2017腾讯游戏安全技术竞赛 Round 2 第二题详细题解

Ericky · 发表于 2017-12-1 20:55

PS:这是最后一题

前言

第二题如果说就让人望而却步的话，这道题怕是要让人吐血身亡了。自己写wp感觉也要写得头发掉光，非常慌。不过既然到了最后一题，为了完整性，硬着头皮也得做下来吧，打开程序一开，里面有dll，采用的是mono框架，是不折不扣的.net的程序。我是第一次接触.net，更别说里面的IL code，jit什么的妖魔鬼怪了，反正现学现卖，不过鬼怪见多了也就慢慢习惯它们的样子了，慢慢就适应了，呃。我还是选择的安卓平台的题目，从评分标准来看，这个题目就分为了3小问，所以我把这个题目分为三大部分，一一阐述每个部分。

0x1 多战寻路--寻到一个坑

正如标题所说，三战寻路--寻到一个坑。本来IDA里的函数多数都被我标记得差不多了，因为用IDA F9动态调试的缘故，函数名都丢了(这里我曾崩溃)，凑合着看吧，请见谅。
先贴一个main函数：

[Asm] 纯文本查看 复制代码

signed int sub_9EC0()
{
  int v0; // r0@1
  char *v1; // r3@1
  int v2; // r7@1
  int v3; // r0@3
  int v4; // r4@3
  int v5; // r8@3
  int v6; // r0@6
  int v7; // r5@6
  int v8; // r6@7
  int v9; // r1@7
  int v10; // r0@7
  signed int result; // r0@8
  char v12; // [sp+8h] [bp-20h]@1
  int v13; // [sp+Ch] [bp-1Ch]@1
  pthread_create(&v12);
  v13 = 3;
  sub_6C130(&unk_2B4E38, 0);
  v0 = sub_A5B4(&unk_2B4E3A);
  v1 = &byte_36F000;
  v2 = v0;
  do
  {
    *v1 = ~(*v1 ^ 0x11);
    ++v1;
  }
  while ( (_UNKNOWN *)v1 != &unk_370200 );
  v3 = sub_B925C(&byte_36F000, 4608, 1, &v13, 0, &unk_2B4E3A);
  v4 = v13;
  v5 = v3;
  if ( !v13
    && v3
    && sub_6F0A4(v3, &unk_2B4E3A)
    && (v6 = sub_86FB0(v5, "encrypt", "Hello"), (v7 = v6) != 0)
    && (v8 = sub_1196BC(v2, v6), sub_10FA38(v8, v9), (v10 = sub_898DC(v7, "SayHello", v4)) != 0) )
  {
    sub_116D20(v10, v8, v4, v4);
    sub_B9988(v5);
    result = v4;
  }
  else
  {
    result = 1;
  }
  return result;
}

Bypass反调试

说一下反调试先，我一共发现两处。init_array段有一处反调是，虽然不知道怎么判断的，反正把exit nop掉就行了。然后在main函数的起始位置起了一个反调试的线程，把启动的内容nop掉就可以了，这样就可以调试了，也就是可以正式开始漫漫长征路。

主程序流程

先分析一下程序的流程，程序开始会释放一个4.5kb的dll，称之为关键dll，然后通过mono框架加载这个dll 以及在外面的mscorlib.dll，调用mono框架中的一系列函数，寻找到指定的类，再找到sayhello函数，最后调用method_runtime_invoke，print出hello 。

初步修复关键dll

先不管那么多，既然它偷偷的加载dll，直接dump出来看看再说。dump出来的dll为非法文件，使用010editor 已经跟踪代码发现几处问题，Patch了5字节，至少成为了一个看起来正常的dll。
问题1.
5字节之第1字节：PE文件的签名，正常的pe文件签名位PE00，而这个文件的签名为PE01，这会导致NT头找不到，无法被正常识别。
原因：通过跟踪代码可以知道，mono框架只检查了PE，没有检查后面的00是否正确。
附上一个pe文件格式链接：
https://msdn.microsoft.com/en-us/library/windows/desktop/ms680547(v=vs.85).aspx#other_contents_of_the_file

5字节之第2字节：.net程序里面有一项叫做元数据流，附上链接：
http://www.cnblogs.com/ShaYeBlog/archive/2013/07/20/3202191.html
导致dll继续报错的原因是一个#String的堆，未能识别，导致后面一系列失败，将后面的00 patch成 73即可。
原因：找到解析元数据中堆的地方，贴代码如下：

