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[原创]gdb在逆向爆破中的应用
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2024-6-10 16:56
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配套视频：https://www.bilibili.com/video/BV1gc411k7Bm/
1.概述
一般题目的抽象如下
一般来说，数据处理的过程有分为3种
- 输入的字符整体为一块，明文中任何一个字符改变都会改变密文。
- 非对称加密：RSA，ECC，抗量子算法，SM2，SM9
- 哈希算法：MD5，SHA，SM3，校验算法
- 其他：整除（base58），VM
- 输入的字符分块，明文中一个字符改变只会改变一块密文
- 分组加密：DES，AES，TEA，SM1，SM4，SM7
- 其他：传统base类（base64,32,16,85,），VM
- 逐字节加密，明文中改变一个字符只会改变密文的一个字符
- 古典密码：替换
- 流密码：RC4，ZUC，SSF46
- 其他：VM
综上所述，我们可以将所有的加密都看成块加密，只是有的块包含所有字符、有的块是固定长度、有的块只有一个字符。一般来说，块越大，算法解密难度越大，同样算法的理论依据也越深奥，实现也越复杂。能够在ctf中使用爆破解决的原因主要有以下两点。
- 一组加密字数越少，算法能力需要越低，算法理论知识需求越少，题目越容易控制。
- 逆向师傅大都不具备自定义可逆块加密的能力。
2.基本思路
对于逐字节加密的算法爆破思路如下
- 输入flag，控制第一个字符
- 执行到判断处
- 将加密后的数据与密文判断，当与密文第一个字符一样时，则可以确定明文的第一个字符。
- 从第一步重复执行。
3.工具
1.工具的选择
- 真实执行：
gdb windbg（最新版脚本可以自动补全） ida frida radare2 ghidra - 模拟执行：
angr unidbg unicorn
本人使用过的一些工具对比如下表
| <span style="display:inline-block;width: 40px"> 工具</span> | <span style="display:inline-block;width: 200px">优点</span> | <span style="display:inline-block;width: 200px"> 缺点</span> |
|---|---|---|
| gdb | 速度快，文档详细 | windows配置复杂，需要对C语言调用方式非常了解 |
| windbg | windows亲儿子， |
不支持linux，terminal下的题目速度慢 |
| ida | 不解释 | linux需要远程调试，terminal下的题目速度慢，文档垃圾 |
| frida | 速度快，对程序的抽象层与C语言一致 | 大部分情况需要patch程序，文档垃圾 |
| radare2 | 功能非常全面，丰富的API | ASLR、输入重定向等2个问题目前没找到解决方案 |
| angr | 所有内存都方便操作 | 模拟执行的问题它都有，只能做备用方案 |
就本人的使用经验推荐工具排序如下
- gdb：地表最强动态调试器不解释。缺点就是相对
frida复杂很多，需要对内存布局比较熟练才可以。 - frida：对于与C语言抽象层一样的程序块，非常推荐，代码编写速度很快。在
android等不方便使用gdb的环境下，frida非常优秀。不过我必须要吐槽一下，frida文档写的真是垃圾。 - ida/windbg：这两个是图形化的工具，由于需要爆破的题目大都是
terminal下的，爆破内存还好，如果从输入端开始爆破，则每次都要启一个terminal，爆破过程非常缓慢。 - radare2：这个工具也非常推荐，有着丰富的API，只是由于
ASLR、输入重定向等2个问题目前没找到解决方案，所以没有使用，下一步还要认真研究。 - angr：模拟执行是爆破中最不推荐的，模拟执行的问题它都有，只能做备用方案。
2.windows下的gdb使用
需要下载minggw：https://www.mingw-w64.org/。
3.亟需解决的困难
- 地址随机化问题
- linux：gdb 会关闭 ASLR
- windows：修改
dynamic-base标识位- 输入重定向问题
- bash：<
- cmd：<
- powershell：
Get-Content .\aaa.txt | a.exe
4.举个栗子（2023年安洵杯_ez_cpp）
1.题目分析
题目的对比流程非常符合爆破特征，所以先爆为敬
2.关闭地址随机化
取消选择 dynamic-base
3.获取相关信息
1.动调出密文
使用movsx指令进行带符号扩展，所以密文只是最后一个字节即可。
1 | enc = [0x22,0xA2,0x72,0xE6,0x52,0x8C,0xF2,0xD4,0xA6,0x0A,0x3C,0x24,0xA6,0x9C,0x86,0x24,0x42,0xD4,0x22,0xB6,0x14,0x42,0xCE,0xAC,0x14,0x6A,0x2C,0x7C,0xE4,0xE4,0xE4,0x1E] |
2.加密后的明文地址
3.比较处的地址
4.爆破
1.存在的问题
在爆破过程中发现问题如下
打开保存的文件查看存在2个问题
- 第2个字符是
?，显然不正确 - 第4个字符是
a，程序崩溃
修改相应代码后继续爆破
2.问题分析
爆破结果如下，比赛时我就提交了这个SYC{Y3S-_E5-_0[-S0Ve-Th3-C9P!!!}但是不对，后来经师傅提示后，[ _ 显然不是flag内容，所以重新修改脚本。
再次爆破后得到真正flag
5.对抗
- 反调试
- 增加程序分支，尤其是加密后的程序分支。
- 循环进行加密对比，而非加密后一起对比
- 增加加密块的大小，加密块>3个字符则不具备可爆破性。
主要应对题型：2字节以内，加密算法非常复杂。
6.算法复杂度分析及提速方法
经测试，40个字符的flag，单字节爆破96*40大约需要5分钟，双字节爆破 96 * 96 * 20 大约3个小时，linux下更快一些。提速方法如下。
- 实体机
windows下虚拟硬盘（10M），linux下/dev/shm- 优化算法
- 缩小字符串范围
- 确认提前结束循环的条件
- 采用分布式计算方式
7.其他
1.爆破任意代码段
本文中主要讲的的是如何从输入处开始爆破，实际情况是我可以爆破任意一段代码，并且在我的脚本中已经实现。具体思路如下。
- 定义起始点与结束点
- 起始点设置好上下文
- 结束点取出上下文进行对比
- 重复以上内容
在长时间的爆破过程中，我发现从输入端爆破在做题的时候更快、需要考虑的东西更少，所以大部分情况都是从输入开始爆破。只有个别情况想了解某一段代码的作用时才需要爆破任意代码段，而此时使用frida更为方便。
2.有待完善
对于下面的程序流程需要完善脚本（2023上海磐石大赛_flag在哪里？）
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