面向新手的CTF实战教学（一） – 作者:张召忠-安全小百科

参加CTF（Capture The Flag）是提高网络安全技术水平的一种有效途径，其解题模式中主要提供了逆向、漏洞挖掘与利用、Web渗透等题目，作为业余爱好者，这不失为一种锻炼自己思路的好方法。2019年03月10日开始的“2019看雪CTF（第一季）”已经落下帷幕，本文就从第一关开始，详细解析本季CTF的比赛题目。本文面向读者为初学者，所以部分分析过程可能会详细一些，高手可以略过。

一、初窥门径

首先，我们登录ctf.pediy.com，找到“2019看雪CTF晋级赛Q1”，然后就从第1关开始我们的夺旗之路吧。

第一关“流浪者”，题目要求输入正确的注册码。我们将程序下载下载后双击，会出现一个输入注册码的界面。此时我们随意输入一串字符并点击“验证”，程序会弹出一个消息框，提示我们输入错误。如图：

如果你曾有些逆向的入门知识的话，这算是逆向工程中最常见的场景了。按照常规的软件运行逻辑（获取输入的字符串 –> 对字符串进行处理 –> 与真正的注册码做比较 –> 如果正确则进行下一步、错误则弹出消息框），我们只需进行反向操作，即先根据消息框上面的文字，找到调用该消息框的函数，再通过层层回溯，找到处理字符串的关键函数，进而窥探出注册码的庐山真面目。那么在这里，我们需要记下消息框上的关键线索：“错了！加油！”，然后用反汇编软件对目标程序进行详细剖析。

二、庖丁解牛

在这里，我们使用著名的反汇编软件IDA ，首先打开IDA，载入目标程序。经过一番载入后，界面停在了程序的入口点：

那么，我们下一步的任务，就是从目标程序里面找到我们记下的关键线索——那条叫做“错了！”的字符串。我们在 IDA 菜单栏中点选“View”–>“Open subview”–>“Strings”:

然后IDA界面上就显示出了目标程序内的字符串。看，里面有我们寻找的线索：

此时，我们双击该字符串，就来到了该字符串对应的位置（先不要管这个红色线框）：

看到上图红色线框里面的字符“sub_4017B0”了吗？这就是引用“关键线索”字符串的函数，我们双击这个函数，来到了它的地址：

从图中的汇编代码中可知，这是一个弹出消息框的函数，并不参与注册码的相关计算。再看红色线框的内容，是调用这个函数的“上家”函数sub_4017F0，我们且双击一下它，看看“上家”在搞什么鬼？

在双击过后，界面显示了sub_4017F0函数的地址：

哦……看看红色线框里面的内容，是在操作某些字符串！是不是感觉有了点眉目了？但这一堆压栈、读写寄存器等汇编指令看得人头大，我们在这个界面上按下键盘上的“F5”，IDA会将这个函数的汇编代码翻译为C语言风格的伪代码：

这下真相大白了，原来“上家”都干了这些事情！我们分析一下代码：

int __cdecl sub_4017F0(int a1)//传入一个int变量a1
{
  int result; // eax@6
  char Str1[28]; // [sp+D8h] [bp-24h]@4
  int v3; // [sp+F4h] [bp-8h]@1
  int v4; // [sp+F8h] [bp-4h]@1
 
  v4 = 0;
  v3 = 0;

//以a1的值为基础地址，每次累加4字节，读取对应的内存数据。由此可推断出a1是一个字符串的首地址，该字符串数
//据类型为DWORD，而1个DWORD所占空间为4字节，所以要以4的倍数来移动
  while ( *(_DWORD *)(a1 + 4 * v4) < 62 && *(_DWORD *)(a1 + 4 * v4) >= 0 )
  {
//将依次读取的a1[ ]的值作为aAbcdefghiabcde[ ]数组的下标，取得相应的值存入数组Str1[ ]中。
    Str1[v4] = aAbcdefghiabcde[*(_DWORD *)(a1 + 4 * v4)];
    ++v4;
  }
  Str1[v4] = 0;

//将Str1[ ]与"KanXueCTF2019JustForhappy"进行对比，如果相同则调用函数sub_401770()，如果不同则调用函数
//sub_4017B0（注意，这个就是之前弹报错消息框的函数）
  if ( !strcmp(Str1, "KanXueCTF2019JustForhappy") )
    result = sub_401770();
  else
    result = sub_4017B0();
  return result;
}

看到这里，我们就知道了，原来函数sub_4017F0是对某个叫a1[ ]的字符串当成了索引，用它来查阅aAbcdefghiabcde[ ]的内容，然后把查阅出来的内容与”KanXueCTF2019JustForhappy”进行对比。

