[原创]第七届山东省大学生网络安全技能大赛. 安卓逆向 MagicImageViewer

2024-1-6 07:44 6455

[原创]第七届山东省大学生网络安全技能大赛. 安卓逆向 MagicImageViewer

zhenwo

2024-1-6 07:44

6455

第七届山东省大学生网络安全技能大赛. 安卓逆向 MagicImageViewer

闲来无事刷CTF，今天逛论坛看到了一个CTF《无用的CE》，没有bin文件，只有一个bugku的连接；去首页看了下不少CTF的题目，故注册了账号，每个题下载都要币，幸好初始账号有30个，研究了下，有的题目下载需要3 - 5个币不等，提交flag还能赚1 - 2个币，所以专挑差价多的搞，先下了三个试试水。前两个难度不大，感觉这个有些技巧故分享之。

观

看后缀是apk,丢到夜神模拟器看看。

随便写个code，点击DECRYPT按钮会Toast提示 Something wrong!

反编译

反编译main activity

直接把APK丢到Jadx中，根据反编译情况来看没有加壳。幸好以前做过几天的APP，这代码看着很亲切的感觉。

    public native String getKey(String str);
 
    public native String stringFromJNI();
 
    public void onCreate(Bundle bundle) {
    super.onCreate(bundle);
    setContentView(R.layout.activity_main);
    TextView textView = (TextView) findViewById(R.id.sample_text);
    textView.setText(stringFromJNI());
    ((Button) findViewById(R.id.decrypt_button)).setOnClickListener(new View.OnClickListener() { // from class: re.sdnisc2018.sdnisc_apk2.MainActivity.1
        @Override // android.view.View.OnClickListener
        public void onClick(View view) {
            TextView textView2 = (TextView) MainActivity.this.findViewById(R.id.sample_text);
            String obj = ((EditText) MainActivity.this.findViewById(R.id.Key_text)).getText().toString();
            if (obj.length() != 16) {
                MainActivity.this.showMsgToast("Something wrong!");
                return;
            }
            String key = MainActivity.this.getKey(obj);
            ImageView imageView = (ImageView) MainActivity.this.findViewById(R.id.img);
            Bitmap readMagicImage = MagicImageUtils.readMagicImage(MainActivity.this, "png/encrypt_png.dat", key);
            if (readMagicImage == null) {
                MainActivity.this.showMsgToast("Something wrong!");
                return;
            }
            textView2.setText("Congratulations!");
            MainActivity.this.showMsgToast("Congratulations!");
            imageView.setImageBitmap(readMagicImage);
        }
    });
    ImageView imageView = (ImageView) findViewById(R.id.img);
    Bitmap readImage = MagicImageUtils.readImage(this, "png/bg.png");
    if (readImage != null) {
        textView.setText(" ");
        imageView.setImageBitmap(readImage);
        return;
    }
    showMsgToast("Something wrong!");
}

代码解读：

decrypt_button点击事件：从Key_text控件读取字符串，判断长度，长度不等于16就提示 “Something wrong!”
通过长度检查后，key会经过getKey()函数转换
readMagicImage 会用key解密 encrypt_png.dat 文件，获取一个bitmap，然后重置imageView的ImageBitmap，来显示新解密后的图片。

通过上面的代码可以看到2个关键函数getKey readMagicImage;

双击getKey，可以看到public native String getKey(String str);，根据以前的开发经验应该是调用c/c++的so函数了。

双击readMagicImage ，跳到函数代码处，如下

public static native int decrypt(int i, char c);
 
public static Bitmap readMagicImage(Context context, String str, String str2) {
    Bitmap decodeByteArray;
    ArrayList<Byte> arrayList = new ArrayList();
    Bitmap bitmap = null;
    try {
        InputStream open = context.getAssets().open(str);
        int i = 0;
        while (true) {
            int read = open.read();
            if (read <= -1) {
                break;
            }
            arrayList.add(Byte.valueOf((byte) decrypt(read, str2.charAt(i % 16))));
            i++;
        }
        byte[] bArr = new byte[arrayList.size()];
        int i2 = 0;
        for (Byte b : arrayList) {
            bArr[i2] = b.byteValue();
            i2++;
        }
        decodeByteArray = BitmapFactory.decodeByteArray(bArr, 0, arrayList.size());
    } catch (IOException e) {
        e = e;
    }
    try {
        System.out.println(decodeByteArray);
        return decodeByteArray;
    } catch (IOException e2) {
        bitmap = decodeByteArray;
        e = e2;
        e.printStackTrace();
        return bitmap;
    }
}

代码解读：

打开资源文件，然后依次读取一字节，然后通过decrypt函数和key一起解密数据。
解密后的一字节存入arrayList中
arrayList 转 byte[] 转 bitmap ；返回bitmap

