roommates_disk: update

2020-11-04 23:27:53 +08:00
parent 494f181c00
commit 911a6a197a
3 changed files with 153 additions and 5 deletions
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 # 一闪而过的 Flag

-这道题怎么做应该不用说了，在开始菜单中查找 cmd 或者 powershell 并打开，再将 Untitled01.exe 拖进去，回车，结束，用过命令行就能做出来。其他 OS 用户可用虚拟机和 wine 。
+这道题怎么做应该不用多说了，在开始菜单中查找 cmd 或者 powershell 并打开，再将 Untitled01.exe 拖进去，回车，结束。用过命令行就应该能做出来。其他 OS 用户可用虚拟机和 wine 。唯一的坑可能是录屏不能解，因为 Windows 10 默认 cmd 和 powershell 字体中 1 和大写 I 几乎完全相同无法区分。

-本题非常简单但确实来自于生活中真实事件：想想多年以前，刚刚学 C 语言或是使用 Mathematica 注册机的时候，你是否也被这个问题困扰过呢？
+本题非常简单但确实来自于生活中我多次遇到的真实事件：想想多年以前，刚刚学 C 语言~~或是使用 Mathematica 注册机~~的时候，你是否也被这个问题困扰过呢？

-唯一的坑可能是录屏不能解，因为 Windows 10 默认 cmd 和 powershell 字体中 1 和大写 I 几乎完全相同无法区分。
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 # 室友的加密硬盘
+
+### 先说出题人的预期解
+
+文件根据说明是磁盘镜像，用 fdisk 查看基本情况，就假设文件叫 target 了：
+
+```
+$ fdisk -l target.img
+Disk target.img: 1.91 GiB, 2048000000 bytes, 4000000 sectors
+Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes
+Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
+I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
+Disklabel type: dos
+Disk identifier: 0xa4ee910b
+
+Device      Boot   Start      End  Sectors  Size Id Type
+target.img1 *       2048   391167   389120  190M 83 Linux
+target.img2       393214 16775167 16381954  7.8G  5 Extended
+target.img5       393216  1890303  1497088  731M 82 Linux swap / Solaris
+target.img6      1892352  3891199  1998848  976M 83 Linux
+target.img7      3893248 16775167 12881920  6.1G 83 Linux
+```
+
+确实是磁盘， MBR 分区表，一个主分区，和一些 Linux 扩展分区 。明显文件只有 2GB ，最后一个分区只截取了一点点。
+
+用 dd 提取出单独的分区来：
+
+```
+$ dd if=target.img of=boot.img bs=512 count=389120 skip=2048
+```
+
+```
+$ dd if=target.img of=swap.img bs=512 count=1497088 skip=393216
+```
+
+```
+$ dd if=target.img of=chome.img bs=512 count=1998848 skip=1892352
+```
+
+用 file 查看一下并尝试 mount ，看出主分区是 ext4 格式的 boot 分区； 976M 分区 LUKS 加密，应该是题目中描述的家目录所在分区； swap 内有 SWSUSP1 镜像，表示有休眠存在；最后一个 6.1GB 分区只能是根分区了，因为虽然磁盘只得到了一小部分，分区表仍然是正常的。
+
+那么之后自然的思路是看看 boot 内有没有东西，毕竟有些不太注意安全的人是会图方便把 LUKS 的key 放在 boot 中以便开机输入密码的。于是：
+
+```
+$ sudo mount boot.img /mnt
+$ cat /mnt/keyfile
+I'm not that stupid to put plaintext key in /boot!
+```
+
+信不信由你，我是信了。
+
+那怎么办呢？ AES 又不能破解，那就只有 swap 和根分区有戏了。
+
+根分区只有一点点，但也可以通过 testdisk 之类看看内容，或者 strings 一下... 要是有更多的非预期解那也算是 OK 了。
+
+那就看 swap 吧，既然休眠，那估计整个内存 dump 都在里头了，那就找一下 AES key 吧 -- 这一步萌新出题人不太清楚做题的人能不能想到，出题灵感来源于 cold boot attack ，本想弄一个真实冷启动 dump 出的内存镜像，但鉴于能力和成本不够，就索性用休眠导致的 memory dump 了。
+
+搜索在内存镜像中找 AES key 的方法，我找到了以下几个：
+
+-  [findaes](https://sourceforge.net/projects/findaes/) ，可用；
+
+- [r2](https://github.com/radareorg/radare2) ，可用，似乎更好；
+- [aeskeyfind](https://github.com/makomk/aeskeyfind) ，需要指定参数阈值，但也可以得到结果。
+
+以 r2 为例：
+
+```
+$ r2 swap_orig.img
