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[原创]2021 CISCN gift题解（恢复符号+逆向算法）
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发表于: 2021-5-26 19:31
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打 CISCN 的时候正好碰上期中考试，预习高数去了qwq，最近才有时间整理一下这题的思路
拖入 IDA ，在字符串窗口明显看到 golang 程序的特征
本以为又是普通的 strip 掉符号表（go build -ldflags "-s -w"），直接 IDAGolangHelper 莽就完了，没想到他直接给我上了一课
恢复失败了，顺着报错看看源码怎么说
提示 beg 是 NoneType，beg 是他的上层 renameFunctions 这个函数传进去的 gopc_lntab ，我们加个 print 打印出结果，果然是 None
getGopcln 函数尝试查找 exe 中 .pclntab 段，并返回段的地址，如果没查找到，就调用 findGoPcln 搜索 lookup 常数，找到以后调用 check_is_gopclntab 对数据结构进行检查，通过以后返回 lookup 常数的地址
所以问题就是，这个 exe 里，他没有找到 gopclntab ，经过疯狂百度，找到了安全客上一位师傅写的文章（https://www.anquanke.com/post/id/215419#h2-4），解释了 pclntab 的结构
pclntab 开头 4-Bytes 是从 Go1.2 至今不变的 Magic Number： 0xFFFFFFFB ；
第 5、6个字节为 0x00，暂无实际用途；
第 7 个字节代表 instruction size quantum， 1 为 x86, 4 为 ARM；
第 8 个字节为地址的大小，32bit 的为 4，64 bit 的为 8，至此的前 8 个字节可以看作是 pclntab 的 Header；
第 9 个字节开始是 function table 的起始位置，第一个 uintptr 元素为函数(pc, Program Counter) 的个数；
第 2 个 uintptr 元素为第 1 个函数(pc0) 的地址，第 3 个 uintptr 元素为第 1 个函数结构定义相对于 pclntab 的偏移，后面的函数信息就以此类推；
直到 function table 结束，下面就是 Source file table。Source file table 以 4 字节(int32)为单位，前 4 个字节代表 Source File 的数量，后面每一个 int32 都代表一个 Source File Path String 相对于 pclntab 的偏移；
uintptr 代表一个指针类型，在 32bit 二进制文件中，等价于 uint32，在 64bit 二进制文件中，等价于 uint64 。
所以上面查找的 lookup 常数就是 Magic Number 了，没找到的原因可能是 Magic Number被更换，或者 pclntab 的结构变了，可以用对照的方式找到这个出问题的 exe 中的 pclntab
我们再自己编译一个 strip 的 golang 程序，查找 0xFFFFFFFB
这里没开 PIE ，所以 .gopclntab 段的第一个结果就是我们要的 pclntab
我们找他的交叉引用，能找到包含指向 pclntab 指针的一个上层数据结构 moduledata ，再对 moduledata 交叉引用，有很多结果，我们取第二项
然后在出问题的 exe 中找到对应的函数，方法有很多，截取一段特征码去另一个 exe 里搜索（别选到跳转这些跟地址有关系的指令），也可以找到函数与入口点的调用关系。
确定这个函数在上一个函数里的位置就行了
定位到 moduledata 和 pclntab
Magic Number 变成了 0xFFFFFFFA，而且结构的内容也变了，难道符号表被删掉无法恢复了吗
GO 语言中的很多机制都需要符号等信息（比如Stack Trace），所以函数名等信息应该还保存在 exe 中。可以从需要函数名的函数入手（比如Caller），分析函数名和地址的关系。
这是验证 moduledata 的一个函数，将 moduledata 传入 runtime_moduledataverify1
函数表 (func_table) 是这个样子的，两个元素为一组，即 (func_addr, func_struct_offset)
经调试可得知取函数名的操作在 runtime_moduledataverify1 的 runtime_funcname 中，runtime_moduledataverify1 中有对比 Magic Number 的指令 cmp ebx, 0FFFFFFFBh ，所以可以查找常数 0xFFFFFFFA 在题目文件中定位这个函数。
函数表在 moduledata 的偏移变成了 80h
Function Struct 在前面链接里的文章有提到
整理得到公式：
写个小脚本
函数名终于出现了
双击运行，题目先输出一段 flag ，然后下一个字符的输出变得越来越慢，而且 CPU 占用很高（看来不是 Sleep 导致的），看来是要我们优化算法。
查看 main_main 函数
解密字符串，每一位异或 0x66 后再输出
这里 IDA 的反编译结果是有问题的（因为 golang 使用栈传参，IDA 不能正确识别函数的参数，可以参考汇编）
每轮执行完 main_wtf 后，都会根据他的运算结果输出一个字符，追溯 rcx 那几个寄存器，可得到 main_wtf 的参数，main_wtf(0,i,slice_addr,slice_size,slice_size)
反编译 main_wtf
原来是递归，怪不得那么慢，再看看 main_goooo()
到这已经可以整理出输出 flag 的逻辑
因为跑后一个数据的时候，之前已经算出的结果还会重复计算，所以最开始想拿 unicorn 做一个记忆化，在用到已经算出来的结果时直接返回，但是后面的数据实在太大（比如 0x370D7470），递归这么多层肯定是不行的，还是分析一下吧。
读几遍代码发现，其实这个代码就是创建了一个 n 位数，然后使用递归把每一位填上1~4的数字，最后判断其中1和3的数量是不是偶数，可以用动态规划求解。
因为只有1~3的数量影响结果，所以每一个数字的情况可以分为四种：
偶数个1 偶数个3
偶数个1 奇数个3
奇数个1 偶数个3
奇数个1 奇数个3
而数字每增加一位，如果增加的是 1 或者 3，就把原来奇数个1 或者奇数个3 的情况变成偶数个1 或者偶数个 3，如果增加的是 2 或 4，奇偶情况不改变。
根据这个可以写出状态转移方程。
最后别忘了把计算结果映射成字符串
python 脚本：
得到 flag: CISCN{4b445b3247c45344c54c44734445452c}
lookup = "FF FF FF FB 00 00" if is_be else "FB FF FF FF 00 00"
lookup = "FF FF FF FB 00 00" if is_be else "FB FF FF FF 00 00"
_rt0_amd64_linux（entry point）->
_rt0_amd64 ->
runtime_rt0_go ->
runtime_schedinit ->
runtime_modulesinit_rt0_amd64_linux（entry point）->
_rt0_amd64 ->
