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[原创]MobileCTF easy系列合集：Flag算法还原
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发表于: 2023-12-27 23:30
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这是由一系列CTF easy项目组成的，难度系数也是逐渐增加的。不管是简单还是复杂，获取flag不是目的，目的是分析和解决问题的方法和思路，不管多少道题，还是逆向其他网站，解决问题的方式是差不多，接下来我们将详细的分析每个项目的算法。
这题考察的是base64算法的知识点，通过Base64Encode()对输入的字符串进行加密，然后与字符串5rFf7E2K6rqN7Hpiyush7E6S5fJg6rsi5NBf6NGT5rs=进行比较，如果相等就完成破解。这题我们用2种解法来获取flag,先来看代码：
既然如此，我们前期不考虑验证通过的问题，先正向还原他的加密，输入一个简单的数据：例如 abcd 编码结果: JHqKyv==
有了输入值，和返回值，我们用python 还原他的算法：
再将 5rFf7E2K6rqN7Hpiyush7E6S5fJg6rsi5NBf6NGT5rs= 值代入其中，解密后得到：05397c42f9b6da593a3644162d36eb01
输入到APP 显示验证成功。
还有一种处理的办法，从他的代码其实可以看出他是一个base64加密的换表算法，因为加密的逻辑是符合base64的原理的，然后我们写代码来验证下：
结果是一样的，所以算法的底层逻辑是很重要的，必要时候能节省很多时间。
这题是基于java层的，算法是层层嵌套，代码逻辑是非常清晰的，将输入的字符串经过层层处理，得到一个新的字符串，满足sb.toString().equals("wigwrkaugala")即可破解，我们来分析下：
我们先来分析他正常逻辑的算法：
这段代码看起来是在处理一个形如 "flag{...}" 的字符串，通过某种特定的处理和比较，最终确定是否符合特定的条件。
拿到值之后，我们先分析下：
输入abced
b方法: a 9、b 8、c 7、e 1、d 21
a方法：9 h、8 w、7 x、1 v、21 a
用python 还b方法验证：
和hook的值一样 没有问题。
再还原a方法进行验证：
和hook的值一样，说明算法还原没问题。
现在知道结果 wigwrkaugala 进行反推a方法 再反推 b方法。
反推的算法如下：先输入我们之前输入的abced 将得到结果 hwxva 输入其中，看看能不能得到 abced :
反推算法没问题，我们再输入输入：wigwrkaugala 得到：['v', 'e', 'n', 'i', 'v', 'i', 'd', 'i', 'v', 'k', 'c', 'r']
flag : flag{venividivkcr} APP验证成功
这题是java层和so层相结合的算法逆向，但从代码上看，逻辑还是很清晰的。如果认真分析过easy_apk这个项目，很容易看出，他就是一个base64的换表算法。我们同样采用2种解题的方法。不过以后如果遇到类似的，直接采用第二种方法就行。先来看代码：
hook a()方法，方便后面进行验证：
输入：abcdefgabcdefgabcdefgab 结果：2eXTQS8AQC7I2CntQAkO2A1/QeQx2eG=
输入的字符串经过 a(byte[] bArr) 加密后，带入so里面经过处理，剩下逻辑在so里面，我们来看so里面的代码：
对于这段代码我们分析下：
这个函数的主要逻辑是对字符串进行一系列处理，包括颠倒、移位等操作，然后将结果与预定义字符串进行比较。如果最终处理后的字符串与预定义字符串相等，函数返回 true；否则，返回 false。
根据so的代码逻辑，我们还原她的正向和逆向算法：
解密函数reverse_ncheck(ciphertext) 带入MbT3sQgX039i3g==AQOoMQFPskB1Bsc7 得到：
QAoOQMPFks1BsB7cbM3TQsXg30i9g3==
so函数的分析到此为止。
现在来还原下，java层的a()方法：
那么逆向还原这个算法：
算法加解密验证没问题。
将QAoOQMPFks1BsB7cbM3TQsXg30i9g3== 带入解密函数中，得到结果：flag{just_ANot#er_@p3}
这题的整体逻辑并不复制，加密算法主要在so里面，读懂代码，并能推导出来，这个很重要。接下来我们详细的分析，先来看代码：
java层的代码逻辑非常清晰，就是验证输入值在so里面的检测，来看so代码：
1.首先获取字符串的长度 v4，然后根据长度动态分配内存。这里使用了 malloc 函数，它会分配 v6 个字节的内存空间，并将其起始地址存储在 v7 中
2.将字符串 v3 的内容复制到动态分配的内存中。首先判断内存是否足够，如果不够则进行相应的内存清零操作。然后使用 memcpy 将字符串复制到动态分配的内存中
3.对字符串的每两个字符进行交换，即将字符串的第一个字符与第二个字符、第三个字符与第四个字符交换位置
4.对字符串进行了更多的字符交换操作，将第一个字符与第二个字符交换，然后每两个字符交换一次，直到字符串末尾
5.return strcmp(v8, "f72c5a36569418a20907b55be5bf95ad") == 0最后，通过 strcmp 函数比较经过处理的字符串 v8 是否与固定字符串 "f72c5a36569418a20907b55be5bf95ad" 相等，如果相等则返回 0，表示字符串相等。
算法还原：
90705bb55efb59da7fc2a5636549812a 验证成功
class Base64New:
RANGE = 255
Base64ByteToStr = ['v', 'w', 'x', 'r', 's', 't', 'u', 'o', 'p', 'q', '3', '4', '5', '6', '7', 'A', 'B', 'C', 'D',
'E', 'F', 'G', 'H', 'I', 'J', 'y', 'z', '0', '1', '2', 'P', 'Q', 'R', 'S', 'T', 'K', 'L', 'M',