+ -- I endians swap.
+[0x00000000]> /ca
+Searching 1 byte in [0x0-0x2db00000]
+hits: 12
+0x006529d8 hit0_0 d913145b01b203ca068e48d2f40b048639d8c6f4cfe93b22c3795945ca9d9e2a
+0x00652b08 hit0_1 000102030405060708090a0b0c0d0e0f101112131415161718191a1b1c1d1e1f
+0x0737c9d8 hit0_2 37d7deb43c0223b8656dd6a862562a1a8360926278dc65f445eda2146844589f
+0x0737cb08 hit0_3 000102030405060708090a0b0c0d0e0f101112131415161718191a1b1c1d1e1f
+0x0a18ca1a hit0_4 e4d58f63d629f38803da3c712c5a0cc2be774b9d925d136024a181315d91ac99
+0x0a18cc0e hit0_5 136ce9ce0d3f130ebe629570a08bc2ea883e451533875140027d1b3fdb5d0091
+0x0a32db50 hit0_6 31c69dff83847a6c3c3c091e4ff6113ca5799e1b63656f0bd51bd6490c20769c
+0x0b1c873a hit0_7 fa01a98089a38f606c148694e7a3509aaccfc165068ed67f5715384b93e56aa6
+0x0b1c890d hit0_8 e4581675c3f947f7b537a3dd6098e4a5898b0a18c2b3b0f675c61de4106fc6a1
+0x0bd08b20 hit0_9 4c82f3493f9a3381f51c394ab8532bd037db64b793057aade3d6bf67cbebf933
+0x0d013349 hit0_10 fa01a98089a38f606c148694e7a3509aaccfc165068ed67f5715384b93e56aa6
+0x0d01351c hit0_11 e4581675c3f947f7b537a3dd6098e4a5898b0a18c2b3b0f675c61de4106fc6a1
+[0x00000000]> q
+```
+
+嗯，确实有不少的 key 。题目描述密钥是 512 位（这也是 LUKS 分区加密的默认密钥），于是找两个地址相连的 key ，合并起来，尝试作为 LUKS 的 master key 打开分区。注意相连要正反顺序都试一下（应该反向连接）！
+
+这里直接以最终的成功结果为示例了，首先把 key 写入文件：
+
+```
+$ echo e4581675c3f947f7b537a3dd6098e4a5898b0a18c2b3b0f675c61de4106fc6a1fa01a98089a38f606c148694e7a3509aaccfc165068ed67f5715384b93e56aa6 | xxd -r -p > key.txt
+```
+
+然后尝试用这个 keyfile 给 LUKS 镜像添加一个密码：
+
+```
+$ cryptsetup luksAddKey chome.img --master-key-file key.txt
+Enter new passphrase for key slot: ( 此处随便输一个密码，比如1 )
+Verify passphrase:
+```
+
+成功，然后打开分区：
+
+```
+$ sudo cryptsetup luksOpen chome.img chome
+Enter passphrase for chome.img: ( 此处输入刚才写的密码 )
+```
+
+挂载并得到 flag ：
+
+```
+$ sudo mount /dev/mapper/chome /mnt
+$ cat /mnt/petergu/flag.txt
+```
+
+这里不慎透露了出题人信息，抱歉考虑不周。
+
+其实，出题和解题过程完全参考了这两篇文章：
+
+```
+https://blog.appsecco.com/breaking-full-disk-encryption-from-a-memory-dump-5a868c4fc81e?gi=f61ce0646b62
+```
+```
+https://access.redhat.com/solutions/1543373
+```
+
+注意，第一篇文章中一个有问题的地方是 LUKS 分区的大小和物理分区大小不同，所以用里面类似于 `echo "0 <size> crypt aes-xts-plain64 <key> 0 </dev/drive> 4096" | sudo dmsetup create luks-volume` 的方法是不行的，并且其实具体的加密方式题目中也没有提到。你可以自己创建一个 LUKS 分区实验一下，对于题目，二者差了 4096 字节。而红帽文章中直接用 master key 添加 key slot 的方法不需要知道这些信息。但本人也不是专业人士，具体细节还要以正规渠道得到的信息为准。
+
+如果你能够搜到这两篇文章，尤其是第一篇（其实还是比较容易搜到的），那应该可以解出这个题了。
+
+本来还想把家目录也只截一半，然后解密之后用 testdisk 把 flag.txt 恢复出来，但好像这样也没有变得更难，就算了。
+
+### 一个非预期解
+
+不知是因为 LUKS 分区打开的时候本该如此，还是出题人操作不慎在分区创建的时候密码复制到了剪贴板上，密码本身明文在 swap 中出现了，所以 strings 一下然后逐个字符串尝试就可以求解。但感觉其实这样做出来也算是正常解法了。密码是什么就留作练习吧。
+
+### 其他可能方法
+
+本题目的制作方法是在虚拟机装装上 xubuntu ，休眠之后 dump 出磁盘的一部分。就算不知道这个过程，一个自然的想法是尝试恢复启动，在 Linux 启动至 initrd 时进行分析（libreliu的思路）。
+
@@ -1,6 +1,6 @@
 # 来自一教的图片

