リハビリCTF②

CTFのリハビリで常設CTFの簡単な問題を少しずつ解いていこうと思います。

PicoCTF Forensic

Hidden in plainsight (Easy)

以下問題文

hereをクリックすると「img.jpg」がダウンロードできた。

問題文的にもこのjpegファイルの解析っぽい。

一回img.jpgを開いてみる。

普通の画像っぽい。特段変なところはなさそう・

例のごとく、fileコマンドで確認。

┌──(kali㉿kali)-[~/Desktop]
└─$ file img.jpg
img.jpg: JPEG image data, JFIF standard 1.01, aspect ratio, density 1x1, segment length 16, comment: "c3RlZ2hpZGU6Y0VGNmVuZHZjbVE9", baseline, precision 8, 640x640, components 3

fileコマンドでは普通のjpegと判断されている模様。

stringsコマンドで何か見つからないか確認してみる。

┌──(kali㉿kali)-[~/Desktop]
└─$ strings img.jpg 
JFIF
c3RlZ2hpZGU6Y0VGNmVuZHZjbVE9
 $.' ",#
(7),01444
'9=82<.342
!22222222222222222222222222222222222222222222222222
$3br
%&'()*456789:CDEFGHIJSTUVWXYZcdefghijstuvwxyz
        #3R
&'()*56789:CDEFGHIJSTUVWXYZcdefghijstuvwxyz
koZ9
cPp]
;3/BNq]
stU*
,A V
<jZ9sb]bW
^;"(
F#dgg
kvQ"/@
g"(c
Q{k9

(略)

下まで見たが、読めそうな文字列はなし。

問題文から、縦読みでフラグがあるかと思ったがそれもなし。

exifを確認してみる。

https://image-convert.cman.jp/imgInfo/ より・

コメントに「c3RlZ2hpZGU6Y0VGNmVuZHZjbVE9」の文字列。

stringsコマンドの先頭あたりに出てきたものと一緒。

文字列の最後に「=」がないため、base64ではない？と思いつつ、デコードしてみる。

おなじみCyberChefより

gchq.github.io

Outputに「steghide:cEF6endvcmQ=」の文字列が。

左側が文字列になっているのに対して、右側がbase64の形？

もう一度base64でデコード。

「pAzzword」の文字列が出てきた。

合わせると「steghide:pAzzword」

これがフラグかと思い、picoCTFの形に合わせて登録してみるが、失敗。

もう一段階ありそう。

その後、ステガノグラフィ系のWebツールを試してみるも、特に進展なし。

ステガノグラフィ系で色々検索をしてみると、どうやらSteghideというコマンドがあるらしい。

qiita.com

使ってみる。

┌──(kali㉿kali)-[~/Desktop]
└─$ sudo apt install steghide    
[sudo] password for kali: 
The following packages were automatically installed and are no longer required:
  libarmadillo12     libnetcdf19t64         python3-gpg
  libblosc2-3        libpython3.11-dev      python3-lib2to3
  libcephfs2         libpython3.11-minimal  python3.11
  libgdal34t64       libpython3.11-stdlib   python3.11-dev
  libhdf5-103-1t64   libpython3.11t64       python3.11-minimal
  libhdf5-hl-100t64  libqt5sensors5         samba-vfs-modules
  liblbfgsb0         libsuperlu6
Use 'sudo apt autoremove' to remove them.

(略)

Qiitaの記事をもとに、隠しファイルを解凍してみる。解凍するのにパスワードが必要ということで、「pAzzword」がパスワード？と予想。

┌──(kali㉿kali)-[~/Desktop]
└─$ steghide extract -sf img.jpg -p pAzzword
wrote extracted data to "flag.txt".

以下、steghideのオプション説明

extract:埋め込んだファイルを取り出す

-sf:埋め込んだファイル

-p:パスワード

「flag.txt」という単語が出てきた。

┌──(kali㉿kali)-[~/Desktop]
└─$ ls
 flag.txt
 img.jpg

flag.txtの中身をcatしてあげるとフラグがありました。

※フラグの掲載は省略します。

~~余談~~

Steghideについて少し調べてみた

公式サイトはこれ？

https://steghide.com/

画像や音声などに情報を隠すツールらしい。

サイト内Q&A

Q. Steghide はどのファイル形式をサポートしていますか?

A. JPEG、BMP（画像）、WAV、AU（オーディオ）に対応しています。

⇒ PNGやMP3などには対応していない模様

リハビリCTF①

CTFのリハビリで常設CTFの簡単な問題を少しずつ解いていこうと思います。

PicoCTF Forensic

Riddle Registry (Easy)

以下問題文

PDFファイルが渡され、中身を確認すると一部の文章が黒塗りになっています。

最初の方針としては、この黒塗りの部分を読み取れればフラグゲットで考えていました。

黒塗りの部分がコピペ&貼り付けで文字が確認できたので、確認してみるとどうやらフラグの文字列はなさそう。

一旦ファイル形式とstringsでフラグが直接埋め込まれていないか確認します。

┌──(kali㉿kali)-[~/Desktop]
└─$ file confidential.pdf               
confidential.pdf: PDF document, version 1.7, 1 page(s)

普通のPDFっぽい。

┌──(kali㉿kali)-[~/Desktop]
└─$ strings confidential.pdf | grep pico
                                                                             
┌──(kali㉿kali)-[~/Desktop]
└─$ strings confidential.pdf | grep CTF 

stringsでもフラグはヒットせず。

うーん。怪しいところでいえば、PDFフォーマットの任意のデータが入れられる場所に入っているとか？

PDFフォーマットがよくわからないので、一旦メタデータを確認。

調べるとメタデータはAdobe Acrobatから確認できるらしい。

「文章のプロパティ」からメータデータを確認すると、「作成者」のところに怪しいデータを発見。文字列的にbase64？

デコードしてみる。

当たりでした。

※フラグは伏せることにします。

SECCON Beginners CTF 2023 Writeup (ctf4b)

2023年6月3日(土)～4日(日)に開催されたSECCON Beginners CTF 2023のWriteupを書いていきます。
自分が解いた分野はReversingです。

