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KCTF 2026 第5关 cm.exe Write-up

发表于: 2026-8-17 13:14 12

KCTF 2026 第5关 cm.exe Write-up

awaxiaoyu

2026-8-17 13:14

# KCTF 2026 第5关 cm.exe Write-up

## 0x00 结论

最终 Key：

```text
323C47184B0D3C44254B445842552F365C362C1144424B0D3C4416433B0DD6B12A0D3D95FA65B5E0ADE5E11B
```

原始未 patch 程序验证：

```text
Enter your key:
verify success.
```

样本 SHA1 与 readme 一致：

```text
d1c8124c5964af1531c6e311328854a05ca40bca
```

## 0x01 基本信息

先做事实表，不直接相信可见字符串。这个样本里确实有不少诱导内容，比如 `admin123`、`password`、`r3v3rs3!`、`n0_4i_c4n_r34d_th1s!`，以及 FIXME/TODO/NOTE 风格的“作者提示”。这些都只作为 bait 处理，必须通过 xref 和运行结果验证。

静态信息：

- PE：32-bit x86
- ImageBase：`0x400000`
- Entry：`0x404d00`
- 输入函数：`gets_s`，IAT `0x4060ec`
- 输出函数封装：`0x4033a0`
- 成功字符串：`verify success.`，VA `0x406258`
- 失败字符串：`verify fail.retry it...`，VA `0x406240`

关键 xref：

```asm
403f60  push 40622Ch              ; "Enter your key:\n"
403f81  call dword ptr [4060ECh]  ; gets_s(input, 0x3e8)

404586  push 406258h              ; "verify success."
40458b  call 4033A0h

4045a5  push 406240h              ; "verify fail.retry it..."
4045aa  call 4033A0h
4046e6  push 406240h              ; fail path
4046eb  call 4033A0h
```

一次性 smoke test 结果：

```text
admin123              -> verify fail.retry it...
password              -> verify fail.retry it...
r3v3rs3!              -> verify fail.retry it...
n0_4i_c4n_r34d_th1s!  -> verify fail.retry it...
```

因此可见字符串路线证伪，不再重复尝试。

## 0x02 主判定路径

主函数在 `0x403d90` 附近。输入读取后，程序把输入按 hex 字符串解析成大整数/字节数组。长度要求来自下面逻辑：

```asm
404070  mov al, [ebp+ecx-858h]
40407b  cmp al, '0'
40407f  cmp al, '9'
404083  sub al, 'A'
404087  ja  4046E6h              ; 非 0-9/A-Z fail
...
404092  cmp edx, 58h             ; 88 hex chars
404095  jne 4046E6h
```

所以 Key 是 88 个大写 hex 字符，对应 44 bytes。

后续有两个 guard：

### XOR guard

```asm
404112  mov esi, [ebp-938h]
40411c  lea edx, [esi*4]
...
4041b0  xor al, [ebp+ecx-470h]
...
4041bc  cmp al, 8Fh
4041be  jne 4046E6h
```

即 44 bytes 的 XOR 必须为 `0x8f`。

### rolling checksum guard

```asm
404218  mov edx, [ebp-930h]
404226  mov eax, [ebp-93Ch]
404226  and ecx, 7Fh
404229  inc ecx
40422a  movzx eax, byte ptr [eax]
40422d  imul ecx, eax
404230  add edx, ecx
...
40425f  mov eax, 0BEFFh
404264  cmp [ebp-930h], ax
40426b  jne 4046E6h
```

等价伪代码：

```python
s = 0
for b in raw44:
    s = (s + (((s & 0x7f) + 1) * b)) & 0xffff
assert s == 0xbeff
```

## 0x03 末 16 字节的 RSA/powmod 变换

一开始我把 44 bytes 全部直接按最终表反查，能得到目标映射输入，但 XOR/checksum 对不上。这说明中间还有覆盖或变换。继续看 `0x403500`，发现它会生成末尾 16 bytes。

主流程：

```asm
404271  lea edx, [ebp-820h]
404277  lea ecx, [ebp-92Ch]
40427d  call 403500h             ; 生成 16-byte 结果
...
40431f..404348                  ; 把 0x403500 输出转为 16 bytes
40437f..4043d0                  ; 覆盖 final buffer 的末 16 bytes
```