'N', 'O', 'Z', 'a', 'b', 'c', 'd', 'U', 'V', 'W', 'X', 'Y', 'e', 'f', 'g', 'h', 'i', 'j', 'k',
'l', 'm', 'n', '8', '9', '+', '/']
StrToBase64Byte = {char: idx for idx, char in enumerate(Base64ByteToStr)}
def Base64Encode(self, bytes):
res = []
for i in range(0, len(bytes), 3):
enBytes = [0] * 4
tmp = 0
for k in range(3):
if i + k < len(bytes):
enBytes[k] = ((bytes[i + k] & 255) >> ((k * 2) + 2)) | tmp
tmp = (((bytes[i + k] & 255) << ((2 - k) * 2 + 2)) & 255) >> 2
else:
enBytes[k] = tmp
tmp = 64
enBytes[3] = tmp
for k2 in range(4):
if enBytes[k2] <= 63:
res.append(self.Base64ByteToStr[enBytes[k2]])
else:
res.append('=')
return ''.join(res)
def Base64Decode(self, encoded_str):
decoded_bytes = bytearray()
for i in range(0, len(encoded_str), 4):
enChars = encoded_str[i:i + 4]
deBytes = [0] * 4
for k in range(4):
if enChars[k] != '=':
deBytes[k] = self.StrToBase64Byte[enChars[k]]
decoded_bytes.extend((((deBytes[0] << 2) & 255) | (deBytes[1] >> 4)).to_bytes(1, 'big'))
if enChars[2] != '=' and len(enChars) > 2:
decoded_bytes.extend((((deBytes[1] << 4) & 255) | (deBytes[2] >> 2)).to_bytes(1, 'big'))
if enChars[3] != '=' and len(enChars) > 3:
decoded_bytes.extend((((deBytes[2] << 6) & 255) | deBytes[3]).to_bytes(1, 'big'))
return decoded_bytes
class Base64New:
RANGE = 255
Base64ByteToStr = ['v', 'w', 'x', 'r', 's', 't', 'u', 'o', 'p', 'q', '3', '4', '5', '6', '7', 'A', 'B', 'C', 'D',
'E', 'F', 'G', 'H', 'I', 'J', 'y', 'z', '0', '1', '2', 'P', 'Q', 'R', 'S', 'T', 'K', 'L', 'M',
'N', 'O', 'Z', 'a', 'b', 'c', 'd', 'U', 'V', 'W', 'X', 'Y', 'e', 'f', 'g', 'h', 'i', 'j', 'k',
'l', 'm', 'n', '8', '9', '+', '/']
StrToBase64Byte = {char: idx for idx, char in enumerate(Base64ByteToStr)}
def Base64Encode(self, bytes):
res = []
for i in range(0, len(bytes), 3):
enBytes = [0] * 4
tmp = 0
for k in range(3):
if i + k < len(bytes):
enBytes[k] = ((bytes[i + k] & 255) >> ((k * 2) + 2)) | tmp
tmp = (((bytes[i + k] & 255) << ((2 - k) * 2 + 2)) & 255) >> 2
else:
enBytes[k] = tmp
tmp = 64
enBytes[3] = tmp
for k2 in range(4):
if enBytes[k2] <= 63:
res.append(self.Base64ByteToStr[enBytes[k2]])
else:
res.append('=')
return ''.join(res)
def Base64Decode(self, encoded_str):
decoded_bytes = bytearray()
for i in range(0, len(encoded_str), 4):
enChars = encoded_str[i:i + 4]
deBytes = [0] * 4
for k in range(4):
if enChars[k] != '=':
deBytes[k] = self.StrToBase64Byte[enChars[k]]
decoded_bytes.extend((((deBytes[0] << 2) & 255) | (deBytes[1] >> 4)).to_bytes(1, 'big'))
if enChars[2] != '=' and len(enChars) > 2:
decoded_bytes.extend((((deBytes[1] << 4) & 255) | (deBytes[2] >> 2)).to_bytes(1, 'big'))
if enChars[3] != '=' and len(enChars) > 3:
decoded_bytes.extend((((deBytes[2] << 6) & 255) | deBytes[3]).to_bytes(1, 'big'))
return decoded_bytes
import base64
s1 = "vwxrstuopq34567ABCDEFGHIJyz012PQRSTKLMNOZabcdUVWXYefghijklmn89+/"