[Asm] 纯文本查看 复制代码

else if ( !strncmp(v22 + 8, "#Strings", 7u) )
        {
          v8 = *(_DWORD *)(v15 + 52);
          *(_DWORD *)(v15 + 56) = v8 + read32(v22);
          *(_DWORD *)(v15 + 60) = read32(v22 + 4);
          v22 += 17;
        }
        else if ( !strncmp(v22 + 8, "#US", 4u) )

可以看到，"s"字节没有比较，从这里可以看出来这个mono框架被修改过，而且有点猥琐。而在正常的mono框架中，strncmp的是9位，这就是元数据流异常的原因。

5字节之后3字节：
都在解析和装在MetaData的过程中，有3处高位被改了，导致一般的工具报数组越界的错误。
原因：mono框架修改了read函数，在read的时候只取了低位，这样的话不影响它自身对dll的解析。

修复这5字节，大概dll可以算得上“正常”了，至少扔到反编译工具中不出错了。

三寻IL code 真身

第一寻
一开始没想太多，想的就是可能在loadtable的时候把IL code还原了，然后追踪了很多遍，并没有发现真正的IL code，这里被坑了。局面开始显得僵化，突然发现这样的一个文章：
http://www.cnblogs.com/northstar ... /07/04/1771021.html
以为是隐藏IL code，加了壳，于是就开始了漫漫长路第二寻

第二寻
既然是壳，总会解密，继续跟就行了，外面既然没修改IL code的话，那肯定在更底层了。为了方便调试跟踪以及分析，我把源码下载下来了，地址在这：
https://github.com/mono/mono
然后就变成了苦逼的阅读代码，好，突然发现一个函数，mono_jit_compile_method_with_opt，再跟到mono_jit_compile_method_inner，再跟到mini_method_compile，再跟到mono_runtime_invoke，sayhello都已经执行了，我并没有定位到恢复的IL code，又过了不久，开始第三寻。

第三寻
直接定位mono_method_to_ir，这是最底层解析IL opcode的函数了，我在这下断点跟踪，总能搞定吧。这个函数也是够大，20000行，摘出来，一点一点看，一直跟不到修改IL code 的地方，最后发现，这个函数出题方居然动了，居然用自己的一套来解析Opcode，难怪dll中的IL code乱七八糟也能被执行，终于找到原因了，剩下的就是人肉还原IL code了。

人肉还原IL code

先贴一张Opcode 对应表:

[Asm] 纯文本查看 复制代码

符号                  代码                      原来                       修改
CEE_RET                 ret                    0x2A                    0x39
CEE_BRFALSE_S                   brfalse.s              0x2C                    0x3B
CEE_BRTRUE_S                    brtrue.s               0x2D                    0x3C
CEE_BRFALSE                    brfalse                0x39                   0x48                       
CEE_BRTRUE                 brtrue                     0x3A                    0x49
CEE_BEQ                                                         0x3D
CEE_BGE                                                        0x3E
CEE_BGT                                                        0x3F
CEE_BLE                                                        0x40
CEE_BLT                                                        0x41
CEE_BNE_UN                                                         0x42
CEE_BGE_UN                                                         0x43
CEE_BGT_UN                                                         0x44
CEE_BLE_UN                                                         0x45
CEE_BLT_UN                                                         0x46
下面的有点乱，凑合着看
*************
0x4A
0x4B
0x4C
0x4D
0x4E
0x4F
0x50
0x51
0x52
0x53
CEE_LDIND_I1
CEE_LDIND_U1
CEE_LDIND_I2
CEE_LDIND_U2
CEE_LDIND_I4
CEE_LDIND_U4
CEE_LDIND_I8
CEE_LDIND_I
CEE_LDIND_R4
CEE_LDIND_R8
CEE_LDIND_REF
*************
0x60
0x61
0x62
0x63
0x64
0x65
0x66
0xDF
CEE_STIND_REF
CEE_STIND_I1
CEE_STIND_I2
CEE_STIND_I4
CEE_STIND_I8
CEE_STIND_R4
CEE_STIND_R8
CEE_STIND_I
***************
CEE_ADD
CEE_SUB
CEE_DIV
CEE_DIV_UN
CEE_REM
CEE_REM_UN
CEE_AND
CEE_OR
CEE_XOR
CEE_SHL
CEE_SHR
CEE_SHR_UN
0x67
0x68
0x6A
0x6B
0x6C
0x6D
0x6E
0x6F
0x70
0x71
0x72
0x73
***********************
CEE_LDOBJ 0x80
CEE_LDSTR 0x81
CEE_NEWOBJ 0x82
CEE_REFANYVAL 0xC2
CEE_LDTOKEN 0xD0
0x91
0x92
0x93
0x94
0x95
0x96
0x97
0x98
0x99
0x9A
0xD1
0xD2
0xD3
0xE0
CEE_CONV_OVF_I1_UN
CEE_CONV_OVF_I2_UN
CEE_CONV_OVF_I4_UN
CEE_CONV_OVF_I8_UN
CEE_CONV_OVF_U1_UN
CEE_CONV_OVF_U2_UN
CEE_CONV_OVF_U4_UN
CEE_CONV_OVF_U8_UN
CEE_CONV_OVF_I_UN
CEE_CONV_OVF_U_UN
CEE_CONV_U2
CEE_CONV_U1
CEE_CONV_I
CEE_CONV_U
****************
CEE_STELEM_I
CEE_STELEM_I1
CEE_STELEM_I2
CEE_STELEM_I4
CEE_STELEM_I8
CEE_STELEM_R4
CEE_STELEM_R8
CEE_STELEM_REF
CEE_STELEM
0xAA
0xAB
0xAC
0xAD
0xAE
0xAF
0xB0
0xB1
0xB3
***************

