nullcon HackIM2020 write up
nullcon HackIM 2020 に参加しました！
(team: team_Yamasan)
某CTFをやってみよう会にて参加しました。
普段は一人参加だったので、チームでやるのが新鮮で面白かったです。
合計476点を獲得し、最終結果は119位でした。
以下解けた問題のwrite up
RockPaperScissors
じゃんけんをして20連勝すればいい
3^20分の1を当てるのはスマートでは無い
相手はコミットメントを生成し、勝負の前に表示してくれるので、コミットメントから出す手を推測できれば勝ちである
コミットメントは以下のように作られる（AESっぽい感じ）
sbox = [221, 229, 120, 8, 119, 143, 33, 79, 22, 93, 239, 118, 130, 12, 63, 207, 90, 240, 199, 20, 181, 4, 139, 98, 78, 32, 94, 108, 100, 223, 1, 173, 220, 238, 217, 152, 62, 121, 117, 132, 2, 55, 125, 6, 34, 201, 254, 0, 228, 48, 250, 193, 147, 248, 89, 127, 174, 210, 57, 38, 216, 225, 43, 15, 142, 66, 70, 177, 237, 169, 67, 192, 30, 236, 131, 158, 136, 159, 9, 148, 103, 179, 141, 11, 46, 234, 36, 18, 191, 52, 231, 23, 88, 145, 101, 17, 74, 44, 122, 75, 235, 175, 54, 40, 27, 109, 73, 202, 129, 215, 83, 186, 7, 163, 29, 115, 243, 13, 105, 184, 68, 124, 189, 39, 140, 138, 165, 219, 161, 150, 59, 233, 208, 226, 176, 144, 113, 146, 19, 224, 111, 126, 222, 178, 47, 252, 99, 87, 134, 249, 69, 198, 164, 203, 194, 170, 26, 137, 204, 157, 180, 168, 162, 56, 81, 253, 213, 45, 21, 58, 24, 171, 37, 82, 53, 50, 84, 196, 232, 242, 244, 64, 80, 10, 114, 212, 187, 205, 28, 51, 182, 16, 107, 245, 211, 85, 92, 195, 5, 197, 200, 31, 183, 61, 123, 86, 167, 154, 41, 151, 35, 247, 246, 153, 95, 206, 149, 76, 112, 71, 230, 106, 188, 172, 241, 72, 156, 49, 14, 214, 155, 110, 102, 116, 128, 160, 135, 104, 77, 91, 190, 60, 42, 185, 96, 97, 251, 218, 133, 209, 65, 227, 3, 166, 255, 25]
p = [5, 9, 1, 8, 3, 11, 0, 12, 7, 4, 14, 13, 10, 15, 6, 2]
round = 16
def gen_commitments():
secret = bytearray(Random.get_random_bytes(16))
rc = hash(secret + b"r")
pc = hash(secret + b"p")
sc = hash(secret + b"s")
secret = hex(bytes_to_int(secret))[2:]
rps = [("r", rc), ("p", pc), ("s", sc)]
print(rps)
random.shuffle(rps)
return secret, rps
def hash(data):
state = bytearray([208, 151, 71, 15, 101, 206, 50, 225, 223, 14, 14, 106, 22, 40, 20, 2])
data = pad(data, 16)
print(data)
data = group(data)
print(data)
for roundkey in data:
print("roundkey", roundkey)
for _ in range(round):
state = repeated_xor(state, roundkey)
for i in range(len(state)):
state[i] = sbox[state[i]]
temp = bytearray(16)
for i in range(len(state)):
temp[p[i]] = state[i]
state = temp
print("state", state)
return hex(bytes_to_int(state))[2:]
概要をざっくり説明すると、gen_commitmentsではsecretをまず生成し、それにそれぞれの手を足したものをhashに投げている
hashでは入力をパディングし、分割し、パーツごとにXOR, 置換などのAESっぽい処理をする
例えばパーの場合はb'/\xdcF\xcd1x\xa9\x02%\x12\xba\x81\x17\xff$^と
b'p\x0f\x0f\x0f\x0f\x0f\x0f\x0f\x0f\x0f\x0f\x0f\x0f\x0f\x0f\x0f'に分けられる
2つ目のパーツの先頭1バイトがp,r,cのいずれかになることを利用する
hashには乱数を使った処理が無いので、逆算が可能である
得られるコミットメントにたいしてhashと逆の処理を施してあげれば、元の入力を求められるはずである
以下のような関数を作る
def dec_hash(old_state_list):
roundkey_list = [bytearray(b'r\x0f\x0f\x0f\x0f\x0f\x0f\x0f\x0f\x0f\x0f\x0f\x0f\x0f\x0f\x0f'),
bytearray(b'p\x0f\x0f\x0f\x0f\x0f\x0f\x0f\x0f\x0f\x0f\x0f\x0f\x0f\x0f\x0f'),
bytearray(b's\x0f\x0f\x0f\x0f\x0f\x0f\x0f\x0f\x0f\x0f\x0f\x0f\x0f\x0f\x0f')
]
total_state_list = []
for old_state in old_state_list:
new_state_list = []
for roundkey in roundkey_list:
state = int_to_bytes(old_state)
temp = [0] * len(state)
for i in range(len(state)):