s2 = 'ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/'
# abcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZdata = "5rFf7E2K6rqN7Hpiyush7E6S5fJg6rsi5NBf6NGT5rs="
print(str.maketrans(s1, s2))
print(data.translate(str.maketrans(s1, s2)).encode('utf-8'))
key = str(base64.b64decode(data.translate(str.maketrans(s1, s2)).encode('utf-8')), encoding="utf-8")
print(" key = ", key)
# key = 05397c42f9b6da593a3644162d36eb01import base64
s1 = "vwxrstuopq34567ABCDEFGHIJyz012PQRSTKLMNOZabcdUVWXYefghijklmn89+/"
s2 = 'ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/'
# abcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZdata = "5rFf7E2K6rqN7Hpiyush7E6S5fJg6rsi5NBf6NGT5rs="
print(str.maketrans(s1, s2))
print(data.translate(str.maketrans(s1, s2)).encode('utf-8'))
key = str(base64.b64decode(data.translate(str.maketrans(s1, s2)).encode('utf-8')), encoding="utf-8")
print(" key = ", key)
# key = 05397c42f9b6da593a3644162d36eb01function hook_java() { Java.perform(function () {
var MainActivity = Java.use("com.a.easyjava.MainActivity");
MainActivity["a"].overload('java.lang.String', 'com.a.easyjava.b', 'com.a.easyjava.a').implementation = function (str, bVar, aVar) {
console.log("MainActivity.a is called: str=${str}, bVar=${bVar}, aVar=${aVar}",str,bVar,aVar);
var result = this["a"](str, bVar, aVar);
console.log("MainActivity.a result=${result}", result);
return result;
};
var a = Java.use("com.a.easyjava.a");
a["a"].overload('java.lang.Integer').implementation = function (num) {
console.log("a.a is called: num=${num}", num);
var result = this["a"](num);
console.log("a.a result=${result}", result);
return result;
};
var b = Java.use("com.a.easyjava.b");
b["a"].overload('java.lang.String').implementation = function (str) {
console.log("b.a is called: str=${str}", str);
var result = this["a"](str);
console.log("b.a result=${result}", result);
return result;
};
})
}function main() { hook_java()
}setImmediate(main)function hook_java() { Java.perform(function () {
var MainActivity = Java.use("com.a.easyjava.MainActivity");
MainActivity["a"].overload('java.lang.String', 'com.a.easyjava.b', 'com.a.easyjava.a').implementation = function (str, bVar, aVar) {
console.log("MainActivity.a is called: str=${str}, bVar=${bVar}, aVar=${aVar}",str,bVar,aVar);
var result = this["a"](str, bVar, aVar);
console.log("MainActivity.a result=${result}", result);
return result;
};
var a = Java.use("com.a.easyjava.a");
a["a"].overload('java.lang.Integer').implementation = function (num) {
console.log("a.a is called: num=${num}", num);
var result = this["a"](num);
console.log("a.a result=${result}", result);
return result;
};
var b = Java.use("com.a.easyjava.b");
b["a"].overload('java.lang.String').implementation = function (str) {
console.log("b.a is called: str=${str}", str);