还原好之后效果（贴一个最大的函数）：

[Asm] 纯文本查看 复制代码

public static byte[] Encrypt(byte[] input)
{
    uint[] array = new uint[]
    {
        1423373290u,
        363609949u,
        512121596u,
        1703126449u
    };
    byte[] array2 = new byte[0];
    int num = input.Length;
    byte[] array3 = new byte[8];
    int num2 = 7 - num % 8;
    array3[0] = (byte)num2;
    for (int i = 0; i < num2; i++)
    {
        array3[i + 1] = (byte)(200 + num2 - i);
    }
    for (int j = 0; j < 7 - num2; j++)
    {
        array3[j + num2 + 1] = input[j];
    }
    uint[] array4 = new uint[]
    {
        MyClass.ConvertBytesToUInt(array3, 0),
        MyClass.ConvertBytesToUInt(array3, 4)
    };
    array4[0] = (array4[0] ^ array[0]);
    array4[1] = (array4[1] ^ array[2]);
    array4 = MyClass.Code(array4, array);
    array2 = MyClass.CombineBytes(array2, MyClass.ConvertUIntToBytes(array4[0]));
    array2 = MyClass.CombineBytes(array2, MyClass.ConvertUIntToBytes(array4[1]));
    for (int k = 7 - num2; k < num; k += 8)
    {
        array4[0] ^= MyClass.ConvertBytesToUInt(input, k);
        array4[1] ^= MyClass.ConvertBytesToUInt(input, k + 4);
        array4 = MyClass.Code(array4, array);
        array2 = MyClass.CombineBytes(array2, MyClass.ConvertUIntToBytes(array4[0]));
        array2 = MyClass.CombineBytes(array2, MyClass.ConvertUIntToBytes(array4[1]));
    }
    return array2;

