MiniVNCTF VSnake WriteUp

MiniVNCTF VSnake

这次来给招新赛出题，想着得有点难度梯度以及区分度，基于其他已经出题的师傅的题目难度，出了这么一道游戏题，难度设为困难。

主要考验选手的综合逆向分析能力，怎么在一个复杂的游戏业务逻辑中分析找到关键函数。由于且只打算考选手对排列爆破的思想，所以三个解密算法均采用标准代码，xxtea只修改了Delta，RC4只修改了Sbox，而AES是完全标准的算法。

分析

游戏业务逻辑大概如下：

最开始初始化了各种游戏全局数值，比如起始方向、坐标、以及三种食物的数据，这边是随机生成三种食物的坐标然后赋值给三种食物的结构体中。

根据代码分析，可以知道食物的结构体大概如下：

struct Food
{
    int x;
    int y;
    int ICON;
};

我们可以在LocalType界面，添加一个结构体，然后将这个全局的食物变量类型进行修改。

最后伪代码就会变得非常清晰。

接下来分析游戏主循环，第一个Draw是单纯的绘制地图和Snake，不做分析。

第二个函数是获取键盘输入，wasd来赋值方向。

第三个函数中是核心逻辑，这边通过刚刚获取的方向，来对全局的坐标进行修改，如果当前坐标超出地图范围则游戏结束，若碰到身体也游戏结束。

这下面是最核心的代码，判断当前蛇头位置是否在其中一个食物的坐标上，则判定吃到食物，进行一次Flag解密，如果返回值不为0则游戏结束，成功，否则重新生成被吃掉的食物。

DecFlag如下，通过吃到的食物编号去对全局的一个数据进行复杂的运算修改，后续进行MD5得到密钥，用于XXTea和AES的解密密钥。

MD5算法可以根据开头的魔数认出。

RC4使用了固定Sbox和多异或了0x12。

XXTea是标准解密算法，仅修改了Delta数值。

AES特征十分好认，并且是完全标准的。

最后解密判断是否为VNCT开头的字符串，判定解密成功。

由于该函数是根据当前吃的食物编号对全局的那个数据进行修改，不同编号的计算方式不同，所以吃的食物编号顺序不同会导致计算的结果不同，也就导致后续进行MD5生成的密钥也不一样，会导致解密失败。

解密思路

复制上述那个根据食物编号计算的函数，实现RC4魔改解密、XXTea解密、AES标准解密代码，其实都可以直接从伪代码中复制出来使用，AES直接引用标准128解密即可。

然后爆破123三种食物的排列顺序，题目描述说明一共需要吃十个食物，也就是解密十次，所以是在限定范围的3种数值的排列组合爆破。

由于是只有三种食物，这边提供的一个简单所有排列的思路是数组实现三进制。

三进制数组爆破

限定一个数组10长度，初始全都是1，代表当前吃的食物全都是第一种食物。

然后每轮循环都对数组第一个数+1，若大于3了，则逐个向后进位。

以下是从最开始到第九轮循环的排列情况，可以参考。

实际就是模仿三进制，来对1-3进行全排列爆破，这样循环到最后全都是3为止就会包含所有的排列情况，然后每轮根据该数组情况进行十次解密，尝试判断解密结果是否为VNCTF开头。

EXP

AES128引用库：AES-128

MD5引用库：MD5

exp.cpp

#include <iostream>
#include <Windows.h>
#include "AES.h"
#include "md5.h"

__int64 __fastcall sub_140002600(DWORD* a1, unsigned int a2)
{
    __int64 result; // rax
    int v3; // [rsp+0h] [rbp-18h]
    int v4; // [rsp+4h] [rbp-14h]

    result = a2;
    switch (a2)
    {
    case 1u:
        v3 = 0x17FBDD80;
        v4 = 0x97;
    LABEL_8:
        a1[1] += v3;
        ++*a1;
        a1[2] = v4 + ((a1[2] >> 2) ^ (32 * a1[2]));
        result = (unsigned int)(a1[2] * v3) ^ a1[2];
        a1[2] = result;
        return result;
    case 2u:
        v3 = 0x97223FFC;
        v4 = 0x1B;
        goto LABEL_8;
    case 3u:
        v3 = 0xBE95BDCE;
        v4 = 0xC2;
        goto LABEL_8;
    }
    return result;
}

