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[原创] XYCTF两道Unity IL2CPP题的出题思路与题解
发表于: 2024-4-28 23:35 4420

[原创] XYCTF两道Unity IL2CPP题的出题思路与题解

TubituX 活跃值
2024-4-28 23:35
4420
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前言

在这次的“新生赛”上出了两道unity il2cpp逆向的题，没有设计游戏内容，只有一个check，单纯的考察il2cpp逆向的知识。因为考虑了是新生赛，所以check部分没有设计的很复杂，并且比赛时长接近一个月，所以目的就是让新生们通过搜索资料学习来解出这两题，并且对游戏引擎逆向有一些了解和经验。事实证明有很多新人师傅们做到了，这里也夸夸师傅们太强了哈哈。

baby unity

出题思路

因为看到ez unity让大家坐牢太久了，所以连夜又赶了一个简单版本的出来
这题没有对il2cpp部分做任何魔改，单纯为了压缩题目文件，所以加了个upx

解题思路

本题属于游戏引擎逆向，引擎为unity，并使用il2cpp打包
如果熟悉il2cpp的话，可以知道他把C#中的类名、方法名、属性名、字符串等地址信息记录在global-metadata.dat文件中，程序启动时会按需从中读取。
这里我们可以使用Il2CppDumper来静态dump

  1. 首先要脱掉GameAssembly.dll的upx壳
    脱壳
  2. 然后使用Il2CppDumper，依次选择GameAssembly.dll,global-metadata.dat，然后就可以dump了
    图片描述
  3. 用dnspy分析DummyDll\Assembly-CSharp.dll，可以看到有个Check类，所以我们重点关注OnClick,CheckkkkkkkkkkFlag, EEEEEEEEEEEEEncrypt这三个方法即可，但是Il2CppDumper是无法将代码还原的，不明白的话可以去理解一下IL2CPP(IL to CPP)是什么意思，所以我们要去IDA里去看这个三个方法到底在做什么
    图片描述
  4. 用IDA加载GameAssembly.dll，然后使用il2CppDumper目录下的ida_with_struct_py3.py脚本，依次选择script.json和il2cpp.h，稍等之后就可以恢复符号表。
    这里先放个核心源码
    图片描述
    实际上编译的时候将这三个方法全都内联到一起了，不过不影响解题，为了方便直接看CheckkkkkkkkkkFlag这个方法了
    图片描述
    简单分析一下流程就是 输入 -> base64编码 -> 异或0xF，最后和密文进行比较，密文实际上也是一个StringLiteral，在脚本恢复符号的时候也一起写在注释里了
    图片描述
  5. 最后厨子一把梭就好了
    图片描述

总结

学会检索资料和使用工具，更重要的是在用之前多阅读一下工具的文档，就不会有一些奇奇怪怪的问题了
比如有问我为什么dump后的dll里没有源码，首先在README里有说明，其次再去理解一下什么是IL to CPP
还有问我为什么找不到libil2cpp.so的，这是Windows呀，肯定不会有so嘛

ez unity

出题思路

出这题的时候思考了很久，单纯的加密global-metadata.dat文件直接内存中dump即可拿到解密后的文件，感觉有点过于简单，所以考虑直接修改Il2CPP的东西了。但是我尝试了直接修改libil2cpp的源码，结果就是要么编译失败，要么游戏运行直接崩了，不确定具体是什么问题
最后的方案是去分析了一下build的部分，修改了sanity，然后在Il2cppGlobalMetadataHeader中间插入了一个magic(第一张图里忘记写了，应该还有一个list.Add()的)，但貌似这样会导致最后一个成员被挤掉了，但是不影响游戏正常运行我也就没管了,有大佬会这方面的还请提提意见Orz
图片描述
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解题思路

首先这题对global-metadata.dat的结构做了一些特殊修改，所以工具是无法直接使用的
这里有两种做法，一个是逆向修复结构(力气活)，然后 Il2cppDumper->ida脚本恢复符号信息->找到关键方法->AES+BASE64解密
理论上这样做会很耗时耗力，但是这题我没有对结构做很复杂的魔改，所以这样解也在预期解内
这里简单讲讲另一种做法，Runtime下调用 il2cpp api，原理可以自行了解一下，这里直接使用 frida-il2cpp-bridge来解决了

  1. 按照官方文档安装，然后注入下面的脚本，得到 dump.cs
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import "frida-il2cpp-bridge";
 
Il2Cpp.perform(() => {
    console.log(Il2Cpp.unityVersion);
 