关键函数decrypt

双击decrypt，来到public static native int decrypt(int i, char c);,来自so。

通过google，得知android会使用 System.loadLibrary 加载so文件。

MainActivity的这个函数验证了这个。

static {
        System.loadLibrary("native-lib");
    }

反编译 so

通过jadx可以清楚的看到资源lib下有多个版本的libnative-lib.so文件

直接保存下来，然后挑个自己熟悉的来搞，先从x86的下手。

直接拖入IDA中开始分析，通过导出表很快找到了想要的函数

1 2	`Java_re_sdnisc2018_sdnisc_1apk2_MagicImageUtils_decrypt` `000069E0` `Java_re_sdnisc2018_sdnisc_1apk2_MainActivity_getKey` `000067E0`

双击函数直接来到函数代码处，因为牵扯到JavaVM JNIEnv的类，反汇编代码很难看清逻辑，直接F5吧。

简单重定义了几个数据类型后，代码看起来舒服多了。

int __cdecl Java_re_sdnisc2018_sdnisc_1apk2_MainActivity_getKey(int a1, JNIEnv *a2, int a3, int a4)
{
  char *v4; // eax
  char *v5; // edi
  JNIEnv *v6; // esi
  const jchar *v7; // eax
  unsigned int v8; // esi
  char v9; // bl
  int v10; // esi
  char *v12; // [esp-34h] [ebp-34h]
  int v13; // [esp-30h] [ebp-30h]
  _DWORD v14[2]; // [esp-28h] [ebp-28h] BYREF
  char *v15; // [esp-20h] [ebp-20h]
 
  v4 = (char *)new(0x20u);
  strcpy(v4, "Welcome_to_sdnisc_2018_By.Zero");
  v12 = v4;
  v5 = (char *)new(0x20u);
  v6 = a2;
  v15 = v5;
  v14[0] = 33;
  v14[1] = 16;
  strcpy(v5, "                ");
  v13 = (*a2)->GetStringLength(a2, (jstring)a4);
  v7 = (*v6)->GetStringChars(v6, (jstring)a4, 0);
  if ( v13 > 0 )
  {
    v8 = 0;
    v9 = 33;
    do
    {
      if ( (v9 & 1) == 0 )
        v5 = (char *)v14 + 1;
      v5[v8] = LOBYTE(v7[v8]) ^ v12[v8 + -30 * (v8 / 0x1E)];
      ++v8;
      v9 = v14[0];
      v5 = v15;
    }
    while ( v13 != v8 );
    if ( (v14[0] & 1) == 0 )
      v5 = (char *)v14 + 1;
    v6 = a2;
  }
  v10 = (int)(*v6)->NewStringUTF(v6, v5);
  if ( (v14[0] & 1) != 0 )
    operator delete(v15);
  operator delete(v12);
  return v10;
}
 
 
int __cdecl Java_re_sdnisc2018_sdnisc_1apk2_MagicImageUtils_decrypt(int a1, int a2, int a3, int a4, unsigned __int16 a5)
{
  return (a4 - 1) ^ a5 ^ 0x61;
}

困惑

看了好久的getKey函数，有意些代码实在是搞不明白。又因为不会调试分析so文件，所以卡住了。

1 2	`if` `( (v9 & 1) == 0 )` `v5 = (char` `*)v14 + 1;`

柳暗花明

回头看了下decrypt倒是很简单。

把流程多看了几遍，突然灵机一动，解密的是png，至少前4字节是固定的。这让我突然想起了，破译希特勒电报的故事，电报的开头固定的格式“希特勒万岁”。

通过分析bg.png，网上下png和其他三个png发现，不仅仅是magic是一样的甚至前16字节完全一样，出乎意料呀，刚开始还以只会是前4字节是一样的。

这样知道亦或算法，处理后的数据和原始数据，很容易推算数key[16]。

伪代码如下

_dat_magic = ctf_read_file(ENCRYPT_PIC,16);
_png_magic = ctf_read_file(NORMAL_PIC,16);
for (_i = 0; _i < 16; _i++)
{
    _xorKey[_i] = _png_magic[_i] ^ (_dat_magic[_i] - 1) ^ 0x61;
}

计算出xorKey后，就可以解密ENCRYPT_PNG.data了。

_pngSize = ctf_get_file_size(ENCRYPT_PIC);
_pngBuffer = ctf_read_file(ENCRYPT_PIC,_pngSize);
 
for ( _i = 0; _i < _pngSize; _i++)
{
     _pngBuffer[_i] =  ( _pngBuffer[_i] -1) ^  _xorKey[_i % 16] ^ 0x61;
}
ctf_write_file(DECRYPT_PIC,_pngBuffer,_pngSize);
 
free(_pngBuffer);

解密后的png，得到图片中的flag

故事还没有结束

一直认为是数据类型影响了IDA对getKey的正常还原。

找了几篇IDA反汇编的so的文章，学了不少技巧，如导入structs，导入JNI.h头文件，以及Type Lib 增加android相关的库，来丰富IDA的还原能力。

