Hack.lu 2014 RE500 (aka Garrettling! (Part 2) ) writeup

CTF hack.lu

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Hack.lu 2014比赛出现了一道一千分的RE题目……一道VM混淆的题目，分为两问，第一问比赛结束后也没有人能做出来。第二问全球仅有Dragon Sector大魔王和我们能够解出，但是……接下来写出的分析将会看到，这个500分却是一个非常容易的过程。。。

该题目给出了一个可执行程序，仅能在win7以后运行，调试发现里面用到了自定义的VM保护，代码分为正常的代码段（从0x00401000开始）和VM代码段（dwuid段），受保护的代码大部分功能都在dwuid段。

题目问题是说，The flag corresponds to the trait the weapon expects from the correct processing unit and starts with "FLG_" (+ASCII) and is 48 bytes in size in total. 我们运行一下发现这个程序功能很简单，菜单上没什么选项，只有一个“fire！”会触发代码执行，这时候我们要学会狡猾地不要掉进vm的坑里面去，回到正常的代码段里面看看，明文字符串很清楚的提示了在0x004015A2的地址开始是一个判定结果的逻辑，而且里面还有这么一行代码

004015BD   CMP     DWORD PTR [EBP-B0], 30

要知道常量0x30==48！！！你送上门来的菜不怪我不吃了，底下就是个简单的string comparison的过程：

004015C6   MOV     EDX, DWORD PTR [EBP-B8]
004015CC   ADD     EDX, DWORD PTR [EBP-B0]
004015D2   MOVZX   EAX, BYTE PTR [EDX]
004015D5   MOV     ECX, DWORD PTR [EBP-B0]
004015DB   MOVZX   EDX, BYTE PTR [EBP+ECX-40]
004015E0   SUB     EDX, EAX
004015E2   MOV     EAX, DWORD PTR [EBP-B0]
004015E8   MOV     BYTE PTR [EBP+EAX-40], DL
004015EC   MOV     ECX, DWORD PTR [EBP-B0]
004015F2   MOVZX   EDX, BYTE PTR [EBP+ECX-40]
004015F7   ADD     EDX, DWORD PTR [EBP-C0]
004015FD   MOV     DWORD PTR [EBP-C0], EDX

如果调试过典型的VMP之类的代码保护，就应该很熟悉，一般这种代码都是先在前面jmp到VM里面，然后执行完一串功能后jmp回来，我们也看到前面是从

004013FF   JMP     004D93F8

进入VM的，然后在VM里面发生了什么呢？还是那句话，不要逆向要猜测！首先观察用来比较的两个字符串，记为S和T，S对应的取字符指令是

004015D2   MOVZX   EAX, BYTE PTR [EDX]

T对应的取字符指令是

004015DB   MOVZX   EDX, BYTE PTR [EBP+ECX-40]

我们找了三台不同的机器来调试，我们观察到这时候S总是不同，T则总是相同，大胆猜测T是常量，为了分析S，其实非常非常非常简单的办法就是在地址上放一个硬件断点然后再重复执行一遍，就会看到该地址的变化，很明显地，程序暴露了它会把当前机器的CPU型号字符串放在该地址上，然后被VM代码变换成了S

那么问题来了，从原始的字符串变换成S是什么算法啊？不是还得逆向虚拟机么？？？我们说过实验观察要好过暴力逆向，我们尝试每次更改了输入的CPU型号字符串一个字节，发现输出的S也只在相应的位置上发生了改变，那么我们当然是先去猜测一下这个算法咯，而且我们第一次就猜中了这是个简单的xor算法，输入的机器CPU型号字符串（0x30字节，如果型号不足48字节就补0）和固定的字符串W异或后得到S，如果S和T相等则成功破解~ 这样我们只需要拿CPU型号字符串和S来做一下异或提取出W，然后利用公式

$$flag == W \oplus T$$
即可得到flag了，怎么样，黑盒分析大法好吧~

下面给出非常简单的flag获取代码（其实代码只写了三行）：

s = [0x40, 0xAA, 0x56, 0x07, 0x00, 0xAE, 0xD8, 0xF6, 0x64, 0x7D, 0x6F, 0xE7, 0x2B, 0xFD, 0x8C, 0xBC, 0xF8, 0xEF, 0xCB, 0xE4, 0x97, 0xF9, 0x58, 0x3E, 0x38, 0xF0, 0x20, 0x94, 0x84, 0xBC, 0x86, 0xBE, 0xC6, 0x93, 0xCA, 0xCB, 0x75, 0x05, 0x66, 0x87, 0x15, 0xA5, 0xB7, 0x88, 0xC0, 0xF4, 0xFF, 0xBD]
cpu_str = [0x20, 0x20, 0x20, 0x20, 0x20, 0x20, 0x20, 0x49, 0x6E, 0x74, 0x65, 0x6C, 0x28, 0x52, 0x29, 0x20, 0x43, 0x6F, 0x72, 0x65, 0x28, 0x54, 0x4D, 0x29, 0x20, 0x69, 0x35, 0x2D, 0x33, 0x32, 0x33, 0x30, 0x4D, 0x20, 0x43, 0x50, 0x55, 0x20, 0x40, 0x20, 0x32, 0x2E, 0x36, 0x30, 0x47, 0x48, 0x7A, 0x00]
T = [0x26, 0xC6, 0x31, 0x78, 0x72, 0xEB, 0xAE, 0x8C, 0x64, 0x4E, 0x39, 0xD4, 0x5C, 0xC6, 0xD1, 0xC3, 0xD2, 0xF3, 0xE6, 0xE0, 0xE0, 0xC9, 0x24, 0x44, 0x50, 0xC6, 0x77, 0xDC, 0xE4, 0xDA, 0xEA, 0xFD, 0xEE, 0xC1, 0xFF, 0xA8, 0x64, 0x7A, 0x45, 0x97, 0x4B, 0xEF, 0xDE, 0xCA, 0xEE, 0xDB, 0xED, 0xC9]
w = map( lambda a, b: a ^ b, s, cpu_str )
flag = ''.join( map( lambda a, b: chr(a ^ b), w, T ) )
print flag

输出
FLG_ReV3nG3__it_is_a_d1SH_beST_serv3D_c0ld_right

表示这道题目出题的作者轻视了调试分析，以为只要用了VM就能得到高强度的保护这种认识是不科学的~就和以为使用了标准密码学算法就能保护数据一样~