    Il2Cpp.dump("dump.cs", "./")
});
  1. 分析dump.cs，搜索 Assembly-CSharp，发现了Check这个类，下面有个CheckFlag，接着用ida分析一下，rva 是 0x0027d460
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// Assembly-CSharp
class Check : UnityEngine.MonoBehaviour
{
    System.Void Start(); // 0x0027d670
    System.Void Update(); // 0x0027d670
    System.Void OnClick(); // 0x0027d4e0
    System.Boolean CheckFlag(System.String input); // 0x0027d460
    static System.String AESEncrypt(System.String text, System.String key, System.String iv); // 0x0027d200
    static System.String AESDecrypt(System.String text, System.Byte[] key, System.Byte[] iv); // 0x0027d000
    System.Void .ctor(); // 0x0027d680
}
  1. GameAssembly.dll 加了upx壳并修改了一些特征信息，改回去然后upx -d脱壳
    图片描述
  2. ida分析CheckFlag (Imagebase + RVA)，根据dump.cs里的RVA恢复一下符号，可以看到加密只有一个简单的AES，那么只要拿到key和iv就行了，因为字符串信息都是保存在global-metadata.dat里的，所以在GameAssembly.dll里是无法得到的，可以直接调试分析得到，也可以使用下面的方法
    图片描述
  3. 接着我们使用frida-il2cpp-bridge的Tracer来追踪一下String类
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import "frida-il2cpp-bridge";
 
Il2Cpp.perform(() => {
    console.log(Il2Cpp.unityVersion);
 
    const String = Il2Cpp.corlib.class("System.String");
    Il2Cpp.trace(true).classes(String).and().attach();
});

注入，随便输点击一下按钮，就得到密文了 pNufkEIU9dHjKXYXWiFyrthHYFEfqJAWcPM/t8/zX1w=

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❯ python .\main.py 'ez unity.exe'
2022.3.17f1c1
il2cpp:
0x0077b6f0 ┌─System.String::FastAllocateString(length = 24)
0x0077b6f0 └─System.String::FastAllocateString = ""       
 
il2cpp:
0x0077afd0 ┌─System.String::op_Equality(a = "arpEeXJzJ5Fh4j+2tx6fIw==", b = "pNufkEIU9dHjKXYXWiFyrthHYFEfqJAWcPM/t8/zX1w=")
0x0077afd0 └─System.String::op_Equality = false
 
il2cpp:
0x0077afd0 ┌─System.String::op_Equality(a = "Wrong!", b = "Wrong!")
0x0077afd0 └─System.String::op_Equality = true
  1. 再去追踪一下Check类
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import "frida-il2cpp-bridge";
 
Il2Cpp.perform(() => {
    console.log(Il2Cpp.unityVersion);
 
    const AssemblyCSharp = Il2Cpp.domain.assembly("Assembly-CSharp").image
 
    const Check = AssemblyCSharp.class("Check");
    Il2Cpp.trace(true).classes(Check).and().attach();
});

很轻松就拿到了key和iv key = "a216d5d34c2723f5", iv = "9f68268f755b1363"

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❯ python .\main.py 'ez unity.exe'
2022.3.17f1c1
il2cpp:
0x0027d4e0 ┌─Check::OnClick(this = Button (Check))
0x0027d200 │ ┌─Check::AESEncrypt(text = "", key = "a216d5d34c2723f5", iv = "9f68268f755b1363")
0x0027d200 │ └─Check::AESEncrypt = "arpEeXJzJ5Fh4j+2tx6fIw=="
0x0027d4e0 └─Check::OnClick

再次祭出我们万能的厨子
图片描述

总结

这题的解题方法应该是很开放性的，这里贴一下看到的选手的一些解题方法，基本上都是预期到的解法，不过我是真没想到有人bindiff...还得是ctfer哈哈

  • 使用frida-il2cpp-bridge
  • 自己写dumper
  • 使用CE的mono工具
  • 对比baby unity的文件修复global-metadata.dat
  • 和baby unity恢复符号的GA.dll进行bindiff

结语

小白的第一次出题，最后看到题目解出数量也在预期内，也算是没有失误哈哈，如果有更好的建议还请各位师傅们尽管提！


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最后于 2024-4-28 23:40 被TubituX编辑 ，原因： 修复一些错误
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到哪里看 选手的解题
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TubituX
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mb_dvaiomvi 到哪里看 选手的解题
他们应该有发博客的，可以去搜一下看看
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