NCTF2023 逆向题目ezVM 题解

逆向病毒分析 4个月前 admin

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在NCTF2023的题目中出现了一道VM类型的题目，针对该题本人采用Frida对程序进行插桩，利用侧信道攻击的方法爆破出flag。

题目分析

首先分析该程序，是一个64bit的程序，并且加了UPX壳使用 -d 自动脱壳即可。

然后将程序放入IDA中逆向分析。

NCTF2023 逆向题目ezVM 题解

比较传统的读取操作码以及操作数，根据不同操作码模拟不同的虚拟指令。

NCTF2023 逆向题目ezVM 题解

在0xFB处程序利用putchar输出回显信息。

NCTF2023 逆向题目ezVM 题解

运行程序后，程序也会提示flag的格式以及长度。

传统思路

传统思路的话肯定是利用IDApython或者手撕出所有模拟的代码，然后进行逆向分析求解。当然这种方法适合逆向功底比较深厚的选手！

侧信道攻击

但是由于这种自设计的虚拟机模拟的局限性以及作者对选手的关爱，加密算法一般都是单字符加密的。

单字符加密的话由于密文空间很小（一般都是从printable的表中枚举），将可能的字符经过正向的加密，然后与密文进行比较来判断是否为正确的字符。所以针对这个题目可以采取爆破的方法，不断枚举flag的每一位字符，然后通过运行结果来判断加密后的单字符是否正确。

NCTF2023 逆向题目ezVM 题解

咱们应该可以理解当flag字符串正确的位数越多的时候，程序在运行时经过Opcode分发那一块的汇编指令的次数也越多，因此可以在Opcode分发的位置进行插桩，从而将程序判断的结果通过插桩的次数来展现出来，通过这种侧信道的方式来将程序的比较结果展现出来。

Frida注入

这里本人采用了Frida这样一款工具，对程序进行一个模拟的插桩。

注入的Frida脚本如下：

var number = 0
function main()
{
    var base =  Module.findBaseAddress("ezVM.exe")
    //获取目标进程的基地址 
    //console.log("inject success!!!")
    //console.log("base:",base)
    if(base){
        Interceptor.attach(base.add(0x1044), {
    
                onEnter: function(args) {
     
                   //console.log("number",number)
                    number+=1
                    //进行插桩 每当程序运行到这里 number+=1
                    
                }

            });

            Interceptor.attach(base.add(0x0113f), {
                onEnter: function(args) {
                    
                    console.log("end!",number)
                    //send(number)
                    //当程序执行结束后把结果发送个消息处理函数
                }

            });
    }
}
setImmediate(main);

其中hook的两个位置分别为opcode分发和putchar的位置。

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测试一下可以采用如下的命令向进程中注入脚本：

frida -l h00k.js -n ezVM.exe

NCTF2023 逆向题目ezVM 题解

当输入的flag不符合标准flag形式的时候（图中测试字符串长度为43），可以都看到返回结果为341。

NCTF2023 逆向题目ezVM 题解

如果符合格式的话可以看到返回结果已经很大。

dang

NCTF2023 逆向题目ezVM 题解

当第一位是正确字符的时候可以看到返回值更大了。

构建自动化测试脚本

通过刚才的思路可以知道该方法理论是可行的，但是一个个手动尝试时间复杂度也是很难得，所以需要写自动化脚本来代替手工操作。

首先要利用python实现进程的创建(利用subprocess库)，

然后使用相关的Frida API实现注入frida脚本。

# -*- coding: UTF-8 -*-
import subprocess
import win32api
import win32con
def start_suspended_process(proc_name):
    creation_flags = 0x14
    process = subprocess.Popen(proc_name, creationflags=creation_flags)
    print("子进程已启动并挂起")
    return process.pid
import ctypes
def resume_process(pid):
    try:
        kernel32 = ctypes.WinDLL('kernel32', use_last_error=True)
        kernel32.DebugActiveProcess(pid)
        print(f"进程 {pid} 已恢复.")
    except OSError as e:
        print(f"恢复进程时发生错误: {str(e)}")

printable = "`!"#$%&'()*+,-./:;<=>?@[]^_{|}~0123456789abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ"
#以`开头是因为flag中极大概率不会出现该字符 所以该字符作为一个检验的标准

import frida, sys
number = 102741
number =103833
new_number = 0
def is_right():
    global new_number,number
    if new_number > number:
        number = new_number
        return True
    else:
        return False
        
def on_message(message, data):
    global new_number
    if message['type'] == 'send':
        print("[*] {0}".format(message['payload']))
        new_number = message['payload']
        # val = int(message['payload'], 16)
        # script.post({'type': 'input', 'payload': str(val * 2)})
    elif message['type'] == "error":
        print(message["description"])
        print(message["stack"])
        print(message["fileName"],"line:",message["lineNumber"],"colum:",message["columnNumber"])
    else:
        print(message)
pass
jscode = open("h00k.js","rb").read().decode()
import subprocess
# 44 -6 = 38  5--42
flag = "flag{O" 

for index in range(len(flag),44):
    for i in printable:
        process = subprocess.Popen("ezVm.exe", 
                                stdin=subprocess.PIPE, 
                                stdout=subprocess.PIPE,
                                stderr=subprocess.PIPE,
                                universal_newlines=True)
        tmp_flag = (flag+i).ljust(43,"A")+"}"
        print(tmp_flag)
        print("try index:",index ,"chr :",i)
        
        
        session = frida.attach("ezVM.exe")
        # 在目标进程里创建脚本
        script = session.create_script(jscode)
        # 注册消息回调 
        script.on('message', on_message)
        #print('[*] Start attach')
        # 加载创建好的javascript脚本
        script.load()

        process.stdin.write(tmp_flag)

        output, error = process.communicate()
        if(i == '`'):
            number = new_number
        
        elif(is_right() == True):
            flag  +=i
            print(flag)
            break
        process.terminate()
        

    #打印输出结果
    # print('Output:', output.strip())
    # 打印错误信息（如果有）
    # if error:
    #     print('Error:', error.strip())

    #sys.stdin.read()

然后js脚本中利用send函数向主控的python发送数据。

NCTF2023 逆向题目ezVM 题解

运行效果

NCTF2023 逆向题目ezVM 题解

可以看到成功爆破出索引为6位置字符为1 (插桩数增大)。

按照这个思路，跑大概两三个小时？最后可以得到42位正确的flag。

缺失最后一位，再写脚本爆破一下该字符就可以到的最后flag。

import subprocess

# 创建进程并执行命令

flag = 'flag{O1SC_VM_1s_h4rd_to_r3v3rs3_#a78abffaa }'

for i in range(32,128):
    process = subprocess.Popen("ezVm.exe", 
                           stdin=subprocess.PIPE, 
                           stdout=subprocess.PIPE,
                           stderr=subprocess.PIPE,
                           universal_newlines=True)
    input_data = flag.replace(" ",chr(i))
    process.stdin.write(input_data)
    #process.stdin.flush()  # 刷新输入缓冲区
    print(input_data)

    # 读取进程的输出
    output, error = process.communicate()

    # 打印输出结果
    if ("Invalid" not in output.strip()):
        print('Output:', output.strip())

    # 打印错误信息（如果有）
    if error:
        print('Error:', error.strip())
    process.terminate()