算法是XTEA的变种，链接这里：
https://en.wikipedia.org/wiki/XTEA

说实话，我这方法有点麻烦，你们出题有点猥琐。

0x2 解密函数解密data

直接上代码，wp写累了

[Asm] 纯文本查看 复制代码

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.IO;
namespace TENCENT2017
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            EncryptDataFile();
            DecryptDataFile();
            Console.WriteLine("Hello GSLab!");
        }
        public static void EncryptDataFile()
        {
            byte[] array;
            using (FileStream fileStream = new FileStream("areyouok.png", FileMode.Open))
            {
                using (BinaryReader binaryReader = new BinaryReader(fileStream))
                {
                    array = binaryReader.ReadBytes(Convert.ToInt32(fileStream.Length));
                    array = Encrypt(array);
                }
            }
            using (FileStream fileStream2 = new FileStream("areyouok_encrypted", FileMode.Create))
            {
                using (BinaryWriter binaryWriter = new BinaryWriter(fileStream2))
                {
                    binaryWriter.Write(array);
                }
            }
        }
        public static void DecryptDataFile()
        {
            byte[] array;
            using (FileStream fileStream = new FileStream("data.encrypted", FileMode.Open))
            {
                using (BinaryReader binaryReader = new BinaryReader(fileStream))
                {
                    array = binaryReader.ReadBytes(Convert.ToInt32(fileStream.Length));
                    array = Decrypt(array);
                }
            }
            using (FileStream fileStream2 = new FileStream("de-data.encrypted.png", FileMode.Create))
            {
                using (BinaryWriter binaryWriter = new BinaryWriter(fileStream2))
                {
                    binaryWriter.Write(array);
                }
            }
        }
        public static byte[] Decrypt(byte[] input)
        {
            int num = input.Length;
            uint[] array = new uint[]
            {
                1423373290u,
                363609949u,
                512121596u,
                1703126449u
            };
            byte[] array2 = new byte[0];
            uint[] array4 = new uint[]
            {
                0,
                0
            };
            uint[] array5 = new uint[]
            {
                0,
                0
            };
            for (int k = num-4; k >=12; k -= 8)
            {
               array4[1] = ConvertBytesToUInt(input, k );
               array4[0] = ConvertBytesToUInt(input, k-4);
               array4 = DeCode(array4, array);
               array4[1] ^= ConvertBytesToUInt(input, k -8);
               array4[0] ^= ConvertBytesToUInt(input, k - 12);
               array2 = CombineBytes2(array2, ConvertUIntToBytes(array4[1]));
               array2 = CombineBytes2(array2, ConvertUIntToBytes(array4[0]));
                
            }
            return array2;
        }
        private static uint[] DeCode(uint[] v, uint[] k)
        {
            uint num = v[0];
            uint num2 = v[1];
            uint num3 = 0u;
            uint num4 = Convert.ToUInt32(Math.Floor((Math.Pow(5.0, 0.5) - 1.0) * Math.Pow(2.0, 31.0)));
            uint num5 = 32u;
            while (num5-- > 0u)
            {
                num3 += num4;
            }
            num5 = 32u;
            while (num5-- > 0u)
            {
                num2-= (num << 4 ^ (num >> 5) + num ^ num3 + k[(int)((ushort)(num3 >> 11 & 3u))]);
                num3 -= num4;
                num -= (num2 << 4 ^ (num2 >> 5) + num2 ^ num3 + k[(int)((ushort)(num3 & 3u))]);
               Console.WriteLine(" {0} {1} {2}.", num, num2, num3);
                 
