1. 背景
这是2020年Google CTF资格赛中的一道安卓reverse题，纯java，没有so。虽然很简单，但因为是我第一次做题，所以并不顺利。在此给大家分享一下我的思路，也算是一次总结吧。
2. 定位验证代码
首先使用特征函数定位——OnClick
使用jadx反编译apk（无壳无混淆），搜索OnClick，定位到了验证的位置
验证部分所在文件的完整代码如下：
package com.google.ctf.sandbox;
import android.app.Activity;
import android.os.Bundle;
import android.view.View;
import android.widget.Button;
import android.widget.EditText;
import android.widget.TextView;
/* renamed from: com.google.ctf.sandbox.ő reason: contains not printable characters */
public class ActivityC0000 extends Activity {
/* renamed from: class reason: not valid java name */
long[] f0class;
/* renamed from: ő reason: contains not printable characters */
int f1;
/* renamed from: ő reason: contains not printable characters and collision with other field name */
long[] f2;
public ActivityC0000() {
try {
this.f0class = new long[]{40999019, 2789358025L, 656272715, 18374979, 3237618335L, 1762529471, 685548119, 382114257, 1436905469, 2126016673, 3318315423L, 797150821};
this.f2 = new long[12];
this.f1 = 0;
} catch (I unused) {
}
}
/* access modifiers changed from: protected */
public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
final EditText editText = (EditText) findViewById(R.id.editText);
final TextView textView = (TextView) findViewById(R.id.textView);
((Button) findViewById(R.id.button)).setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
/* class com.google.ctf.sandbox.ActivityC0000.AnonymousClass1 */
public void onClick(View v) {
ActivityC0000.this.f1 = 0;
try {
StringBuilder keyString = new StringBuilder();
for (Object chr : new Object[]{65, 112, 112, 97, 114, 101, 110, 116, 108, 121, 32, 116, 104, 105, 115, 32, 105, 115, 32, 110, 111, 116, 32, 116, 104, 101, 32, 102, 108, 97, 103, 46, 32, 87, 104, 97, 116, 39, 115, 32, 103, 111, 105, 110, 103, 32, 111, 110, 63}) {
keyString.append(((Character) chr).charValue());
}
if (editText.getText().toString().equals(keyString.toString())) {
textView.setText("🚩");
} else {
textView.setText("❌");
}
} catch (J | Error | Exception unused) {
String flagString = editText.getText().toString();
if (flagString.length() != 48) {
textView.setText("❌");
return;
}
for (int i = 0; i < flagString.length() / 4; i++) {
ActivityC0000.this.f2[i] = (long) (flagString.charAt((i * 4) + 3) << 24);
long[] jArr = ActivityC0000.this.f2;
jArr[i] = jArr[i] | ((long) (flagString.charAt((i * 4) + 2) << 16));
long[] jArr2 = ActivityC0000.this.f2;
jArr2[i] = jArr2[i] | ((long) (flagString.charAt((i * 4) + 1) << '\b'));
long[] jArr3 = ActivityC0000.this.f2;
jArr3[i] = jArr3[i] | ((long) flagString.charAt(i * 4));
}
ActivityC0000 r6 = ActivityC0000.this;
if (((R.m0(ActivityC0000.this.f2[ActivityC0000.this.f1], 4294967296L)[0] % 4294967296L) + 4294967296L) % 4294967296L != ActivityC0000.this.f0class[ActivityC0000.this.f1]) {
textView.setText("❌");
return;
}
ActivityC0000.this.f1++;
if (ActivityC0000.this.f1 >= ActivityC0000.this.f2.length) {
textView.setText("🚩");
return;
}
throw new RuntimeException();
}
}
});
}
}
3. 分析验证代码
"🚩"代表验证成功，两处地方有"🚩"，我们先分析上面一个"🚩"附近的代码。
代码如下：
try {
StringBuilder keyString = new StringBuilder();
for (Object chr : new Object[]{65, 112, 112, 97, 114, 101, 110, 116, 108, 121, 32, 116, 104, 105, 115, 32, 105, 115, 32, 110, 111, 116, 32, 116, 104, 101, 32, 102, 108, 97, 103, 46, 32, 87, 104, 97, 116, 39, 115, 32, 103, 111, 105, 110, 103, 32, 111, 110, 63}) {
keyString.append(((Character) chr).charValue());
}
if (editText.getText().toString().equals(keyString.toString())) {
textView.setText("🚩");
} else {
textView.setText("❌");
}
} catch (J | Error | Exception unused) {
......