又尝试着看看其他几个反编译F5还原的代码都一样吗，接着对x64的so进行了反编译和F5

出乎意料呀getKey如此清爽（设置几个数据类型，对几个函数调用强制Force call ）

jstring __fastcall Java_re_sdnisc2018_sdnisc_1apk2_MainActivity_getKey(JNIEnv_ *a1, __int64 a2, __int64 a3)
{
  char *v5; // r12
  int keyLen; // ebp
  jchar *keyString; // rax
  __int64 v8; // r9
  unsigned int v9; // edx
  __int64 i; // rbp
  jstring v11; // rbp
  _BYTE newKey[23]; // [rsp+1h] [rbp-47h] BYREF
  unsigned __int64 v14; // [rsp+18h] [rbp-30h]
 
  v14 = __readfsqword(0x28u);
  v5 = (char *)operator new(0x20uLL);
  strcpy(v5, "Welcome_to_sdnisc_2018_By.Zero");
  *(_QWORD *)&newKey[15] = 0LL;
  *(_OWORD *)newKey = xmmword_27DC6;
  keyLen = a1->functions->GetStringLength(&a1->functions, (jstring)a3);
  keyString = (jchar *)a1->functions->GetStringChars(&a1->functions, (jstring)a3, 0LL);
  if ( keyLen > 0 )
  {
    v8 = (unsigned int)keyLen;
    v9 = 0;
    for ( i = 0LL; i != v8; ++i )
    {
      newKey[i] = LOBYTE(keyString[i]) ^ v5[(unsigned int)i - 30 * (v9 / 0x1E)];
      ++v9;
    }
  }
  v11 = a1->functions->NewStringUTF(&a1->functions, newKey);
  operator delete(v5);
  return v11;
}

既然得到了算法，最后得到keygen.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include "ctf.h"
 
#define ENCRYPT_PIC "encrypt_png.dat"
#define NORMAL_PIC "bg.png"
#define DECRYPT_PIC "decrypt.png"
 
void main(){
 
    unsigned char _xorKey[16],_key[17],* _pngBuffer,*_dat_magic,*_png_magic;
    unsigned int _i,_pngSize;
    char _welcome[] = "Welcome_to_sdnisc_2018_By.Zero";
  
     
    _dat_magic = ctf_read_file(ENCRYPT_PIC,16);
    _png_magic = ctf_read_file(NORMAL_PIC,16);
 
    for (_i = 0; _i < 16; _i++)
    {
        _key[_i] = _png_magic[_i] ^ (_dat_magic[_i] - 1) ^ 0x61 ^ _welcome[_i];
    }
    _key[16] = 0;
    printf("key: %s \n",_key);
 
    for (_i = 0; _i < 16; _i++)
    {
        _xorKey[_i] = _png_magic[_i] ^ (_dat_magic[_i] - 1) ^ 0x61;
    }
    // for ( _i = 0; _i < 16; _i++) printf("0x%02x ",_xorKey[_i]);
     
    _pngSize = ctf_get_file_size(ENCRYPT_PIC);
    _pngBuffer = ctf_read_file(ENCRYPT_PIC,_pngSize);
    if (_pngBuffer)
    {
        for ( _i = 0; _i < _pngSize; _i++)
        {
            _pngBuffer[_i] =  ( _pngBuffer[_i] -1) ^  _xorKey[_i % 16] ^ 0x61;
        }
        if(ctf_write_file(DECRYPT_PIC,_pngBuffer,_pngSize) == 1)
        {
            printf("write '%s' OK!\n ",DECRYPT_PIC);
        }else{
            printf("write '%s' FAILED!\n ",DECRYPT_PIC);
        }
        free(_pngBuffer);
    }else{
        printf("read '%s' FAILED!\n ",ENCRYPT_PIC);
    }
 
    free(_dat_magic);
    free(_png_magic);  
}

编译运行

C:\Users\debugger\Desktop\CTF\bugku\MagicImageViewer>gcc -o keygen.exe ctf.c keygen.c
C:\Users\debugger\Desktop\CTF\bugku\MagicImageViewer>keygen.exe
key: XaE3*2#@!qV^v+_.
write 'decrypt.png' OK!

验证

[培训]内核驱动高级班，冲击BAT一流互联网大厂工作，每周日13:00-18:00直播授课

#CrackMe #Reverse

上传的附件：

MagicImageViewer.zip （6.73MB，14次下载）

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mb_ldbucrik 雪币： 8 能力值： ( LV1，RANK：0 ) 在线值：发帖 0 回帖 99 粉丝 1 关注私信	mb_ldbucrik 2024-1-6 10:18 2 楼 0 支持一下，谢谢分享
mb_ldbucrik 雪币： 8 能力值： ( LV1，RANK：0 ) 在线值：发帖 0 回帖 99 粉丝 1 关注私信	mb_ldbucrik 2024-1-6 10:19 3 楼 0 楼主，Type Lib 增加android相关的库，来丰富IDA的还原能力这个能分享下相关文章或者能详细讲讲不
秋狝雪币： 19773 活跃值： (29385) 能力值： ( LV2，RANK：10 ) 在线值：发帖 0 回帖 1600 粉丝 31 关注私信	秋狝 2024-1-6 23:08 4 楼 1 感谢分享
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