            }
            return new uint[]
    {
        num,
        num2
    };
        }
        public static byte[] Encrypt(byte[] input)
        {
            uint[] array = new uint[]
    {
        1423373290u,
        363609949u,
        512121596u,
        1703126449u
    };
            byte[] array2 = new byte[0];
            int num = input.Length;
            byte[] array3 = new byte[8];
            int num2 = 7 - num % 8;
            array3[0] = (byte)num2;
            for (int i = 0; i < num2; i++)
            {
                array3[i + 1] = (byte)(200 + num2 - i);
            }
            for (int j = 0; j < 7 - num2; j++)
            {
                array3[j + num2 + 1] = input[j];
            }
            uint[] array4 = new uint[]
    {
        ConvertBytesToUInt(array3, 0),
        ConvertBytesToUInt(array3, 4)
    };
            array4[0] = (array4[0] ^ array[0]);
            array4[1] = (array4[1] ^ array[2]);
            array4 = Code(array4, array);
            array2 = CombineBytes(array2, ConvertUIntToBytes(array4[0]));
            array2 = CombineBytes(array2, ConvertUIntToBytes(array4[1]));
            for (int k = 7 - num2; k < num; k += 8)
            {
                array4[0] ^= ConvertBytesToUInt(input, k);
                array4[1] ^= ConvertBytesToUInt(input, k + 4);
                array4 = Code(array4, array);
                array2 = CombineBytes(array2, ConvertUIntToBytes(array4[0]));
                array2 = CombineBytes(array2, ConvertUIntToBytes(array4[1]));
            }
            return array2;
        }
        private static byte[] ConvertUIntToBytes(uint input)
        {
            return new byte[]
                {
                    (byte)(input & 255u),
                    (byte)(input >> 8 & 255u),
                    (byte)(input >> 16 & 255u),
                    (byte)(input >> 24 & 255u)
                };
        }
        private static uint ConvertBytesToUInt(byte[] input, int pos)
        {
            uint num = (uint)input[pos];
            num += (uint)((uint)input[pos + 1] << 8);
            num += (uint)((uint)input[pos + 2] << 16);
            return num + (uint)((uint)input[pos + 3] << 24);
        }
        private static byte[] CombineBytes(byte[] bytes1, byte[] bytes2)
        {
            byte[] array = new byte[bytes1.Length + bytes2.Length];
            Buffer.BlockCopy(bytes1, 0, array, 0, bytes1.Length);
            Buffer.BlockCopy(bytes2, 0, array, bytes1.Length, bytes2.Length);
            return array;
        }
        private static byte[] CombineBytes2(byte[] bytes1, byte[] bytes2)
        {
            byte[] array = new byte[bytes1.Length + bytes2.Length];
            Buffer.BlockCopy(bytes2, 0, array, 0, bytes2.Length);
            Buffer.BlockCopy(bytes1, 0, array, bytes2.Length, bytes1.Length);
            return array;
        }
        private static uint[] Code(uint[] v, uint[] k)
        {
            uint num = v[0];
            uint num2 = v[1];
            uint num3 = 0u;
            uint num4 = Convert.ToUInt32(Math.Floor((Math.Pow(5.0, 0.5) - 1.0) * Math.Pow(2.0, 31.0)));
            uint num5 = 32u;
            while (num5-- > 0u)
            {
                num += (num2 << 4 ^ (num2 >> 5) + num2 ^ num3 + k[(int)((ushort)(num3 & 3u))]);
                num3 += num4;
                num2 += (num << 4 ^ (num >> 5) + num ^ num3 + k[(int)((ushort)(num3 >> 11 & 3u))]);
               // Console.WriteLine(" {0} {1} {2}.", num, num2, num3);
            }
            return new uint[]
    {
        num,
        num2
    };
        }
    }
}

0x3 最后的战役

这一问好开放，只能靠脑洞了。解密出来的是一个藏着数据的png。修复头之后提示格式问题，去熟悉格式。
又不会，直接链接如下，一起学习之：
https://wenku.baidu.com/view/a991270f76c66137ee061967.html
https://www.ietf.org/rfc/rfc1951.txt
http://www.sweetscape.com/010editor/repository/files/PNG.bt

发现第4个CHUNK 有问题，感觉这个就是目标数据。然后去修了很久，卡了很久这里。找了几个png的图片对照，发现这里多了很多FF，完全没有的东西，一开始还以为，然后各种找压缩算法，zlib，lz77的各种衍生算法，都没能压缩对。
后来找一些关于图片的分析，查到一个图像隐写，然后继续查资料，学习，一直纠结于这个东西，当然没有结果。
最后发现是位图格式，bmp，我倒。然后就OK了。
其实题目有提示，我想当然的理解错了。

整个比赛就结束了，谢谢观看，不足之处请看官斧正！

2017.7.23

By Ericky

ziyerain · 发表于 2018-12-26 20:03

今夜打老虎发表于 2017-12-4 14:56
看的一脸懵逼膜拜大佬

https://www.upload.ee/files/9180 ... .0.306.x64.exe.html

别发消息浪费币！

funmxd123 · 发表于 2017-12-7 17:36

虽然看不懂，但是感觉到里面的知识，比如文件残缺根据文件结构修复，算法什么的！看来路还很长呀！

冷小鑫 · 发表于 2017-12-1 21:11

看不懂...膜拜大神中

繁花似锦丿遇见 · 发表于 2017-12-1 21:49

看不懂.膜拜大神

ftmovie · 发表于 2017-12-1 21:58

学习啦，学习了啊

gang891221 · 发表于 2017-12-1 22:11

看不懂...膜拜大神中

亦然2333 · 发表于 2017-12-2 00:18

柔柔弱弱可以

varg1714 · 发表于 2017-12-2 08:58

看不懂，膜拜大神ing

没想到吧？ · 发表于 2017-12-2 09:49

看不懂，膜拜大神ing

shian1988 · 发表于 2017-12-2 10:12

感谢分享，很不错的教程，来学习了。。

笑苏语97 · 发表于 2017-12-2 10:21

一点也看不懂膜拜一下吧

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