这次蓝盾杯线上赛遇到了一题类似于NJCTF的CBC翻转攻击的题目，不过题目被改简单了，省去了最开始的Padding Oracle攻击部分，直接给出了初始字符串。
源码如下：
<?php
error_reporting(0);
define("METHOD", "aes-128-cbc");
define("SECRET_KEY", "XXXXX");
$flag = "flag{...}";
session_start();
function get_random_token(){
$random_token='';
for($i=0;$i<16;$i++){
$random_token.=chr(rand(1,255));
}
return $random_token;
}
function get_identity()
{
$defaultID = "heheda";
$token = get_random_token();
$_SESSION['id'] = base64_encode(openssl_encrypt($defaultID, METHOD, SECRET_KEY, OPENSSL_RAW_DATA, $token));
setcookie("token", base64_encode($token));
$_SESSION['isadmin'] = false;
}
function is_admin()
{
if(isset($_SESSION['id'])){
$token = base64_decode($_COOKIE['token']);
if($id = openssl_decrypt(base64_decode($_SESSION['id']), METHOD, SECRET_KEY, OPENSSL_RAW_DATA, $token)){
if($id == "admin")
$_SESSION['isadmin'] = true;
} else {
die("Error!");
}
}
}
if(!isset($_SESSION['id']))
get_identity();
else {
is_admin();
if ($_SESSION["isadmin"]){
echo "You are admin!\n";
die($flag);
}else
echo "You are not admin!\n";
}
?>
先上脚本
import base64 as b64
import binascii
import requests
source_str = 'heheda' + 10 * '\x0a'
target_srt = 'admin' + 11 * '\x0b'
token = 'ooeOFlWe26ZCTl8nVzCd2Q==' #你获得的初始IV的base64encode值
token = list(b64.b64decode(token))
# token[0] = chr(ord('h') ^ ord('a') ^ ord(token[0]))
# print token
# exit()
for x in xrange(0,len(target_srt)):
token[x] = chr(ord(token[x]) ^ ord(target_srt[x]) ^ ord(source_str[x]))
print b64.b64encode(''.join(token))
这里我们可控的只有解密的初始向量IV 下面是介绍这个加密方法的原理：
加密过程
加密过程
- 首先将明文分成每X位一组，位数不足的是用特殊字符填充 ！！！！！！！
X常见的为16位，也有32位
这里要注意，CBC的填充规则是缺少N位，就用 N 个 '\xN'填充，如缺少10位则用 10 个 '\x10'填充 - 然后生成初始向量IV(这里的初始向量如果未特定给出则随机生成)和密钥
- 将初始向量与第一组明文异或生成密文A
- 用密钥加密密文A 得到密文A_1
- 重复3 将密文A_1与第二组明文异或生成密文B
- 重复4 用密钥加密密文B_1
- 重复3-6 直到最后一组明文
- 将IV和加密后的密文拼接在一起，得到最终的密文
解密过程
解密过程
- 首先从最终的密文中提取出IV (IV为加密时指定的X位)
- 将密文分组
- 使用密钥对第一组密文解密得到密文A，然后用IV进行异或得到第一组明文
- 使用密钥对第二组密文解密得到密文B，然后用A与B进行异或得到第二组明文
- 重复3-4 直到最后一组密文
所以根据以上过程，攻击点有两个，一个是初始向量IV，第二个是第N-1个密文。题目利用的是IV攻击的点
下面是攻击过程：
根据解密过程，假设A为明文，B为前一组密文，C为密文经过密钥解密之后的字符串：
$A = Plaintext[0] = 11 ;
$B = Ciphertext[0] = 13 ;
$C = Decrypt(Ciphertext)[0] = 6 ;
解密过程中我们是用 C与B 异或得到A， 即 C ^ B = A
题目这里只需要我们更改第一组明文的信息，所以我们只需要简单更改IV即可，
即有以下过程：
$A = Plaintext[0] = 'h' ;
$B = IV[0] = 可控;
$C = Decrypt(Ciphertext)[0] = ?;
//所以我们需要伪造一个新的IV向量，使得$C ^ New_IV = 我们需要的明文
//因为有
$C ^ Old_IV = Source_str
//所以
$C = Old_IV ^ Source_str
//并且我们还需要
$C ^ New_IV = Target_str
//即
$C = New_IV ^ Target_str
//所以
Old_IV ^ Source_str = New_IV ^ Target_str
//所以
New_IV = Old_IV ^ Source_str ^ Target_str
下面是密文攻击的点
假如已知异或之后的第N-1组密文(Decrypt之后的密文)，我们就可以通过字节翻转改变第N组明文
数学原理和前面一种攻击点类似
下面假设我们要更改第3组明文$Old_pt[1]为第2组明文，$Old_ct[1]为第2组密文，$Old_ct[2]为第3组密文
$Plaintext = [
'comment1=wowsuch',
'%20CBC;userdata=',
'*admin=true;come',
'nt2=%20suchsafe%',
'20very%20encrypt',
'wowww'
];//我们要使$Plaintext[2]中的*变成;
//密文全部已知并可控
$Old_pt[1] = Plaintext[1] = '%20CBC;userdata=';
$Old_ct[1] = Decrypt(Ciphertext)[1] = 已知 并且我们攻击的点在这;
$Old_ct[2] = Decrypt(Ciphertext)[2] = 已知;
//所以我们需要伪造一个新的第2组密文，使得$Old_ct[2] ^ $New_ct[1] = 我们需要的明文
//因为有
$Old_ct[1] ^ $Old_ct[2] = $Old_pt[2];
//所以
$Old_ct[2] = $Old_ct[1] ^ $Old_pt[2];
//并且还已知
$New_ct[1] ^ $Old_ct[2] = $New_pt[2];
//即
$Old_ct[2] = $New_ct[1] ^ $New_pt[2];
//所以
$Old_ct[1] ^ $Old_pt[2] = $New_ct[1] ^ $New_pt[2];
//所以
$New_ct[1] = $Old_ct[1] ^ $Old_pt[2] ^ $New_pt[2];
暂时不知道有啥特别用处的数学背景
$C ^ $C = 0; // <====一式 （任何数和自己异或都为0）
//又因为
$A = $B ^ $C;
//所以有
$C = $A ^ $B;
//所以一式又可以写成
$A ^ $B ^ $C = 0;
//又因为任何数和0异或都为自身，所以有
$A ^ $B ^ $C ^ 3 = 3;
作者水平有限 如有错误请指出 Orz
参考文章 : http://www.ifuryst.com/archives/CBC_bitflipping_attacks.html