Reversingの問題について

Reversingの問題は全部で5問ありました。

• Half(beginner)
• Three(easy)
• Poker(medium)
• Leak(medium)
• Heaven(hard)

この中で自分が解けたのはPoker(medium)まででした。
続いて問題の解き方を書きます。

Half(begginer)

Halfの問題文は

バイナリファイルってなんのファイルなのか調べてみよう！
あとこのファイルってどうやって中身を見るんだろう...？

というものでした。
ファイルとしてはHalf.tar.gzが与えられています。

まずはtar.gzファイルを展開しましょう。

tar -zxvf Half.tar.gz

展開をして中身を確認すると、halfというファイルがありました。
これだけでは何のファイルかわからないため、fileコマンドで何のファイルか確認します。

file half

すると実行結果が

half: ELF 64-bit LSB pie executable, x86-64, version 1 (SYSV), dynamically linked, interpreter /lib64/ld-linux-x86-64.so.2, BuildID[sha1]=e2b1484a1db68e68d01130084882316fb34d86ad, for GNU/Linux 3.2.0, not stripped

と返ってきました。この結果からこのファイルが64ビットELFファイル形式の実行ファイルであることがわかりました。
実行してみてもいいのですが、revのbegginer問題なのでStringsコマンドでフラグがないか見てみます。

strings half

実行結果が

/lib64/ld-linux-x86-64.so.2
libc.so.6
strncmp
__isoc99_scanf
puts
printf
strlen
__cxa_finalize
strcmp
__libc_start_main
GLIBC_2.7
GLIBC_2.2.5
_ITM_deregisterTMCloneTable
__gmon_start__
_ITM_registerTMCloneTable
u+UH
[]A\A]A^A_
Enter the FLAG: 
%99s%*[^
Invalid FLAG
ctf4b{ge4_t0_kn0w_the
_bin4ry_fi1e_with_s4ring3}
Correct!
:*3$"
GCC: (Ubuntu 9.4.0-1ubuntu1~20.04.1) 9.4.0
crtstuff.c
deregister_tm_clones
__do_global_dtors_aux
completed.8061
__do_global_dtors_aux_fini_array_entry
frame_dummy
__frame_dummy_init_array_entry
main.c
__FRAME_END__
__init_array_end
_DYNAMIC
__init_array_start
__GNU_EH_FRAME_HDR
_GLOBAL_OFFSET_TABLE_
__libc_csu_fini
strncmp@@GLIBC_2.2.5
_ITM_deregisterTMCloneTable
puts@@GLIBC_2.2.5
_edata
strlen@@GLIBC_2.2.5
printf@@GLIBC_2.2.5
__libc_start_main@@GLIBC_2.2.5
__data_start
strcmp@@GLIBC_2.2.5
__gmon_start__
__dso_handle
_IO_stdin_used
__libc_csu_init
__bss_start
main
__isoc99_scanf@@GLIBC_2.7
__TMC_END__
_ITM_registerTMCloneTable
__cxa_finalize@@GLIBC_2.2.5
.symtab
.strtab
.shstrtab
.interp
.note.gnu.property
.note.gnu.build-id
.note.ABI-tag
.gnu.hash
.dynsym
.dynstr
.gnu.version
.gnu.version_r
.rela.dyn
.rela.plt
.init
.plt.got
.plt.sec
.text
.fini
.rodata
.eh_frame_hdr
.eh_frame
.init_array
.fini_array
.dynamic
.data
.bss
.comment

となり、ctf4b{ge4_t0_kn0w_theと_bin4ry_fi1e_with_s4ring3}を合わせるとフラグの形になりそうです。

ctf4b{ge4_t0_kn0w_the_bin4ry_fi1e_with_s4ring3}

Three(easy)

次はThreeです。問題文は以下の通りです。

このファイル、中身をちょっと見ただけではフラグは分からないみたい！
バイナリファイルを解析する、専門のツールとか必要かな？

ファイルはThree.tar.gzが与えられています。

まずは先程と同じでtar.gzファイルを展開して、fileコマンドで何のファイルか確認します。

three: ELF 64-bit LSB pie executable, x86-64, version 1 (SYSV), dynamically linked, interpreter /lib64/ld-linux-x86-64.so.2, BuildID[sha1]=5f0a7f4053ff33a4a013bbe5c58ea4dc2973ed54, for GNU/Linux 3.2.0, not stripped

これも先程と同じで実行ファイルのようです。今回はとりあえず実行してみましょう。
実行してみると

Enter the FLAG:

のようにフラグの入力を求められるだけでした。このことから入力で何かするわけでなく、解析するファイルの中にフラグがあるということが推測できます。
一応stringsコマンドで可読できる文字列を見てみましょう。

/lib64/ld-linux-x86-64.so.2
libc.so.6
__isoc99_scanf
puts
printf
strlen
__cxa_finalize
__libc_start_main
GLIBC_2.7
GLIBC_2.2.5
_ITM_deregisterTMCloneTable
__gmon_start__
_ITM_registerTMCloneTable
u+UH
VUUUH
VUUUH
VUUUH
VUUUH
VUUUH
[]A\A]A^A_
Invalid FLAG
Correct!
Enter the FLAG: 
%49s
:*3$"
GCC: (Ubuntu 9.4.0-1ubuntu1~20.04.1) 9.4.0
crtstuff.c
deregister_tm_clones
__do_global_dtors_aux
completed.8061
__do_global_dtors_aux_fini_array_entry
frame_dummy
__frame_dummy_init_array_entry
main.c
__FRAME_END__
__init_array_end
_DYNAMIC
__init_array_start
__GNU_EH_FRAME_HDR
_GLOBAL_OFFSET_TABLE_
__libc_csu_fini
_ITM_deregisterTMCloneTable
puts@@GLIBC_2.2.5
flag_2
validate_flag
flag_0
_edata
strlen@@GLIBC_2.2.5
printf@@GLIBC_2.2.5
__libc_start_main@@GLIBC_2.2.5
__data_start
__gmon_start__
__dso_handle
_IO_stdin_used
__libc_csu_init
flag_1
__bss_start
main
__isoc99_scanf@@GLIBC_2.7
__TMC_END__
_ITM_registerTMCloneTable
__cxa_finalize@@GLIBC_2.2.5
.symtab
.strtab
.shstrtab
.interp
.note.gnu.property
.note.gnu.build-id
.note.ABI-tag
.gnu.hash
.dynsym
.dynstr
.gnu.version
.gnu.version_r
.rela.dyn
.rela.plt
.init
.plt.got
.plt.sec
.text
.fini
.rodata
.eh_frame_hdr
.eh_frame
.init_array
.fini_array
.dynamic
.data
.bss
.comment

