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[原创] KCTF 2019 Q4 第六题 一个支点
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发表于: 2019-12-16 23:05
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K:A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 AA AB AC AD AE AF
D:7B E6 79 E0 89 E3 D3 6B 83 ED 81 EB 7A EA 5A 0A
从F5源码分析上，可以清楚知道，从D或U到K的逆向过程，可以先从D或U得到 x6587,Ks,wS,wX,wA,wT1,wT3,wST,wR这些关键观察量，然后再计算得到K，就简单许多。
（D）关键观察量突破口，x6587和Ks
参考下述代码
摘要：样例采用内存位置无关代码编程并带混淆，经过1401次对折叠代码的层层随机释放执行，最终对userkey进行逻辑运算（或解密）后与拓展的username对比。
找到一个支点就可以突防。
一、随机释放执行机制
代码都是内存位置无关代码，使用相对地址索引相关信息；
主要是将系统的栈克隆到全局区域，然后释放相应代码执行；
栈操作主要针对 NtTib中的StackBase和StackLimit操作，这是我们要的主要支点。
dt nt!_TEB32 nttib. ntdll!_TEB32 +0x000 NtTib : +0x000 ExceptionList : Uint4B +0x004 StackBase : Uint4B +0x008 StackLimit : Uint4B +0x00c SubSystemTib : Uint4B +0x010 FiberData : Uint4B +0x010 Version : Uint4B +0x014 ArbitraryUserPointer : Uint4B +0x018 Self : Uint4B
dt nt!_TEB32 nttib. ntdll!_TEB32 +0x000 NtTib : +0x000 ExceptionList : Uint4B +0x004 StackBase : Uint4B +0x008 StackLimit : Uint4B +0x00c SubSystemTib : Uint4B +0x010 FiberData : Uint4B +0x010 Version : Uint4B +0x014 ArbitraryUserPointer : Uint4B +0x018 Self : Uint4B
以下是主程序入口的代码逻辑，从中我们可以看到它是如何迁移和切换栈的
（1）通过VirtualProtect开放读写属性，用于释放后擦除；
（2）通过浮点寄存器st0保存image.20hww处的随机执行区域基址；
（3）将系统栈内容复制到全局区域的m_stack，同时更新esp和ebp相对全局栈；
（4）最后给系统装上自己的全局栈。
main
-------------esp
.-04hww tmpvar
VirtualProtect from main.start.0x401210 to 0x505678:=start+0x104468
VirtualProtect from base.0x400000 to 0x401000:=start+0x1000
st0 = image.20hww 0x508000
m_stack{
m_StackBase.bottom = NtTib.StackBase
m_StackLimit.top = NtTib.StackLimit
image.24hww = m_StackSize = m_StackLimit-m_StackBase = 0x3000
}
m_esp,m_ebp
g_esp = g_StackLimit+(m_esp-m_StackLimit)
g_ebp = g_StackLimit+(m_ebp-m_StackLimit)
g_stack{align:4;g_StackLimit,g_StackBase;m_StackSize}:=m_stack
NtTib.StackBase = g_StackBasemain
-------------esp
.-04hww tmpvar
VirtualProtect from main.start.0x401210 to 0x505678:=start+0x104468
VirtualProtect from base.0x400000 to 0x401000:=start+0x1000
st0 = image.20hww 0x508000
m_stack{
m_StackBase.bottom = NtTib.StackBase
m_StackLimit.top = NtTib.StackLimit
image.24hww = m_StackSize = m_StackLimit-m_StackBase = 0x3000
}
m_esp,m_ebp
g_esp = g_StackLimit+(m_esp-m_StackLimit)
g_ebp = g_StackLimit+(m_ebp-m_StackLimit)
g_stack{align:4;g_StackLimit,g_StackBase;m_StackSize}:=m_stack
NtTib.StackBase = g_StackBase启动时核心代码区间如下，其中username和userkey位于区间中
c_src = 0x4014E2 username: 4FF49B userkey: 4FF65C c_size = 0x104196 c_end = c_src+c_size 0x505678
c_src = 0x4014E2 username: 4FF49B userkey: 4FF65C c_size = 0x104196 c_end = c_src+c_size 0x505678
随机代码执行区间如下，代码会根据rdtsc指令结果随机释放到该区间位置
cs_s = st0 0x508000 随机代码执行区起始基址（非执行入口），不变 cs_e = cs_s + 0x6400000 随机代码执行区尾部，不变 rdtsc_mod = rdtsc % 0x6400000 随机代码释放点偏移量，也是执行入口， r_s = cs_s+rdtsc_mod 解密释放代码到随机地址，也作为入口，每次释放由于rdtsc计算的不同而不同 r_e = r_s + c_size