`0x403500` 内部可归约为：

```python
out = pow(tail_plain, 0x10001, n)
```

其中 modulus 来自静态 BigInt 表：

```text
n = 0x8c91cb79ec693f3ed6519c945dd67371
e = 0x10001
```

分解：

```text
n = 13636154180376482939 * 13702465297157554691
```

最终比较目标位于 `0x416380`：

```text
Welcome to KCTF2026! Come and give it a try.
```

程序在 `0x4044f8..0x40457c` 把 44 bytes 逐字节通过表 `0x4163b0/0x4263b0` 映射，再和 `0x416380` 比较。

表反查后，需要被映射的 44 bytes 为：

```text
323c47184b0d3c44254b445842552f365c362c1144424b0d3c4416430f4439374e3c44372544164425151d1b
```

前 28 bytes 是原始输入前缀；后 16 bytes 是 RSA 输出。因此先 RSA 私钥反解 tail：

```text
required_rsa_output = 0f4439374e3c44372544164425151d1b
tail_plain          = 3b0dd6b12a0d3d95fa65b5e0ade5e11b
```

组合得到原始 44 bytes：

```text
323c47184b0d3c44254b445842552f365c362c1144424b0d3c4416433b0dd6b12a0d3d95fa65b5e0ade5e11b
```

转大写 hex 即最终 Key。

## 0x04 求解脚本核心

```python
import pefile, struct, sympy as sp

EXE = 'cm.exe'
IMAGE_BASE = 0x400000
EXPECTED_VA = 0x416380
INDEX_TABLE_VA = 0x4163B0
BYTE_TABLE_BASE_VA = 0x4263B0

data = open(EXE, 'rb').read()
pe = pefile.PE(data=data)

def va_data(va, n):
    off = pe.get_offset_from_rva(va - pe.OPTIONAL_HEADER.ImageBase)
    return data[off:off+n]

def u32(va):
    return struct.unpack('<I', va_data(va, 4))[0]

def cstr(va):
    off = pe.get_offset_from_rva(va - pe.OPTIONAL_HEADER.ImageBase)
    end = data.index(b'\x00', off)
    return data[off:end]

def mapped_byte(b):
    off = u32(INDEX_TABLE_VA + (b - 1) * 4)
    return va_data(BYTE_TABLE_BASE_VA + off, 1)[0]

def static_bigint(count, base_va, index_va):
    limbs = []
    for i in range(count):
        idx = u32(index_va + i * 4)
        limbs.append(u32(base_va + idx * 4))
    return sum(x << (32 * i) for i, x in enumerate(limbs))

def checksum16(bs):
    s = 0
    for b in bs:
        s = (s + (((s & 0x7f) + 1) * b)) & 0xffff
    return s

expected = cstr(EXPECTED_VA)
need = []
for ch in expected:
    cand = [b for b in range(1, 256) if mapped_byte(b) == ch]
    assert len(cand) == 1
    need.append(cand[0])
need = bytes(need)

prefix = need[:28]
rsa_output = need[28:44]

n = static_bigint(4, 0x436018, 0x42E018)
e = static_bigint(1, 0x430018, 0x434018)
factors = sp.factorint(n)
phi = 1
for p, k in factors.items():
    phi *= (int(p) - 1) * (int(p) ** (int(k) - 1))

d = pow(e, -1, phi)
tail = pow(int.from_bytes(rsa_output, 'big'), d, n).to_bytes(16, 'big')
raw = prefix + tail

assert checksum16(raw) == 0xbeff
x = 0
for b in raw:
    x ^= b
assert x == 0x8f
assert prefix + pow(int.from_bytes(tail, 'big'), e, n).to_bytes(16, 'big') == need

print(raw.hex().upper())
```

## 0x05 验证

模型输出：

```text
xor=0x8f
checksum16=0xbeff
mapped=b'Welcome to KCTF2026! Come and give it a try.'
```

原始程序运行：

```text
Enter your key:
verify success.
```

最终 Key：

```text
323C47184B0D3C44254B445842552F365C362C1144424B0D3C4416433B0DD6B12A0D3D95FA65B5E0ADE5E11B
```

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