次はhexdumpコマンドで実行ファイルのバイナリと16進ダンプしたものを見てみることにします。

hexdump -C three

実行結果が

00000000  7f 45 4c 46 02 01 01 00  00 00 00 00 00 00 00 00  |.ELF............|
00000010  03 00 3e 00 01 00 00 00  c0 10 00 00 00 00 00 00  |..>.............|
00000020  40 00 00 00 00 00 00 00  88 3a 00 00 00 00 00 00  |@........:......|
00000030  00 00 00 00 40 00 38 00  0d 00 40 00 1f 00 1e 00  |....@.8...@.....|
00000040  06 00 00 00 04 00 00 00  40 00 00 00 00 00 00 00  |........@.......|
00000050  40 00 00 00 00 00 00 00  40 00 00 00 00 00 00 00  |@.......@.......|
00000060  d8 02 00 00 00 00 00 00  d8 02 00 00 00 00 00 00  |................|
00000070  08 00 00 00 00 00 00 00  03 00 00 00 04 00 00 00  |................|
00000080  18 03 00 00 00 00 00 00  18 03 00 00 00 00 00 00  |................|
00000090  18 03 00 00 00 00 00 00  1c 00 00 00 00 00 00 00  |................|
000000a0  1c 00 00 00 00 00 00 00  01 00 00 00 00 00 00 00  |................|
000000b0  01 00 00 00 04 00 00 00  00 00 00 00 00 00 00 00  |................|
000000c0  00 00 00 00 00 00 00 00  00 00 00 00 00 00 00 00  |................|
000000d0  c8 06 00 00 00 00 00 00  c8 06 00 00 00 00 00 00  |................|
000000e0  00 10 00 00 00 00 00 00  01 00 00 00 05 00 00 00  |................|
000000f0  00 10 00 00 00 00 00 00  00 10 00 00 00 00 00 00  |................|
00000100  00 10 00 00 00 00 00 00  f5 03 00 00 00 00 00 00  |................|
00000110  f5 03 00 00 00 00 00 00  00 10 00 00 00 00 00 00  |................|
00000120  01 00 00 00 04 00 00 00  00 20 00 00 00 00 00 00  |......... ......|
00000130  00 20 00 00 00 00 00 00  00 20 00 00 00 00 00 00  |. ....... ......|
00000140  a0 02 00 00 00 00 00 00  a0 02 00 00 00 00 00 00  |................|
00000150  00 10 00 00 00 00 00 00  01 00 00 00 06 00 00 00  |................|
00000160  a0 2d 00 00 00 00 00 00  a0 3d 00 00 00 00 00 00  |.-.......=......|
00000170  a0 3d 00 00 00 00 00 00  70 02 00 00 00 00 00 00  |.=......p.......|
00000180  78 02 00 00 00 00 00 00  00 10 00 00 00 00 00 00  |x...............|
00000190  02 00 00 00 06 00 00 00  b0 2d 00 00 00 00 00 00  |.........-......|
000001a0  b0 3d 00 00 00 00 00 00  b0 3d 00 00 00 00 00 00  |.=.......=......|
000001b0  f0 01 00 00 00 00 00 00  f0 01 00 00 00 00 00 00  |................|
000001c0  08 00 00 00 00 00 00 00  04 00 00 00 04 00 00 00  |................|
000001d0  38 03 00 00 00 00 00 00  38 03 00 00 00 00 00 00  |8.......8.......|
000001e0  38 03 00 00 00 00 00 00  20 00 00 00 00 00 00 00  |8....... .......|
000001f0  20 00 00 00 00 00 00 00  08 00 00 00 00 00 00 00  | ...............|
00000200  04 00 00 00 04 00 00 00  58 03 00 00 00 00 00 00  |........X.......|
00000210  58 03 00 00 00 00 00 00  58 03 00 00 00 00 00 00  |X.......X.......|
00000220  44 00 00 00 00 00 00 00  44 00 00 00 00 00 00 00  |D.......D.......|
00000230  04 00 00 00 00 00 00 00  53 e5 74 64 04 00 00 00  |........S.td....|
00000240  38 03 00 00 00 00 00 00  38 03 00 00 00 00 00 00  |8.......8.......|
00000250  38 03 00 00 00 00 00 00  20 00 00 00 00 00 00 00  |8....... .......|
00000260  20 00 00 00 00 00 00 00  08 00 00 00 00 00 00 00  | ...............|
00000270  50 e5 74 64 04 00 00 00  2c 21 00 00 00 00 00 00  |P.td....,!......|
00000280  2c 21 00 00 00 00 00 00  2c 21 00 00 00 00 00 00  |,!......,!......|
00000290  4c 00 00 00 00 00 00 00  4c 00 00 00 00 00 00 00  |L.......L.......|
000002a0  04 00 00 00 00 00 00 00  51 e5 74 64 06 00 00 00  |........Q.td....|
000002b0  00 00 00 00 00 00 00 00  00 00 00 00 00 00 00 00  |................|
*
000002d0  00 00 00 00 00 00 00 00  10 00 00 00 00 00 00 00  |................|
000002e0  52 e5 74 64 04 00 00 00  a0 2d 00 00 00 00 00 00  |R.td.....-......|
000002f0  a0 3d 00 00 00 00 00 00  a0 3d 00 00 00 00 00 00  |.=.......=......|
00000300  60 02 00 00 00 00 00 00  60 02 00 00 00 00 00 00  |`.......`.......|
00000310  01 00 00 00 00 00 00 00  2f 6c 69 62 36 34 2f 6c  |......../lib64/l|
00000320  64 2d 6c 69 6e 75 78 2d  78 38 36 2d 36 34 2e 73  |d-linux-x86-64.s|
00000330  6f 2e 32 00 00 00 00 00  04 00 00 00 10 00 00 00  |o.2.............|
00000340  05 00 00 00 47 4e 55 00  02 00 00 c0 04 00 00 00  |....GNU.........|
00000350  03 00 00 00 00 00 00 00  04 00 00 00 14 00 00 00  |................|
00000360  03 00 00 00 47 4e 55 00  5f 0a 7f 40 53 ff 33 a4  |....GNU._..@S.3.|
00000370  a0 13 bb e5 c5 8e a4 dc  29 73 ed 54 04 00 00 00  |........)s.T....|
00000380  10 00 00 00 01 00 00 00  47 4e 55 00 00 00 00 00  |........GNU.....|
00000390  03 00 00 00 02 00 00 00  00 00 00 00 00 00 00 00  |................|
000003a0  02 00 00 00 09 00 00 00  01 00 00 00 06 00 00 00  |................|
000003b0  00 00 81 00 00 00 00 00  09 00 00 00 00 00 00 00  |................|
000003c0  d1 65 ce 6d 00 00 00 00  00 00 00 00 00 00 00 00  |.e.m............|
000003d0  00 00 00 00 00 00 00 00  00 00 00 00 00 00 00 00  |................|
000003e0  64 00 00 00 20 00 00 00  00 00 00 00 00 00 00 00  |d... ...........|
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00004248