}
代码解读：
该部分代码根据作用分为两部分，第一部分生成Key，第二部分验证Key。
第一部分
首先构造一个StringBuilder来存放Key，接着new了一个Object对象数组并初始化，循环取数组中的元素强转为Character类型，并调用charValue()方法得到字符添加到Key中。
第一部分会出现java.lang.ClassCastException异常，java.lang.Integer类不能转换为java.lang.Character类，因为他们并不存在子父类关系，所以此处是一个障眼法。
通过代码发现，出现的异常的代码被try-catch结构包裹了起来，所以出现的异常会被捕获，所以我们继续看catch部分的代码
代码如下：
String flagString = editText.getText().toString();
if (flagString.length() != 48) {
textView.setText("❌");
return;
}
for (int i = 0; i < flagString.length() / 4; i++) {
ActivityC0000.this.f2[i] = (long) (flagString.charAt((i * 4) + 3) << 24);
long[] jArr = ActivityC0000.this.f2;
jArr[i] = jArr[i] | ((long) (flagString.charAt((i * 4) + 2) << 16));
long[] jArr2 = ActivityC0000.this.f2;
jArr2[i] = jArr2[i] | ((long) (flagString.charAt((i * 4) + 1) << '\b'));
long[] jArr3 = ActivityC0000.this.f2;
jArr3[i] = jArr3[i] | ((long) flagString.charAt(i * 4));
}
ActivityC0000 r6 = ActivityC0000.this;
if (((R.m0(ActivityC0000.this.f2[ActivityC0000.this.f1], 4294967296L)[0] % 4294967296L) + 4294967296L) % 4294967296L != ActivityC0000.this.f0class[ActivityC0000.this.f1]) {
textView.setText("❌");
return;
}
ActivityC0000.this.f1++;
if (ActivityC0000.this.f1 >= ActivityC0000.this.f2.length) {
textView.setText("🚩");
return;
}
throw new RuntimeException();
代码解读：
第一部分：flag初步处理
String flagString = editText.getText().toString();
if (flagString.length() != 48) {
textView.setText("❌");
return;
}
for (int i = 0; i < flagString.length() / 4; i++) {
ActivityC0000.this.f2[i] = (long) (flagString.charAt((i * 4) + 3) << 24);
long[] jArr = ActivityC0000.this.f2;
jArr[i] = jArr[i] | ((long) (flagString.charAt((i * 4) + 2) << 16));
long[] jArr2 = ActivityC0000.this.f2;
jArr2[i] = jArr2[i] | ((long) (flagString.charAt((i * 4) + 1) << '\b'));
long[] jArr3 = ActivityC0000.this.f2;
jArr3[i] = jArr3[i] | ((long) flagString.charAt(i * 4));
}
首先得到的信息是flag的长度必须为48，紧接着是for循环，每次对flag中的4个字符进行如下处理后，放到this.f2[i]中
//等价的python实现
//'\b'<=>8
_value = (((ord(_index_3) << 24) | (ord(_index_2) << 16)) | (ord(_index_1) << 8)) | ord(_index_0)
补充一个信息：
this.f2在ActivityC0000的构造函数中被new了12个元素；this.f0class被初始化，一共12个元素；this.f1被初始化为0
this.f0class = new long[]{40999019, 2789358025L, 656272715, 18374979, 3237618335L, 1762529471, 685548119, 382114257, 1436905469, 2126016673, 3318315423L, 797150821};
this.f2 = new long[12];
this.f1 = 0;
所以对flag初步处理后，我们得到了12个long型数据
第二部分：flag进一步处理
if (((R.m0(ActivityC0000.this.f2[ActivityC0000.this.f1], 4294967296L)[0] % 4294967296L) + 4294967296L) % 4294967296L != ActivityC0000.this.f0class[ActivityC0000.this.f1]) {
textView.setText("❌");
return;
}
代码中用到的递归函数R.m0(a,b)的代码如下：
public static long[] m0(long a, long b) {
if (a == 0) {
return new long[]{0, 1};
}
long[] r = m0(b % a, a);
return new long[]{r[1] - ((b / a) * r[0]), r[0]};
}
首先是把上面flag初步处理后得到的数据this.f2中的一个元素（this.f1作为索引）和4294967296L一起放入递归函数R.m0(a,b)中进行处理，返回一个long型数组，并取其中的第一个元素，接着把这第一个元素做一系列的算术运算，将最终得到的运算结果和this.f0class中的元素（this.f1作为索引）进行对比，如果不相等则验证失败。如果验证成功，则继续第三部分
第三部分：判断flag是否验证完毕
第二部分中的验证，每次只验证1个元素（即验证flag的4个字符），所以需要循环12次才能验证完毕
ActivityC0000.this.f1++;
if (ActivityC0000.this.f1 >= ActivityC0000.this.f2.length) {
textView.setText("🚩");
return;
}
throw new RuntimeException();
this.f1在第二部分作为数组索引，同时在这里也作为循环判断条件，this.f2.length是12，如果循环次数<12，则主动抛出异常，但没有捕获异常，到这里程序就崩了。站在程序设计者的角度来看，抛出异常之后，应该捕获异常，然后继续验证flag。所以我觉得异常应该是被捕获并处理的了，只是可能反编译出来的Java代码有问题，所以直接看smali代码
......