var result = this["a"](str);
console.log("b.a result=${result}", result);
return result;
};
})
}function main() { hook_java()
}setImmediate(main)class B:
a = []
b = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz"
d = 0
c = [8, 25, 17, 23, 7, 22, 1, 16, 6, 9, 21, 0, 15, 5, 10, 18, 2, 24, 4, 11, 3, 14, 19, 12, 20, 13]
def __init__(self, num):
for value in self.c[num:]:
self.a.append(value)
for value in self.c[:num]:
self.a.append(value)
self.a = self.a[:len(self.c)-1]
print(self.a)
@staticmethod
def process_input():
global b, d
value = B.a[0]
B.a.pop(0)
B.a.append(value)
b += b[0]
b = b[1:27]
d += 1
def process_string(self, string):
i = 0
if string.lower() in b:
value = b.index(string.lower())
for i2 in range(len(self.a) - 1):
if self.a[i2] == value:
i = i2
else:
i = -10 if " " in string else -1
B.process_input()
return i
def get_d(self):
return d
# 示例用法：b = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz"
d = 0
q = 2
jiami_str = "abced"
for jstr in jiami_str:
print("jstr ",jstr)
obj = B(q)
result = obj.process_string(jstr)
print(result) # 示例返回：2
q = q +1
class B:
a = []
b = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz"
d = 0
c = [8, 25, 17, 23, 7, 22, 1, 16, 6, 9, 21, 0, 15, 5, 10, 18, 2, 24, 4, 11, 3, 14, 19, 12, 20, 13]
def __init__(self, num):
for value in self.c[num:]:
self.a.append(value)
for value in self.c[:num]:
self.a.append(value)
self.a = self.a[:len(self.c)-1]
print(self.a)
@staticmethod
def process_input():
global b, d
value = B.a[0]
B.a.pop(0)
B.a.append(value)
b += b[0]
b = b[1:27]
d += 1
def process_string(self, string):
i = 0
if string.lower() in b:
value = b.index(string.lower())
for i2 in range(len(self.a) - 1):
if self.a[i2] == value:
i = i2
else:
i = -10 if " " in string else -1
B.process_input()
return i
def get_d(self):
return d
# 示例用法：b = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz"
d = 0
q = 2
jiami_str = "abced"
for jstr in jiami_str:
print("jstr ",jstr)
obj = B(q)
result = obj.process_string(jstr)
print(result) # 示例返回：2
q = q +1
class A:
a = []
b = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz"
d = 0
c = [7, 14, 16, 21, 4, 24, 25, 20, 5, 15, 9, 17, 6, 13, 3, 18, 12, 10, 19, 0, 22, 2, 11, 23, 1, 8]
def __init__(self, num):
for value in self.c[num:]:
self.a.append(value)
for value in self.c[:num]:
self.a.append(value)
@staticmethod
def process_input():
global d
d += 1
if d == 25:
value = A.a[0]
A.a.pop(0)
A.a.append(value)
d = 0
def process_string(self, num):
num2 = 0
if num == -10:
A.process_input()
return " "
for i in range(len(self.a) - 1):
if self.a[i] == num:
num2 = i
A.process_input()
return self.b[num2]
# 示例用法：a = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz"
d = 0
obj = A(3)
num_str = [9,8,7,1,21]
for n in num_str:
print("输入值：",n)
result = obj.process_string(n)