このようになりました。フラグが無いか探すと

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00002070  00 00 00 00 00 00 00 00  00 00 00 00 00 00 00 00  |................|
00002080  74 00 00 00 62 00 00 00  34 00 00 00 79 00 00 00  |t...b...4...y...|
00002090  5f 00 00 00 31 00 00 00  74 00 00 00 75 00 00 00  |_...1...t...u...|
000020a0  30 00 00 00 34 00 00 00  74 00 00 00 65 00 00 00  |0...4...t...e...|
000020b0  73 00 00 00 69 00 00 00  66 00 00 00 67 00 00 00  |s...i...f...g...|
000020c0  66 00 00 00 7b 00 00 00  6e 00 00 00 30 00 00 00  |f...{...n...0...|
000020d0  61 00 00 00 65 00 00 00  30 00 00 00 6e 00 00 00  |a...e...0...n...|
000020e0  5f 00 00 00 65 00 00 00  34 00 00 00 65 00 00 00  |_...e...4...e...|
000020f0  70 00 00 00 74 00 00 00  31 00 00 00 33 00 00 00  |p...t...1...3...|

この部分を並び替えてあげることによって、ctf4b{… の文字列が出てきそうです。
順番通りに並び替えてあげると

ctf4b{c4n_y0u_ab1e_t0_und0_t4e_t4ree_sp1it_f14g3}

フラグを見つけることができました。

Poker(medium)

そして、Pokerです。問題文は以下の通りです。

みんなでポーカーで遊ぼう！点数をたくさん獲得するとフラグがもらえるみたい！
でもこのバイナリファイル、動かしてみると...？実行しながら中身が確認できる専門のツールを使ってみよう！

配布ファイルはPoker.tar.gzでした。

問題文から動的解析をして値を書き換える必要があるということがわかります。
ではこれも展開して実行してみましょう。
実行すると、ポーカーゲームが始まり、特定の点数以上にいくとフラグが貰えるようです。

██╗███╗   ██╗██████╗ ██╗ █████╗ ███╗   ██╗    ██████╗  ██████╗ ██╗  ██╗███████╗██████╗
██║████╗  ██║██╔══██╗██║██╔══██╗████╗  ██║    ██╔══██╗██╔═══██╗██║ ██╔╝██╔════╝██╔══██╗
██║██╔██╗ ██║██║  ██║██║███████║██╔██╗ ██║    ██████╔╝██║   ██║█████╔╝ █████╗  ██████╔╝
██║██║╚██╗██║██║  ██║██║██╔══██║██║╚██╗██║    ██╔═══╝ ██║   ██║██╔═██╗ ██╔══╝  ██╔══██╗
██║██║ ╚████║██████╔╝██║██║  ██║██║ ╚████║    ██║     ╚██████╔╝██║  ██╗███████╗██║  ██║
╚═╝╚═╝  ╚═══╝╚═════╝ ╚═╝╚═╝  ╚═╝╚═╝  ╚═══╝    ╚═╝      ╚═════╝ ╚═╝  ╚═╝╚══════╝╚═╝  ╚═

================
| Score :   0  |
================

[?] Enter 1 or 2: 

さっそく動的解析を行っていきます。動的解析にはgdb-pedaを使用しました。
gdb上でrunコマンド実行して、プログラムが始まると一回1か2を選択して、ctrl+cでプログラムを中止させます。
するとデバッグ画面が出てきます。

gdb-peda$ run

nextコマンドで先に進めていきましょう。

gdb-peda$ n

しばらくするとcmp DWORD PTR [rbp-0x4],0x63という命令が見えてきます。 この命令から99回ポーカーで勝利するとフラグが表示されるようです。
レジスタに買った回数が記録されているときに、その値を書き換えてあげるとフラグが出ました。

ctf4b{4ll_w3_h4v3_70_d3cide_1s_wh4t_t0_d0_w1th_7he_71m3_7h47_i5_g1v3n_u5}

ELFの実行可能ヘッダーについて

実行可能ヘッダーを詳しく見ていこうと思います。

実行可能ヘッダーの定義

ターミナルでman elfを入力することで確認することができます。

#define EI_NIDENT 16

typedef struct {
    unsigned char e_ident[EI_NIDENT];
    uint16_t      e_type;
    uint16_t      e_machine;
    uint32_t      e_version;
    ElfN_Addr     e_entry;
    ElfN_Off      e_phoff;
    ElfN_Off      e_shoff;
    uint32_t      e_flags;
    uint16_t      e_ehsize;
    uint16_t      e_phentsize;
    uint16_t      e_phnum;
    uint16_t      e_shentsize;
    uint16_t      e_shnum;
    uint16_t      e_shstrndx;
} ElfN_Ehdr;

e_ident配列

　e_identは16バイトの配列です。この配列の先頭にはELFファイルであることを示す、0x7f454c46という値が入っています。
　続いて、このELFファイルが何ビットのアーキテクチャで構成されているかを表す値が入ります。

