍵環節，打造高效、安全、可靠的技術產品與解決方案，助力保險生態及更多金融、電商、線上教育、融媒體等行業客戶實現數字化升級。

- End -

公眾號ID：ikanxue

官方微博：看雪安全

商務合作：wsc@kanxue.com