-对图像二维傅里叶变换就结束了。灵感来自于三级大学物理实验“傅里叶光学”。
+对图像二维傅里叶变换就结束了。灵感来自于中国科学技术大学三级大学物理实验“傅里叶光学”。

 用 Python 的解法：

@@ -26,5 +26,13 @@ plt.imshow(logf, 'gray')

 题目中傅里叶光学是提示，文件名意思是 4F 成像系统中间，就对应物的傅里叶变换平面，也算是提示了，但或许对非物理专业的同学还是有点脑洞吧。

-为什么题目中说是模拟呢，因为题目中的图片取的是物傅里叶变换的实部，而一般实验能直接观测光强和相位分布，看电场实部或者虚部还真没听说过。这么做的原因是衍射（就是 FFT ，可见参考[ Matlab 官方文档](https://www.mathworks.com/help/matlab/math/two-dimensional-fft.html)）光强分布不同地方差几个量级，如果这样存到图片里就损失了大量的信息。就算取了实部其实强度信息也基本损失完了，所以图片上除了黑点就是白点，几乎没有中间颜色，但因为实部包含了相位信息，所以仍能成功重构图像，因为[图像的细节信息其实在相位而不是强度中](https://people.eecs.berkeley.edu/~sastry/ee20/vision2/node6.html)。
+相关模拟可以参考[ Matlab 官方文档](https://www.mathworks.com/help/matlab/math/two-dimensional-fft.html)。
+
+为什么题目中说是模拟呢，因为题目中的图片取的是物傅里叶变换的实部，而一般实验能直接观测光强（用 CCD ）和相位分布（用 [SH波前探测器](https://www.thorlabs.com/newgrouppage9.cfm?objectgroup_id=5287)），看电场实部或者虚部还真没听说过。
+
+这么做的原因是衍射光强分布不同地方差几个量级，如果这样存到图片里就损失了大量的信息。就算像本题这样取了实部，其实强度信息也基本损失完了，所以图片上除了黑点就是白点，几乎没有中间颜色。但因为实部包含了相位信息，所以仍能成功重构图像，因为[图像的细节信息其实在相位而不是强度中](https://people.eecs.berkeley.edu/~sastry/ee20/vision2/node6.html)。
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+另外，真实情况的零频率分量是在成像中间的，模拟中其实需要进行 fftshift 操作，鉴于这里的图像根本区分不出中间还是边上，就也省去了。
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+本人数理基础也并不扎实，所以具体物理细节还以权威参考资料为准。