• 32ビット => 1
• 64ビット => 2

　その後にはバイトオーダーを示すビット列が並びます。

• リトルエンディアン => 1
• ビッグエンディアン => 2

　次のバイトには、ELFのバージョンが入ります。現在のバージョンは1しかありません。
　最後は、ABI(Application Binary Interface)とOSの情報を示す値が格納されます。ここは難しくてよく分かりませんでしたが、デフォルトの値は0入るそうです。

e_typeフィールド

　このフィールドには、バイナリの種類が入ります。

• ET_NONE(ファイルタイプが存在しない) => 0
• ET_REL(再配置可能ファイル) => 1
• ET_EXEC(実行可能ファイル) => 2
• ET_DYN(共有オブジェクトファイル) => 3
• ET_CORE(コアファイル) => 4

e_machineフィールド

　このフィールドには、バイナリを実行するアーキテクチャが入ります。下記に有名なものを抜粋しました。

• ARM 32-bit architecture => 40(0x28)
• AMD x86-64 architecture => 62(0x3E)
• ARM 64-bit architecture => 183(0xB7)

e_versionフィールド

　ここには、e_ident配列にも記述されていたELFファイルのバージョンが入ります。
　現状は1しかありません。

e_entryフィールド

　このフィールドには、バイナリのエントリポイントと呼ばれる、実行を開始すべき場所の仮想アドレスが入ります。
　環境によって入る値が変わります。
　例：0x400100

e_phoffフィールド

　これは、プログラムヘッダーテーブルのファイルオフセットを示します。64ビットアーキテクチャの場合、64(0x40)となります。

　※ ファイルオフセット‥ヘッダーにたどり着くまでにファイルから読み取らなければならないバイト数のこと

e_shoffフィールド

　ここは、セクションヘッダーテーブルのファイルオフセットを示します。環境によって大きく値が違ってきます。
　セクションヘッダーテーブルが存在しない場合、0が入ります。

e_flagsフィールド

　このフィールドには、プロセッサ固有のフラグが入ります。
　x86バイナリの場合は、基本的に0が入るそうです。

e_ehsizeフィールド

　実行可能ヘッダーの大きさを表します。

• 32ビットx86バイナリ => 52バイト(0x34)
• 64ビットx86バイナリ => 64バイト(0x40)

e_phentsizeフィールド

　ELFファイルのプログラムヘッダーテーブルのエントリサイズをバイト単位で示します。
　例：56バイト(0x38)

e_phnumフィールド

　このフィールドは、プログラムヘッダテーブルのエントリ数を表します。
　例：9

　e_phentsizeフィールドとe_phnumフィールドの値を掛けることによって、プログラムヘッダーテーブル内の合計サイズを求めることができます。

e_shentsizeフィールド

　このフィールドには、セクションヘッダーテーブルのエントリサイズをバイト単位で示します。
　例：64バイト(0x40)

e_shnumフィールド

　ここには、セクションヘッダーテーブルのエントリ数が入ります。
　例：31(0x1F)

　e_shentsizeフィールドとe_shnumフィールドの値を掛けることによって、セクションヘッダーテーブルの内の合計サイズを求めることができます。

e_shstrndxフィールド

　このフィールドには、セクションヘッダー文字列テーブルのインデックスが記述されています。
　例：28(0x1C)

まとめ

　最初の方はイメージしやすかったのですが、後半のフィールド値の役割や意味をあまり理解できませんでした。 しかし、プログラムヘッダーやセクションヘッダーについて少し触れることができました。
　次は、セクションヘッダーについて詳しく勉強していこうと思います。

WaniCTF 2023 Writeup

Reversingのfermatという問題のWriteupを書きます。

様子を見る

zipファイルを解凍し、fileコマンドでファイル形式を確認します。

fermat: ELF 64-bit LSB pie executable, x86-64, version 1 (SYSV), dynamically linked, interpreter /lib64/ld-linux-x86-64.so.2, BuildID[sha1]=163a577f34700eab526e54e030d57fe930b0aa76, for GNU/Linux 3.2.0, not stripped

ELFの実行ファイルであることがわかりました。
実行すると、Input a>と出てきたので適当にeを入力すると

Input b> Input c> (a, b, c) = (0, 0, 0)
Invalid value :(

このような文字が返ってきました。
stringsコマンドで表示可能な文字列を見てもフラグは無さそうです。

Ghidraで静的解析をする

続いてGhidraで静的解析を行います。

Symbol Treeを確認すると、checkという怪しそうな関数名がありました。
check関数の中身を確認すると

undefined8 check(uint param_1,uint param_2,uint param_3)

{
  undefined8 uVar1;
  
  if (((param_1 < 3) || (param_2 < 3)) || (param_3 < 3)) {
    uVar1 = 0;
  }
  else if (param_1 * param_1 * param_1 + param_2 * param_2 * param_2 == param_3 * param_3 * param_ 3)
  {
    uVar1 = 1;
  }
  else {
    uVar1 = 0;
  }
  return uVar1;
}

と書かれていました。どうやら、x³+y³=z³を満たす3以上の引数3つを入力するといいっぽいです。
しかし、フェルマーの最終定理によりこれを満たすx, y, zは存在しません。デバッガを利用するしかなさそうです。

GDBで動的解析をする

次はデバッガであるgdbを使って、動的解析をします。
gdb fermatでgdbを立ち上げます。
check関数の動きを見たいので、b checkでbreak pointを設定します。
runで動かすと入力を求められるのでとりあえず、5を3回入力します。

Input a> 5
Input b> 5
Input c> 5
(a, b, c) = (5, 5, 5)