那么，aAbcdefghiabcde[ ]数组里面的内容是啥呢？我们再次回顾到函数sub_4017F0的反汇编代码处：

哦，原来是“KanXueCTF2019JustForhappy”下面的那一串字符啊！注册码比对的原理搞明白了，胜利就在前方！

但是先别着急，还有最后一个问题：这个用来作对比的a1[ ]数组是从哪儿来的呢？是我们一开始输入到程序里的那串字符吗？还是有别的情况？带着这个疑惑，我们回到sub_4017F0函数的界面，发现该函数还有个“上家”sub_401890在调用它：

我们还用老办法，双击红色线框内的sub_401890，跳到这个函数。然后鼠标滚轮往上滚几下，来到函数的首地址00401890：

看，从反汇编代码中可以看出，这个函数要从程序的输入框中读取字符了！看来这就是计算注册码的第一个关口了。为了方便分析，我们继续用“F5”来读（伪）源代码：

坚持住，这是最后一步了！我们对代码进行分析：

//把输入的字符放到字符串数组Str[ ]中
  Str = CString::GetBuffer((CWnd *)((char *)v8 + 100), v3);

//遍历整个数组，对数组的值进行处理
 if ( strlen(Str) )
  {
    for ( i = 0; Str[i]; ++i )
    {
      if ( Str[i] > 57 || Str[i] < 48 )
      {
        if ( Str[i] > 122 || Str[i] < 97 )
        {
          if ( Str[i] > 90 || Str[i] < 65 )
            sub_4017B0();
          else
            v5[i] = Str[i] - 29;//如果Str[i]的元素的值在65~90之间，就把它减去29，将结果放到v5[i]中去；
        }
        else
        {
          v5[i] = Str[i] - 87;//如果Str[i]的元素的值在97~122之间，就把它减去29，将结果放到v5[i]中去；
        }
      }
      else
      {
        v5[i] = Str[i] - 48;//如果Str[i]的元素的值在57~48之间，就把它减去29，将结果放到v5[i]中去；
      }
    }
    result = sub_4017F0((int)v5);//将数组v5[]传递给函数sub_4017F0 ；
  }
  else
  {
    result = CWnd::MessageBoxA(v8, "请输入pass!", 0, 0);
  }
  return result;

从上面可以看出，函数sub_401890主要是对输入的字符的值进行逐个处理。如果字符的值在48~57之间，就将其减去48；如果在65~90之间，就将其减去29；如果在97~122之间，就将其减去87。然后将处理过的数组存放到v5[ ]里面。注意，这里面的值是ASCII码！通过查阅ASCII码表可以发现：48-57对应的是数字字符“0”~“9”，65-90对应的是大写字母“A”~“Z ”，97-122对应的是小写字母“a”~“z”。

综上所述，该程序的运行流程为：[双击启动程序 ]–> [输入注册码] –> [函数sub_401890获取注册码并进行处理]–> [将处理后的字符串传递给函数sub_4017F0函数，该函数以处理后的字符串数组为索引，从aAbcdefghiabcde[ ]里面查表] –> [如果查出的结果等于 “KanXueCTF2019JustForhappy”则通过，若不相等则报错]

三、见招拆招

知道了原理，那破译出注册码的算法也就简单了，我们只需要将其反向操作一下即可。

以“KanXueCTF2019JustForhappy”的第一个字符“K”为例，“K”字符在aAbcdefghiabcde[ ]字符串的第19个位置，（aAbcdefghiabcde[ ] =“abcdefghiABCDEFGHIJKLMNjklmn0123456789opqrstuvwxyzOPQRSTUVWXYZ”，且数组第一个下标是以0为起点的），而且48~57减去48对应的值是[0~9]；65~90减去29对应的值是[36~61]；97~122减去87对应的值是[10~35]；那么刚才“K”字符对应的19，落在了[10~35]的区间，可以得知“K”对应的注册码应该是19+87=106，通过查阅ASCII码可知，对应的是小写字母“j”。

那么，我们用编程来实现一下。上Python代码：

str_A = 'KanXueCTF2019JustForhappy'
str_B = 'abcdefghiABCDEFGHIJKLMNjklmn0123456789opqrstuvwxyzOPQRSTUVWXYZ'
str_C = []
for i in str_A:
    str_C.append(str_B.index(i))
    
password = ''
for i in str_C:
    if i >= 0 and i <10:
        password += chr(i+48)
    if i >= 9 and i < 36:
        password += chr(i+87)
    if i >= 35 and i < 62:
        password += chr(i+29)
print(password)

运行结果如下：

看，注册码被计算出来了。这时我们把蓝色字符输入到程序中，CTF第一关就通过啦：