print(result) # 示例返回：c
print("----------------------------")
obj.process_string(-10) # 示例返回：' '
class A:
a = []
b = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz"
d = 0
c = [7, 14, 16, 21, 4, 24, 25, 20, 5, 15, 9, 17, 6, 13, 3, 18, 12, 10, 19, 0, 22, 2, 11, 23, 1, 8]
def __init__(self, num):
for value in self.c[num:]:
self.a.append(value)
for value in self.c[:num]:
self.a.append(value)
@staticmethod
def process_input():
global d
d += 1
if d == 25:
value = A.a[0]
A.a.pop(0)
A.a.append(value)
d = 0
def process_string(self, num):
num2 = 0
if num == -10:
A.process_input()
return " "
for i in range(len(self.a) - 1):
if self.a[i] == num:
num2 = i
A.process_input()
return self.b[num2]
# 示例用法：a = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz"
d = 0
obj = A(3)
num_str = [9,8,7,1,21]
for n in num_str:
print("输入值：",n)
result = obj.process_string(n)
print(result) # 示例返回：c
print("----------------------------")
obj.process_string(-10) # 示例返回：' '
def a(a_str):
index_str = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz"
index_list = [21, 4, 24, 25, 20, 5, 15, 9, 17, 6, 13, 3, 18, 12, 10, 19, 0, 22, 2, 11, 23, 1, 8, 7, 14, 16]
index = 0
i = 0
for a in index_str:
if a == a_str:
index = i
break
i = i + 1
return_num = index_list[index]
return return_num
def b(b_num, index_list, index_str):
print(index_list,index_str)
print(index_list[b_num-1])
print(index_str[index_list[b_num]])
index_b_str = index_str[index_list[b_num-1]]
return index_b_str
a_strs = "hwxva"
a_num_list = []
for a_s in a_strs:
a_num = a(a_s)
a_num_list.append(a_num)
print(a_num_list) # [9, 8, 7, 1, 21]
index_str = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz"
index_list = [23, 7, 22, 1, 16, 6, 9, 21, 0, 15, 5, 10, 18, 2, 24, 4, 11, 3, 14, 19, 12, 20, 13, 8, 25, 17]
i = 0
input_str = []
for b_n in a_num_list:
index_list_new = []
for value in index_list[i:]:
index_list_new.append(value)
for value in index_list[:i]:
index_list_new.append(value)
input_str.append(b(b_n, index_list_new, index_str))
index_str += index_str[0]
index_str = index_str[1:27]
i = i + 1
print(input_str)
def a(a_str):
index_str = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz"
index_list = [21, 4, 24, 25, 20, 5, 15, 9, 17, 6, 13, 3, 18, 12, 10, 19, 0, 22, 2, 11, 23, 1, 8, 7, 14, 16]
index = 0
i = 0
for a in index_str:
if a == a_str:
index = i
break
i = i + 1
return_num = index_list[index]
return return_num
def b(b_num, index_list, index_str):
print(index_list,index_str)
print(index_list[b_num-1])
print(index_str[index_list[b_num]])
index_b_str = index_str[index_list[b_num-1]]
return index_b_str
a_strs = "hwxva"
a_num_list = []
for a_s in a_strs:
a_num = a(a_s)
a_num_list.append(a_num)
print(a_num_list) # [9, 8, 7, 1, 21]
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