次にGhidraのcheck関数のアセンブラから対象のジャンプ命令の箇所を探します。 gdbに戻ってこの命令の箇所まで飛ばしましょう。 ここでinfo registersを入力してレジスタの状態を確認します。
eflagsにZFが立っていません。JZはZFが立っていないとジャンプしないため、ここでZFを立たせます。 ZFを立たせればよいので、適当にset $eflags=0x246を入力します。
もう一度レジスタの状態を確認すると
eflagsにZFが立っています。このまま進めてみましょう。
何回か進めると無事にフラグが出てきました。

ELFのことを少し勉強した

ELFについて

ELFとは、Executable and Linkable Format のことです。Linuxのシステムにおいて標準のバイナリフォーマットになっています。

ELFの構成

ELFは大きく以下の4つに分けることができます。

1. 実行可能ヘッダー
2. プログラムヘッダー
3. セクション
4. セクションヘッダー

ELFの定義を見る

ターミナルでman elfを入力すると見ることができます。
↓実行可能ヘッダーのみ抜粋

#define EI_NIDENT 16

typedef struct {
    unsigned char e_ident[EI_NIDENT];
    uint16_t      e_type;
    uint16_t      e_machine;
    uint32_t      e_version;
    ElfN_Addr     e_entry;
    ElfN_Off      e_phoff;
    ElfN_Off      e_shoff;
    uint32_t      e_flags;
    uint16_t      e_ehsize;
    uint16_t      e_phentsize;
    uint16_t      e_phnum;
    uint16_t      e_shentsize;
    uint16_t      e_shnum;
    uint16_t      e_shstrndx;
} ElfN_Ehdr;

準備

#inlucde <stdio.h>

void main()
{
    printf("Hello World!\n");
}

このプログラムをgcc hello.cでコンパイルします。

実行可能ヘッダーを見る

hello.cをコンパイルした時に作られたa.outの実行可能ヘッダーを見てみます。 実行可能ヘッダーを見るときはreadelf -h a.outを打ちます。

ELF Header:
  Magic:   7f 45 4c 46 02 01 01 00 00 00 00 00 00 00 00 00 
  Class:                             ELF64
  Data:                              2's complement, little endian
  Version:                           1 (current)
  OS/ABI:                            UNIX - System V
  ABI Version:                       0
  Type:                              DYN (Shared object file)
  Machine:                           Advanced Micro Devices X86-64
  Version:                           0x1
  Entry point address:               0x1060
  Start of program headers:          64 (bytes into file)
  Start of section headers:          14712 (bytes into file)
  Flags:                             0x0
  Size of this header:               64 (bytes)
  Size of program headers:           56 (bytes)
  Number of program headers:         13
  Size of section headers:           64 (bytes)
  Number of section headers:         31
  Section header string table index: 30

実行可能ヘッダーでは、このバイナリファイルの種類やアーキテクチャのビット数、バイトオーダーなどを確認することができます。

プログラムヘッダー

次はプログラムヘッダーを確認しましょう。readelf -l -W a.outを入力してください。

Elf file type is DYN (Shared object file)
Entry point 0x1060
There are 13 program headers, starting at offset 64

Program Headers:
  Type           Offset   VirtAddr           PhysAddr           FileSiz  MemSiz   Flg Align
  PHDR           0x000040 0x0000000000000040 0x0000000000000040 0x0002d8 0x0002d8 R   0x8
  INTERP         0x000318 0x0000000000000318 0x0000000000000318 0x00001c 0x00001c R   0x1
      [Requesting program interpreter: /lib64/ld-linux-x86-64.so.2]
  LOAD           0x000000 0x0000000000000000 0x0000000000000000 0x0005f8 0x0005f8 R   0x1000
  LOAD           0x001000 0x0000000000001000 0x0000000000001000 0x0001e5 0x0001e5 R E 0x1000
  LOAD           0x002000 0x0000000000002000 0x0000000000002000 0x000160 0x000160 R   0x1000
  LOAD           0x002db8 0x0000000000003db8 0x0000000000003db8 0x000258 0x000260 RW  0x1000
  DYNAMIC        0x002dc8 0x0000000000003dc8 0x0000000000003dc8 0x0001f0 0x0001f0 RW  0x8
  NOTE           0x000338 0x0000000000000338 0x0000000000000338 0x000020 0x000020 R   0x8
  NOTE           0x000358 0x0000000000000358 0x0000000000000358 0x000044 0x000044 R   0x4
  GNU_PROPERTY   0x000338 0x0000000000000338 0x0000000000000338 0x000020 0x000020 R   0x8
  GNU_EH_FRAME   0x002014 0x0000000000002014 0x0000000000002014 0x000044 0x000044 R   0x4
  GNU_STACK      0x000000 0x0000000000000000 0x0000000000000000 0x000000 0x000000 RW  0x10
  GNU_RELRO      0x002db8 0x0000000000003db8 0x0000000000003db8 0x000248 0x000248 R   0x1

 Section to Segment mapping:
  Segment Sections...
   00     
   01     .interp 
   02     .interp .note.gnu.property .note.gnu.build-id .note.ABI-tag .gnu.hash .dynsym .dynstr .gnu.version .gnu.version_r .rela.dyn .rela.plt 
   03     .init .plt .plt.got .plt.sec .text .fini 
   04     .rodata .eh_frame_hdr .eh_frame 
   05     .init_array .fini_array .dynamic .got .data .bss 
   06     .dynamic 
   07     .note.gnu.property 
   08     .note.gnu.build-id .note.ABI-tag 
   09     .note.gnu.property 
   10     .eh_frame_hdr 
   11     
   12     .init_array .fini_array .dynamic .got 

プログラムヘッダーはELFを実行するための情報を持っています。

セクションヘッダー

続いてセクションヘッダーです。readelf -S -W a.outを入力してください。

There are 31 section headers, starting at offset 0x3978:

Section Headers:
  [Nr] Name              Type            Address          Off    Size   ES Flg Lk Inf Al
  [ 0]                   NULL            0000000000000000 000000 000000 00      0   0  0
  [ 1] .interp           PROGBITS        0000000000000318 000318 00001c 00   A  0   0  1
  [ 2] .note.gnu.property NOTE            0000000000000338 000338 000020 00   A  0   0  8
  [ 3] .note.gnu.build-id NOTE            0000000000000358 000358 000024 00   A  0   0  4
  [ 4] .note.ABI-tag     NOTE            000000000000037c 00037c 000020 00   A  0   0  4
  [ 5] .gnu.hash         GNU_HASH        00000000000003a0 0003a0 000024 00   A  6   0  8
  [ 6] .dynsym           DYNSYM          00000000000003c8 0003c8 0000a8 18   A  7   1  8
  [ 7] .dynstr           STRTAB          0000000000000470 000470 000082 00   A  0   0  1
  [ 8] .gnu.version      VERSYM          00000000000004f2 0004f2 00000e 02   A  6   0  2
  [ 9] .gnu.version_r    VERNEED         0000000000000500 000500 000020 00   A  7   1  8
  [10] .rela.dyn         RELA            0000000000000520 000520 0000c0 18   A  6   0  8
  [11] .rela.plt         RELA            00000000000005e0 0005e0 000018 18  AI  6  24  8
  [12] .init             PROGBITS        0000000000001000 001000 00001b 00  AX  0   0  4
  [13] .plt              PROGBITS        0000000000001020 001020 000020 10  AX  0   0 16
  [14] .plt.got          PROGBITS        0000000000001040 001040 000010 10  AX  0   0 16
  [15] .plt.sec          PROGBITS        0000000000001050 001050 000010 10  AX  0   0 16
  [16] .text             PROGBITS        0000000000001060 001060 000175 00  AX  0   0 16
  [17] .fini             PROGBITS        00000000000011d8 0011d8 00000d 00  AX  0   0  4
  [18] .rodata           PROGBITS        0000000000002000 002000 000011 00   A  0   0  4
  [19] .eh_frame_hdr     PROGBITS        0000000000002014 002014 000044 00   A  0   0  4
  [20] .eh_frame         PROGBITS        0000000000002058 002058 000108 00   A  0   0  8
  [21] .init_array       INIT_ARRAY      0000000000003db8 002db8 000008 08  WA  0   0  8
  [22] .fini_array       FINI_ARRAY      0000000000003dc0 002dc0 000008 08  WA  0   0  8
  [23] .dynamic          DYNAMIC         0000000000003dc8 002dc8 0001f0 10  WA  7   0  8
  [24] .got              PROGBITS        0000000000003fb8 002fb8 000048 08  WA  0   0  8
  [25] .data             PROGBITS        0000000000004000 003000 000010 00  WA  0   0  8
  [26] .bss              NOBITS          0000000000004010 003010 000008 00  WA  0   0  1
  [27] .comment          PROGBITS        0000000000000000 003010 00002b 01  MS  0   0  1
  [28] .symtab           SYMTAB          0000000000000000 003040 000618 18     29  46  8
  [29] .strtab           STRTAB          0000000000000000 003658 000203 00      0   0  1
  [30] .shstrtab         STRTAB          0000000000000000 00385b 00011a 00      0   0  1
Key to Flags:
  W (write), A (alloc), X (execute), M (merge), S (strings), I (info),
  L (link order), O (extra OS processing required), G (group), T (TLS),
  C (compressed), x (unknown), o (OS specific), E (exclude),
  l (large), p (processor specific)

ELFは、バイナリのコードとデータをセクションに分割します。セクションの構造自体はその内容によって異なり、各セクションの説明はセクションヘッダーに記載されています。

セクション

セクションヘッダーに書かれていたセクションには、具体的にどのようなものがあるのでしょうか。

• .initセクション
  このセクションには、初期化を行う実行可能コードが含まれています。
• .textセクション
  プログラムのメインコードを含んでいるセクションです。
• .rodata
  定数値の格納を目的とするセクションです。

上記で紹介したのはセクションの一部です。

おわりに

ELFの勉強目的でこのブログを書いてみましたが、まだまだわからないことだらけです。各ヘッダーの詳しいことなどは今後書いていこうと思います。

SecHack365 2022 体験記

SecHack365 2022を修了したので体験記を書きました。

自己紹介

• 金沢工業大学 工学部 情報工学科 2年(2022年度)
• 開発駆動コース 仲山ゼミ 修了
• SecHackで作ったもの

応募しようと思ったきっかけ

　大学1年の時から情報セキュリティに興味があったのですが、イベントに応募しようと思ったことはありませんでした。なぜなら、イベントに応募しても受かるわけないと考えていたからです。高校からPCを触っていたわけではなく、大学入学からプログラミングを始めました。
　そんなプログラミング経験1年も満たないような私が、SecHackに応募しようと思ったきっかけは、セキュリティ・キャンプフォーラム2022でした。セキュリティ・キャンプフォーラムはオンラインだったので、何となく視聴してみただけでした。すると、同世代くらいの人たちが楽しそうにセキュリティの話で盛り上がっていました。自分もこういった交流や技術的な話ができるようになりたいと思い、セキュリティイベントに参加したいと考えるようになりました。

課題応募時のプロフィール

　応募課題を書いていた時の私の状況はこんな感じでした。
　プログラミング歴：1年
　技術：HTML, CSS, Python, Java(授業のみ), Linux

コース選び

　私はネットワークに興味があり、ネットワークとセキュリティを組み合わせたものを作りたいと思っていたので、一番合っていそうな仲山ゼミを選択しました。

応募課題について

　応募課題の内容については詳しく書くことはできませんが、技術では他の応募者には勝てないので、とにかくやる気重視で自分の今までやってきたことをすべて書きました。
　確か応募課題の期限が2～3週間くらいだったかと思いますが、その間ずっとSecHackの応募課題のことを考えて、ギリギリまで粘りました。

合格通知

　通知が来るまではずっとSecHackのことが頭から離れず、夢でSecHackの合格を見るくらいでした。
　合格通知が来た時の嬉しさは今でも忘れません。

第1回イベントデイ(6月11日, 12日)

