[原创]2017腾讯游戏安全技术竞赛 Round 2 第二题详细题解
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：
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
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
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：
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/northstarlight/archive/2010/07/04/1771021.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:
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）：
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：
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
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