runtime_rt0_go ->
runtime_schedinit ->
runtime_modulesinitstruct Func{ uintptr entry; // start pc
int32 name; // name (offset to C string)
int32 args; // size of arguments passed to function
int32 frame; // size of function frame, including saved caller PC
int32 pcsp; // pcsp table (offset to pcvalue table)
int32 pcfile; // pcfile table (offset to pcvalue table)
int32 pcln; // pcln table (offset to pcvalue table)
int32 nfuncdata; // number of entries in funcdata list
int32 npcdata; // number of entries in pcdata list
};struct Func{ uintptr entry; // start pc
int32 name; // name (offset to C string)
int32 args; // size of arguments passed to function
int32 frame; // size of function frame, including saved caller PC
int32 pcsp; // pcsp table (offset to pcvalue table)
int32 pcfile; // pcfile table (offset to pcvalue table)
int32 pcln; // pcln table (offset to pcvalue table)
int32 nfuncdata; // number of entries in funcdata list
int32 npcdata; // number of entries in pcdata list
};string_addr[i] = *(moduledata+8)+ *(func_struct+8)
func_struct = *(func_table+0x10*i+8)+func_table
func_table = *(moduledata+0x80)
string_addr[i] = *(moduledata+8)+ *(func_struct+8)
func_struct = *(func_table+0x10*i+8)+func_table
func_table = *(moduledata+0x80)
moduledata = 0x55DA80
func_table = Qword(moduledata+0x80)
func_table_size = Qword(Qword(moduledata)+0x8) * 0x10
string_table = Qword(moduledata+0x8)
start_addr = func_table+0x8
end_addr = start_addr + func_table_size
while(start_addr<end_addr):
func_struct = func_table+Qword(start_addr)
func_entry = Qword(func_struct)
string_addr = string_table + Dword(func_struct+8)
print 'renaming '+hex(func_entry)+' to '+GetString(string_addr)
del_items(func_entry, ida_bytes.DELIT_SIMPLE,1)
add_func(func_entry)
set_name(func_entry,GetString(string_addr),SN_NOCHECK)
start_addr += 0x10
moduledata = 0x55DA80
func_table = Qword(moduledata+0x80)
func_table_size = Qword(Qword(moduledata)+0x8) * 0x10
string_table = Qword(moduledata+0x8)
start_addr = func_table+0x8
end_addr = start_addr + func_table_size
while(start_addr<end_addr):
func_struct = func_table+Qword(start_addr)
func_entry = Qword(func_struct)
string_addr = string_table + Dword(func_struct+8)
print 'renaming '+hex(func_entry)+' to '+GetString(string_addr)
del_items(func_entry, ida_bytes.DELIT_SIMPLE,1)
add_func(func_entry)
set_name(func_entry,GetString(string_addr),SN_NOCHECK)
start_addr += 0x10
QWORD qword_5B20E8;int main_goooo(QWORD* array){
QWORD v2[5] = {0,0,0,0,0};
for(QWORD i=0;i<size;i++)
v2[array[i]]^=1;
return v2[1]==0 && v2[3]==0;
}void main_wtf(QWORD depth,QWORD replace,QWORD* array,QWORD size,QWORD size2){
array[depth] = replace;
if(depth==size-1){
if(main_goooo(array,size)){
qword_5B20E8 = (qword_5B20E8+1)%17;
}
}else{
for(QWORD i=1;i<=4;i++)
main_wtf(depth+1,i,array,size,size2);
}
}int main(){
QWORD qword_55C080[] = {1, 3, 6, 9, 0xA,0x0B,0x0C,0x0D,0x0E,0x0F,0x10,0x11,0x12,0x14,0x19,0x1E,0x28,0x42,0x66,0x0A0,0x936,0x3D21,0x149A7,0x243AC,0x0CB5BE,0x47DC61,0x16C0F46,0x262C432,0x4ACE299,0x10FBC92A,0x329ECDFD,0x370D7470};
int n = 0;
while(n<32){
QWORD *slice_addr = (QWORD*)malloc(qword_55C080[i]*sizeof(QWORD));
qword_5B20E8 = 0;
for(QWORD i=1;i<=4;i++)
main_wtf(0,i,slice_addr,qword_55C080[i],qword_55C080[i]);
printf("%c",table[qword_5B20E8^0x66]);
n++;
}
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