　1回目のイベントデイはオンラインでの開催でした。合格通知が来てすぐのイベントデイだったと思います。このイベントデイでSecHackの他のトレーニーと初の顔合わせになります。トレーニーは中学生から大学院生、社会人といった幅広い年齢層でとても驚きました。応募する前は自分が最年少ぐらいだろうと思っていたのですが、全然そんなことはありませんでした。
　第1回イベントデイでは自分の作りたいものを何となく想像していたぐらいで、具体的な仕様や機能などは決まっていませんでした。
集合イベントレポート

第2回イベントデイ(7月9日, 10日)

　2回目はオフラインでの開催でした。このイベントデイでは、自分の作りたいものをLT形式で発表しました。私は作りたいものとそれを作りたいと思った理由、システム構成図などをスライドで作成しました。
　第2回イベントで一番良かったと感じたところは、放課後の時間です。イベントデイは特定の時間までコースワークや講義があるのですが、それらがすべて終わると好きなことをしてもいい時間があります。この時間ではトレーニー同士でSecHackの開発の話や各コースの話、技術的な話などたくさん話しました。SecHack以外にもたくさんのことに取り組んでいるトレーニーの話を聞いて、自分の時間の使い方が下手だということを実感し、習慣化をすることを決意しました。
集合イベントレポート

番外編(習慣化)

　SecHackの各イベントデイでは、必ず習慣化セッションというものが行われます。SecHackは1年間という長い期間活動するので、習慣化を行うことが大切です。
　私は夏休みの間、オンライン上で朝活を行いました。朝活では、作品作りで使用する言語の勉強をしたり、技術書を読んだりしました。

第3回イベントデイ(8月24日, 25日)

　3回目のイベントデイは新型コロナウイルスの陽性者数が多く、予定ではオフライン開催でしたが、オンラインでの開催となりました。
　1日目は自分の作品についての発表を行い、トレーニーやトレーナーからたくさんの質問や意見をいただきました。表現方法のアイディアや現時点での問題点など、自分だけでは思い付かないようなフィードバックを得ることができました。また、他のトレーニーの進捗状況なんかも知ることができ、作品作りに対するモチベーションが高まりました。
　2日目の午前は講演が中心で、自分が知らなかった分野の最先端のお話を聞くことができました。午後からは「縁日」というトレーナー提供のワークショップがあり、トレーナーの技術レベルの高さを知るとともに楽しく色々なことを学ぶことができました。

　個人的な作品作りの進捗ですが、このあたりから本格的に手を動かして作品作りを行っていました。 実際に作ってみないと分からないということもあり、作りたいものを具体化しつつC#・Unityの勉強をしていました。
集合イベントレポート

第4回イベントデイ(10月1日, 2日)

　4回目のイベントデイもオンラインでの開催でした。
　このイベントデイでは、自分の作品について5分間の動画を作成して発表を行いました。動画で発表を行う経験自体が無かったので、動画用のスライド作りやデザインなどを勉強しました。動画発表を通して、作品の「魅せ方」の難しさを学ぶことができました。

第5回イベントデイ(11月11日, 12日, 13日)

　続いて5回目のイベントデイです。このイベントデイは3日間に渡って開催されました。
　前回は5分間の作品紹介動画を作成しての発表でしたが、今回はポスターを用いての発表でした。ポスターを作る前は、動画用のスライド作りと大して変わらないではないかと思っていたのですが、作ってみるとポスターのならではの表現方法があり、とても大変でした。現在、SecHackのWebサイトに私のポスターが載っていると思いますが、この頃のポスターはとにかく中身がスカスカでした。このぐらいから最終的に提出するポスターのデザインのことを考え始めました。
　そして、今回のイベントデイは久々のオフライン開催ということでたくさんのトレーニーと交流をしました。イベントデイにはトレーニーが自由に活動できる放課後の時間があるのですが、そこでは作品の進捗やポスター、大学などの話をしました。オフラインだからこそ得られた交流の場だったと思います。
　トレーナー主催の縁日の時間も初のオフライン開催でした。実機を用いたハンズオン的な講義が多く、めちゃくちゃ楽しかったです。

　ちなみにですが、この時期が自分的には一番キツかったです。SecHack関係では自分の技術不足で作品作りに行き詰ったり、作品の方向性で悩んだりしていました。それ以外では、大学で参加している課外活動やその他諸々の締切が重なっていて睡眠時間がなかなか取れていませんでした。肉体的にも精神的にも厳しかったですが、なんとか乗り越えることができました。SecHackに参加する際は、睡眠時間を確保できるような予定の組み方しましょう。
集合イベントレポート

第6回イベントデイ(1月27日, 28日, 29日)

　第6回イベントデイはSecHack内部での発表会でした。
　この発表会では、SecHackの成果を15分の動画にまとめて発表します。この成果発表会で優秀修了生が決定します。15分の動画と聞くと長く感じるかもしれませんが、SecHackの1年間の活動を振り返ると案外15分くらいいきます。
　SecHackで唯一後悔があるのがこの動画です。作品作りの方が自分の想定したよりも掛かってしまい、動画作りに全力を出すことができませんでした。成果発表会までの進捗予定は、12月の初めくらいに立てておきましょう。

成果発表会(3月4日)

　SecHackの最後がこの成果発表会になります。
　SecHackの1年間の成果として、外部の人に対して発表を行います。基本はポスターでの発表で、優秀修了生はポスター＋動画での発表でした。今までの発表はSecHack内で、作品の内容や背景などが分かっている人に対してでした。しかし、この成果発表会では自分の作品ついて何も知らない人に対して説明をしました。この場でもたくさんの人から作品のフィードバックをいただきました。
集合イベントレポート

SecHack365を通して

　SecHack365では、たくさんのことを学ぶことができました。技術面での成長はもちろん、習慣化やゼミ活動で人間的にも成長できたと感じています。特にセキュリティに興味のある同年代との交流が、一番成長に繋がったと思います。
　私はSecHack365というコミュニティからたくさんのものを貰いました。それを今後何かしらの形で返していけたらと思っています。

応募するか迷ったら

　応募するだけタダなので、迷ったら応募しましょう。私もダメもとで応募して受かることができました。とりあえず行動することが大切だと思います。