temp[i] = state[p[i]]
for i in range(len(state)):
temp[i] = sbox.index(temp[i])
new_state = repeated_xor(temp, roundkey)
new_state_list.append(new_state[0])
total_state_list.append(new_state_list)
return total_state_list
復号結果は以下のようになる
[
[bytearray(b'#\xb6\xcb\xa6\x850!\xedr\x15\x1c>\x89\xe7Ch'),
bytearray(b'!\xb6\xcb\xa6\x850!\xedr\x15\x1c>\x89\xe7Ch'),
bytearray(b'"\xb6\xcb\xa6\x850!\xedr\x15\x1c>\x89\xe7Ch')],
[bytearray(b' W\x05\xa4\xdc\xfa\xdf\xe6\x90dJM\xb2\x10Et'),
bytearray(b'"W\x05\xa4\xdc\xfa\xdf\xe6\x90dJM\xb2\x10Et'),
bytearray(b'!W\x05\xa4\xdc\xfa\xdf\xe6\x90dJM\xb2\x10Et')],
[bytearray(b'"8\xa1\x9f\n\xe4\xbfu\xf26\xd7\xdd\xf6\x816\xf0'),
bytearray(b' 8\xa1\x9f\n\xe4\xbfu\xf26\xd7\xdd\xf6\x816\xf0'),
bytearray(b'#8\xa1\x9f\n\xe4\xbfu\xf26\xd7\xdd\xf6\x816\xf0')]]
３つのコミットメントをr,p,cのそれぞれで復号してみたもの
すると復号結果の1バイト目が一致することが分かる（上の例ではb'"'）
これが一致しているものが正解である
上の例では上からチョキ、グー、パーとなる
（なぜ1バイト目しか一致しないのかは分かりませんでした）
後はコミットメントを読み取り、復号し、出す手を決めて送るプログラムをつくる
from pwn import *
import time
from Crypto import Random
from Crypto.Random import random
from Crypto.Util.number import *
sbox = [221, 229, 120, 8, 119, 143, 33, 79, 22, 93, 239, 118, 130, 12, 63, 207, 90, 240, 199, 20, 181, 4, 139, 98, 78, 32, 94, 108, 100, 223, 1, 173, 220, 238, 217, 152, 62, 121, 117, 132, 2, 55, 125, 6, 34, 201, 254, 0, 228, 48, 250, 193, 147, 248, 89, 127, 174, 210, 57, 38, 216, 225, 43, 15, 142, 66, 70, 177, 237, 169, 67, 192, 30, 236, 131, 158, 136, 159, 9, 148, 103, 179, 141, 11, 46, 234, 36, 18, 191, 52, 231, 23, 88, 145, 101, 17, 74, 44, 122, 75, 235, 175, 54, 40, 27, 109, 73, 202, 129, 215, 83, 186, 7, 163, 29, 115, 243, 13, 105, 184, 68, 124, 189, 39, 140, 138, 165, 219, 161, 150, 59, 233, 208, 226, 176, 144, 113, 146, 19, 224, 111, 126, 222, 178, 47, 252, 99, 87, 134, 249, 69, 198, 164, 203, 194, 170, 26, 137, 204, 157, 180, 168, 162, 56, 81, 253, 213, 45, 21, 58, 24, 171, 37, 82, 53, 50, 84, 196, 232, 242, 244, 64, 80, 10, 114, 212, 187, 205, 28, 51, 182, 16, 107, 245, 211, 85, 92, 195, 5, 197, 200, 31, 183, 61, 123, 86, 167, 154, 41, 151, 35, 247, 246, 153, 95, 206, 149, 76, 112, 71, 230, 106, 188, 172, 241, 72, 156, 49, 14, 214, 155, 110, 102, 116, 128, 160, 135, 104, 77, 91, 190, 60, 42, 185, 96, 97, 251, 218, 133, 209, 65, 227, 3, 166, 255, 25]
p = [5, 9, 1, 8, 3, 11, 0, 12, 7, 4, 14, 13, 10, 15, 6, 2]
round = 16
def pad(data, size = 16):
pad_byte = (size - len(data) % size) % size
data = data + bytearray([pad_byte]) * pad_byte
return data
def repeated_xor(p, k):
return bytearray([p[i] ^ k[i % len(k)] for i in range(len(p))])
def bytes_to_int(xbytes):
return bytes_to_long(xbytes)
def int_to_bytes(x):
return long_to_bytes(x, 16)
def group(input, size = 16):
return [input[i * size: (i + 1) * size] for i in range(len(input) // size)]
def dec_hash(old_state_list):
roundkey_list = [bytearray(b'r\x0f\x0f\x0f\x0f\x0f\x0f\x0f\x0f\x0f\x0f\x0f\x0f\x0f\x0f\x0f'),
bytearray(b'p\x0f\x0f\x0f\x0f\x0f\x0f\x0f\x0f\x0f\x0f\x0f\x0f\x0f\x0f\x0f'),
bytearray(b's\x0f\x0f\x0f\x0f\x0f\x0f\x0f\x0f\x0f\x0f\x0f\x0f\x0f\x0f\x0f')
]
total_state_list = []
for old_state in old_state_list:
new_state_list = []
for roundkey in roundkey_list:
state = int_to_bytes(old_state)
temp = [0] * len(state)
for i in range(len(state)):
temp[i] = state[p[i]]
for i in range(len(state)):
temp[i] = sbox.index(temp[i])
new_state = repeated_xor(temp, roundkey)
new_state_list.append(new_state[0])
total_state_list.append(new_state_list)
return total_state_list
def my_hand(total_state_list):
s1, s2, s3 = map(lambda state: set(state), total_state_list)
dup = s1 & s2 & s3
dup = list(dup)[0]
if total_state_list[0].index(dup) == 0:
return b'p'
elif total_state_list[0].index(dup) == 1:
return b's'
elif total_state_list[0].index(dup) == 2:
return b'r'
io = remote('crypto1.ctf.nullcon.net', 5000)
recv_data = io.recv(1024)
for i in range(20):
state_list = [recv_data.split(b' ')[-4], recv_data.split(b' ')[-3], recv_data.split(b' ')[-2][:-5]]
# print(state_list)
dec_list = dec_hash(list(map(lambda s: int(s, 16), state_list)))
print(my_hand(dec_list))
io.sendline(my_hand(dec_list))
recv_data = io.recv(1024)
print(recv_data)
io.interactive()
フラグゲット
hackim20{b4d_pr1mitiv3_beats_all!1!_7f65}
Zelda1
正式な問題名は忘れた。
Unity製のゼルダっぽいゲームが配布される
敵を倒すのが目的だが、敵に接触してもお互いノックバックするだけ
スペースキーで剣を振れるが、当てても接触したときと同じ
dnSpyというソフトを使って解析する
Unity製のゲームはC#で書かれており、
そのソースコードはManaged/Assembly-CSharp.dllを解析することで確認できる。
敵を倒すアプローチは、こちらの攻撃力を上げる方法と敵のHPをゼロにする方法などが考えられるが、 今回は後者のチートを試みる。
敵のHPに関係しそうなメソッドを見てみる
EnemyクラスにTakeDamageという関数がある
private void TakeDamage(float damage)
{
this.health -= damage;
if (this.health <= 0f)
{
base.StartCoroutine(this.ShowSome());
base.gameObject.SetActive(false);
}
}
どうやらthis.health <= 0fをtrueにすれば倒せそうだ
というわけで判定文を以下のようにいじる
private void TakeDamage(float damage)
{
this.health -= damage;
if (this.health <= 999999f)
{
base.StartCoroutine(this.ShowSome());
base.gameObject.SetActive(false);
}
}
ゲームを実行してみる
敵に接触した瞬間に敵が消え、画面上部にフラグが現れる
Flag: REVOLUTIONSTARTSWITHME
Zelda2
先ほどと同じゲームにフラグが隠されている
今回は通常は入れない池の中に侵入するのが目的
またdnSpyというソフトを使って解析する
どこを変更すればいいか分からなかったので「Unity 障害物 すり抜け」などのキーワードでググる
こんなページが見つかった
どうやらDynamicではなくKinematicという設定にすれば良いらしい
kinematicで検索するとisKinematicというメソッドが見つかる
(検索オプションのMatch Any Search Itemにチェックを入れること！)
public bool isKinematic
{
get
{
return this.bodyType == RigidbodyType2D.Kinematic;
}
set
{
this.bodyType = ((!value) ? RigidbodyType2D.Dynamic : RigidbodyType2D.Kinematic);
}
}
Kinematicにするかどうかを決めているらしい
常時Kinematicにするために、setを変更する
public bool isKinematic
{
get
{
return this.bodyType == RigidbodyType2D.Kinematic;
}
set
{
this.bodyType = RigidbodyType2D.Kinematic;
}
}
ゲームを実行してみる
池に入ると、フラグが書かれたエリアにワープする
FLAG IS BENDTHERULES42PIRATE
Zelda3
先ほどと同じゲームにフラグが隠されている
今回はゲームエリアの端っこに行くのが目的
またdnSpyというソフトを使って解析する
先ほどのチートで障害物をすり抜けることはできたので、今度は移動スピードを上げることを考える
移動スピードは以下のメソッドで計算される
private void MoveCharacter()
{
this.change.Normalize();
this.myRigidbody.MovePosition(base.transform.position + this.change * this.speed * Time.deltaTime);
}
this.change * this.speed * Time.deltaTimeが移動量を表している（速さx時間）
ここで、以下のように変更してみる
private void MoveCharacter()
{
this.change.Normalize();
this.myRigidbody.MovePosition(base.transform.position + this.change);
}
ゲームを実行してみる
某漫画にでてくる瞬歩みたいな挙動になる（おそらくthis.speed * Time.deltaTimeが１以下の小さな値になるため）
池があるエリアの右上からジャングルに入る
さらに右上に進むとフラグがある
EXPLORERFORLIFE
感想
難しかったです。 ほぼ丸一日かけたのにあまり解けませんでした。 もっと精進します。