cs_s = st0 0x508000 随机代码执行区起始基址（非执行入口），不变 cs_e = cs_s + 0x6400000 随机代码执行区尾部，不变 rdtsc_mod = rdtsc % 0x6400000 随机代码释放点偏移量，也是执行入口， r_s = cs_s+rdtsc_mod 解密释放代码到随机地址，也作为入口，每次释放由于rdtsc计算的不同而不同 r_e = r_s + c_size
每次释放代码都会伴随栈的复制迁移和挂靠，也会”清除“之前的代码(全设为C3指令）。
跟随一两层释放执行过程，是条不归路，unicorn伴keystone或miasm模拟执行是另一条牛刀女装路。
还是看看有没其他着力点。
二、着力点
由于代码和数据（包括username和userkey)每次都随机迁移到执行区，所以没有写自动化跟踪脚本辅助下，人工追踪的可行性没法预期。
（1）尝试
由于最后输出错误提示，我们试着断最后的prinf来回溯，看看有没发现，最好其调用点附件的上下文是明文对比，希望是美好的，万一真是呢。
很好，轻松到达错误的终点，赶紧回头看下返回地址上下文处有没明文对比userkey，如下
（A）prinf的返回点位于0x6D12DCD，我们可以看到其参数的传递，无疑就是错误信息内容地址。
（B）我们同时注意到前面还有个printf，且有个jne跳转，去看下上面的printf的参数内容。
hex(0x6012D65-0x401122+0x404B47)
的确如所料，'0x601678a'是正确信息的内容地址，当然，我们这时与其他敏感信息区擦肩而过（我们现在假装没看到下图后面方框区域内容）
正确提示后面的KCTF应该是看到的，这时拓展username，16字节，也假装没看到。
当我们看到判断的前面"C3C3C3C3"时，心凉半截，执行过的代码被擦除了！
问题变成了如何赶在擦除之前拿到代码，又回到了起初的怎么跟踪这N层释放，毕竟我们要最后一层的代码。
看到群了的”女装“，我们应该有所启示————栈的挂靠
三、不变应万变
由于每次释放前都需要先复制迁移栈并设置挂靠，所以我们选择了TEB中StackBase作为我们的硬件断点位置
如下图，我们拿到TEB内存位置
然后我们在StackBase处设置我们的硬件写断点
然后一路女装狂奔（直接点的，保持个优雅的姿势，按这F9一动不动，跟它耗上，调试器是x64dbg）
最终如下图，总共触发了1401次。
OK，马上再来一个更优雅的姿势，跑到1401次时停止 （如果忘了清除之前的硬件断点，不妨命令行里清除下bphc）
如下图，我们停在第1401次硬件断点处
剩下就是一路F7单步进入了，F8很容易跑飞，飞了就只能重来。
来到下面这部分，看到老相识lodsb，和后面一堆猛操作，就知道是解密代码的业务逻辑，
记下代码地址（0x53c3A8C) 和大小（大小
0x3b33+1=
0x3b34
)，并在后面的循环结束处，断下，等解密完后，dump出代码
来到断点后，代码已解密完，我们可以
运行命令dump出来：
savedata "C:\CTF2019\Q4\CTF06\last_3B34.dec",0x53c3A8C,0x3b34
savedata "C:\CTF2019\Q4\CTF06\last_3B34.dec",0x53c3A8C,0x3b34
参考附件内容。继续F7，于是我们碰见老朋友rdtsc和0x6400000，这些都是前面完成栈操作后，实现代码迁移到随机执行区，
最后通过call eax 转移执行，这部分代码才是我们的主角，
其中ecx=0x53C3B17,大小位0x9E56，同样，我们dump出来备用
savedata "C:\CTF2019\Q4\CTF06\last_9e56.dec",0x66988A,0x9e56
savedata "C:\CTF2019\Q4\CTF06\last_9e56.dec",0x66988A,0x9e56
四、主角
由call eax跳转后，没几条指令就进入关键步骤，开头是擦除之前的代码（有兴趣也可以在擦除前dump出来）
然后就是计算esi地址，存放username和userkey的地方，曾记否，我们在前面曾与它擦肩而过
从 push ebp;mov ebp,esp开始是完整函数的序言操作（enter），这个很重要，能不能有效去掉混淆，还原核心代码逻辑就靠它。
在进入序言之前，我们看下计算出的esi指向的内容，特别是序言开始后，操作的esi+0x1B0这些，就是我们输入的userkey
五、IDA表演时间
为了方便，我们就近取材，在主函数里，第一次解密0x4016AC出的代码位置，
我们将我们最后dump出的核心代码加载到0x4016AC处，
IDAPython执行 loadfile(r"C:\CTF2019\Q4\CTF06\last_9e56.dec",0,0x4016AC,0x9e56)
IDAPython执行 loadfile(r"C:\CTF2019\Q4\CTF06\last_9e56.dec",0,0x4016AC,0x9e56)
【四中】的IDA版，其中几处，简单运用了混淆清除，多此一举，有兴趣可以参考后面内容。
重建核心函数基本操作就是，按”U“（undefine push ebp前面的代码），从序言开始一直使用”C“ (code)反汇编。
一直到尾部；其实到pop ebp实际也已经可以，可以后面修改ret就行，直接全面反编译也可以，影响不大。
函数的尾部将变换后（或解密出）的userkey与拓展username比较，相等正确，比较长度时0x10
其中看到121212这些是最初使用的输入的测试userkey=12121212121212121212121212121212
,如果使用A0A1A2A3A4A5A6A7A8A9AAABACADAEAF，dump出来加载后此处看到的就是A0A1A2A3A4A5A6A7A8A9AAABACADAEAF，但算法换算（解密）后，如果正确就会和拓展的username一样，
其中username是覆盖补齐的16字节
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最后于 2019-12-17 10:44
被HHHso编辑
，原因：
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分析精彩，文章排版也精美，典范之作。学习一个。
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学习了
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太牛了
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