new-instance v8, Ljava/lang/RuntimeException;
invoke-direct {v8}, Ljava/lang/RuntimeException;-><init>()V
throw v8
:goto_2c4
return-void
nop
.array-data 8
0x1
.end array-data
:try_end_2ce
.catch Ljava/lang/Exception; {:try_start_205 .. :try_end_2ce} :catch_11
这是抛出异常throw new RuntimeException();附近的代码，我们发现，异常是被catch_11捕获了的
:catch_11
const/16 v2, 0x31
const/4 v3, 0x0
const/4 v4, 0x3
const/4 v5, 0x2
const/4 v6, 0x1
const/4 v7, 0x4
goto/16 :goto_205
在catch_11处，我们发现又直接跳转到goto_205
:goto_205
:try_start_205
iget-object v3, v1, Lcom/google/ctf/sandbox/ő$1;->val$editText:Landroid/widget/EditText;
invoke-virtual {v3}, Landroid/widget/EditText;->getText()Landroid/text/Editable;
move-result-object v3
invoke-virtual {v3}, Ljava/lang/Object;->toString()Ljava/lang/String;
move-result-object v3
.line 61
.local v3, "flagString":Ljava/lang/String;
invoke-virtual {v3}, Ljava/lang/String;->length()I
move-result v5
我们发现goto_205处的代码正是第一部分：flag初步处理处的代码，所以循环成立，flag的循环验证通过异常来进行循环的
通过上面的分析，可以得出flag的验证流程图如下：
4. flag生成算法
通过分析可知，我们的flag是由12组，每组4个字符组成的。每次循环取其中的4个字符通过一系列的运算，最终得到一个结果并与数组{40999019, 2789358025L, 656272715, 18374979, 3237618335L, 1762529471, 685548119, 382114257, 1436905469, 2126016673, 3318315423L, 797150821}中的元素做比较，一共12次循环。
我采用暴力枚举的方式算出flag，算法如下：
from itertools import permutations
import sys
import time
def m0(a, b):
if a == 0:
return [0, 1]
r = m0(b % a, a)
return [r[1] - ((b // a) * r[0]), r[0]]
def calculate(_index_3, _index_2, _index_1, _index_0):
_value = (((ord(_index_3) << 24) | (ord(_index_2) << 16)) | (ord(_index_1) << 8)) | ord(_index_0)
_value = (m0(_value, 4294967296)[0] % 4294967296 + 4294967296) % 4294967296
sys.stdout.write('[i] Trying key: {}{}{}{}\r'.format(index_0, index_1, index_2, index_3))
sys.stdout.flush()
return _value
magic = [40999019, 2789358025, 656272715, 18374979, 3237618335, 1762529471, 685548119, 382114257, 1436905469,
2126016673, 3318315423, 797150821]
solved = []
flag = ['*'] * 48
possibilities = permutations('ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789!?_{}', 4)
time_begin = time.time()
for p in possibilities:
index_0, index_1, index_2, index_3 = p
value = calculate(index_3, index_2, index_1, index_0)
for m in magic:
if value == m:
flag[magic.index(m) * 4: magic.index(m) * 4 + 4] = index_0, index_1, index_2, index_3
break
sys.stdout.write(' Flag: {} '.format(''.join(flag)))
sys.stdout.flush()
time_end = time.time()
cost_time = time_end - time_begin
print('cost time: ' + str(cost_time // 60) + 'min')
之所以采用ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789!?\_{}作为迭代数，是因为这些是flag中常见的字符
最终得到的flag为CTF{y0u_c4n_k3ep_y0u?_m4gic_1_h4Ue_laser_b3ams!}，说一个小技巧，adb shell input text "CTF{y0u_c4n_k3ep_y0u?_m4gic_1_h4Ue_laser_b3ams!}"可以快速输入字符到编辑框
5. 参考
Google CTF 2020: Android
6. 附件
apk见附件
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发表于 2021-2-5 17:11
|
发表于 2021-2-7 14:14