unsigned char byte_140007280[256] = {
    0x3F, 0x1E, 0xFC, 0x3D, 0x68, 0x51, 0xF0, 0x20, 0x92, 0x02, 0x9D, 0xAC, 0x54, 0x6E, 0xFB, 0x42,
    0x29, 0xE8, 0x23, 0x2A, 0xD5, 0xA2, 0x3A, 0xC0, 0xD4, 0xBA, 0xB5, 0x84, 0xA6, 0x74, 0x5C, 0x08,
    0xF2, 0x22, 0xA7, 0x41, 0x8B, 0xEB, 0x32, 0x0D, 0x8A, 0x89, 0x46, 0x70, 0x5E, 0xA0, 0xEF, 0x67,
    0x49, 0xD3, 0x18, 0x76, 0xBD, 0xD0, 0x8D, 0x2F, 0xB4, 0x55, 0xC5, 0xC8, 0x36, 0x37, 0x66, 0x04,
    0xD8, 0x01, 0x5A, 0x2E, 0xED, 0x91, 0xFF, 0x15, 0x6C, 0x64, 0x5D, 0x24, 0x72, 0x1A, 0x75, 0x30,
    0x56, 0xBF, 0xB1, 0x73, 0xC7, 0x95, 0x05, 0xB6, 0x52, 0x31, 0xB3, 0x10, 0x2B, 0x6F, 0x43, 0xBB,
    0x62, 0x7C, 0x7B, 0xA3, 0xBE, 0xD9, 0xBC, 0xDC, 0xC9, 0x8F, 0xA4, 0xE3, 0xE7, 0x17, 0x5F, 0xE9,
    0xCA, 0x6D, 0x4E, 0xAE, 0x83, 0x63, 0x82, 0x27, 0x4A, 0x21, 0x71, 0x2C, 0x57, 0x7D, 0xAF, 0x44,
    0x85, 0xC1, 0x47, 0x4B, 0x48, 0xF4, 0xFD, 0x3C, 0xF1, 0x45, 0x1F, 0x5B, 0xB8, 0xA1, 0xC4, 0x79,
    0x53, 0x09, 0xEA, 0xEE, 0x0C, 0xD6, 0x61, 0xC6, 0xAA, 0xB0, 0x69, 0x81, 0xB9, 0x7F, 0xEC, 0x94,
    0xCE, 0xA9, 0x97, 0x3B, 0xDA, 0x8E, 0xE5, 0x86, 0x16, 0x11, 0xAD, 0xD1, 0xD7, 0x40, 0xB2, 0x65,
    0xCB, 0xB7, 0x1C, 0x7A, 0xF6, 0x87, 0xCD, 0x4F, 0x9F, 0xAB, 0x4D, 0x0F, 0x6A, 0xA8, 0xDE, 0xC3,
    0x39, 0x50, 0xFA, 0x35, 0x33, 0x90, 0xDF, 0xF8, 0x25, 0x8C, 0x9C, 0xE0, 0xF7, 0x07, 0xE2, 0x99,
    0x77, 0x00, 0x26, 0x6B, 0x0B, 0x3E, 0x1D, 0xE1, 0x58, 0x38, 0xC2, 0x78, 0x0E, 0x59, 0x93, 0x1B,
    0x88, 0xDD, 0x9B, 0xD2, 0x19, 0x7E, 0xF9, 0xDB, 0xFE, 0x60, 0x13, 0x4C, 0xCC, 0xF3, 0xA5, 0x14,
    0x34, 0x96, 0x80, 0xE6, 0x9A, 0xF5, 0x9E, 0xE4, 0x2D, 0x03, 0x12, 0x0A, 0xCF, 0x98, 0x28, 0x06
};

BYTE* __fastcall Swap(BYTE* a1, BYTE* a2)
{
    BYTE v3; // [rsp+0h] [rbp-18h]

    v3 = *a1;
    *a1 = *a2;
    *a2 = v3;
    return a2;
}

__int64 __fastcall RC4(uint8_t* a1, unsigned int a2)
{
    __int64 result; // rax
    unsigned __int8 v3; // [rsp+20h] [rbp-138h]
    unsigned __int8 v4; // [rsp+21h] [rbp-137h]
    unsigned int i; // [rsp+24h] [rbp-134h]
    BYTE v6[256]; // [rsp+30h] [rbp-128h] BYREF

    v3 = 0;
    v4 = 0;
    memcpy(v6, &byte_140007280, 256);
    for (i = 0; ; ++i)
    {
        result = a2;
        if (i >= a2)
            break;
        v4 = ((unsigned __int8)v6[++v3] + v4) % 256;
        Swap(&v6[v3], &v6[v4]);
        a1[i] ^= v6[(unsigned __int8)(v6[v4] + v6[v3])] ^ 0x12;
    }
    return result;
}

__int64 __fastcall XXTea(int* a1, int a2, int* a3)
{
    int v3; // eax
    __int64 result; // rax
    int i; // [rsp+0h] [rbp-28h]
    unsigned int v6; // [rsp+4h] [rbp-24h]
    unsigned int v7; // [rsp+8h] [rbp-20h]
    unsigned int v8; // [rsp+8h] [rbp-20h]
    unsigned int v9; // [rsp+Ch] [rbp-1Ch]
    int v10; // [rsp+10h] [rbp-18h]
    int v11; // [rsp+18h] [rbp-10h]
    int v12; // [rsp+1Ch] [rbp-Ch]
    int v13; // [rsp+38h] [rbp+10h]

    v13 = -a2;
    v10 = 52 / -a2 + 6;
    v9 = 0x7CB893DC * v10;
    v6 = *a1;
    do
    {
        v11 = (v9 >> 2) & 3;
        for (i = v13 - 1; i; --i)
        {
            v7 = a1[i - 1];
            v3 = a1[i] - (((v7 ^ a3[v11 ^ i & 3]) + (v6 ^ v9)) ^ (((16 * v7) ^ (v6 >> 3)) + ((4 * v6) ^ (v7 >> 5))));
            a1[i] = v3;
            v6 = v3;
        }
        v8 = a1[v13 - 1];
        v12 = *a1 - (((v8 ^ a3[v11]) + (v6 ^ v9)) ^ (((16 * v8) ^ (v6 >> 3)) + ((4 * v6) ^ (v8 >> 5))));
        *a1 = v12;
        v6 = v12;
        v9 -= 0x7CB893DC;
        result = (unsigned int)--v10;
    } while (v10);
    return result;
}

bool Check(int* EatSequence)
{
    uint8_t Enc[]
    { 
        0xFE, 0x67, 0x90, 0x7F, 0x30, 0x3F, 0xAC, 0x1D, 0x4C, 0x95, 0x6C, 0x8F, 0x30, 0xA7, 0x5B, 0x17,
        0x1A, 0x96, 0x91, 0x2F, 0x2F, 0xDD, 0x30, 0x6F, 0xB3, 0xED, 0x10, 0x84, 0x86, 0x39, 0x82, 0xFD 
    };

    DWORD Data_[10]{};

    for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
        // 生成Key
        uint8_t Key[16]{};
        sub_140002600(Data_, EatSequence[i]);
        md5((uint8_t*)(&Data_), 12, Key);

        // 三种解密
        if (EatSequence[i] == 1)
        {
            RC4((uint8_t*)Enc, 32);
        }
        if (EatSequence[i] == 2)
        {
            XXTea((int*)Enc, -8, (int*)Key);
        }
        if (EatSequence[i] == 3)
        {
            aesDecrypt(Key, 16, (uint8_t*)Enc, (uint8_t*)Enc, 32);
        }
    }

    // 判断是否解密成功
    if (memcmp(Enc, "VNCTF", 5) == 0)
    {
        printf("Found: %.32s\n", Enc);
        printf("Eat Sequence: ");
        for (int i = 0; i < 16; i++)
        {
            printf("%d,", EatSequence[i]);
        }
        printf("\n");
        return true;
    }
    return false;
}

int main()
{
    // 初始化全都为1
    int EatSequence[16]{};

    for (int i = 0; i < 16; i++)
    {
        EatSequence[i] = 1;
    }

    // 总次数是3^10
    uint64_t total = pow(3, 10);

    for (uint64_t i = 0; i < total; i++)
    {
        if (Check(EatSequence))
        {
            printf("Finished\n");
            break;
        }

        // 三进制数组加法
        int pos = 0;
        while (pos < 10) 
        {
            EatSequence[pos]++;
            if (EatSequence[pos] > 3)
            {
                EatSequence[pos] = 1;
                pos++;
            }
            else
            {
                break;
            }
        }
    }
    return 0;
}