2026软件系统安全赛 writeup
字数 7134
更新时间 2026-03-18 13:45:26

2026软件系统安全赛Writeup - 综合题型解析教学

引言

本文档基于2026年软件系统安全赛的官方Writeup，系统性地解析了其中涉及的关键安全技术与解题思路。内容涵盖逆向工程、密码学、网络流量分析、隐写术、Web安全等多个领域，旨在为学习者提供一套完整、深入的分析框架和方法论。

第一部分：逆向工程（Reverse Engineering）

题目1：PyC文件恢复与ELF提取

1.1 初始分析

  • 目标：从提供的Base64数据中恢复Python字节码（.pyc）文件
  • 核心代码片段显示，多个Base64片段拼接后解码，可得到完整的.pyc文件
  • 关键工具：IDA Pro用于分析主函数，确定需要恢复pyc文件

1.2 恢复与反编译

  1. Base64解码：将提供的b64_parts列表拼接后解码
  2. 文件写入：生成payload_encoder.pyc文件
  3. 反编译工具：使用PyLingual等工具对pyc文件进行反编译

1.3 核心逻辑分析

反编译后得到Payload_To_PixelCode_video.py，其主要功能是将任意文件编码为视频：

  • 读取输入文件，转换为二进制字符串
  • 使用固定异或密钥10101010（0xAA）对每8位进行异或加密
  • 将加密后的比特流按8x8像素块映射到视频帧中（黑=1，白=0）

1.4 逆向恢复流程

要恢复原始文件（此处为ELF可执行文件），需执行反向操作：

  1. 视频帧解析：按8x8像素块读取每帧，根据平均像素值判断比特（黑=1，白=0）
  2. 比特流重组：将所有帧的比特按顺序拼接
  3. 异或解密：每8位为一组，与0xAA异或，恢复原始字节
  4. 文件重建：将字节流写入文件，得到原始ELF

1.5 进阶分析：ELF中的MD5字符表

恢复出的ELF文件中包含一系列32位十六进制字符串，经验证为单字符的MD5哈希值。

  • 攻击方法：预计算可打印ASCII字符的MD5值，建立查找表
  • 恢复脚本：提取ELF中的MD5字符串，通过查表反推原始字符，拼接得到flag

最终flag：dart{2ab1fb8a-b830-45e7-8830-66c7e3b3e05a}

题目2：多层壳保护程序分析

2.1 初步检测

  • 使用查壳工具检测，发现程序被加壳
  • 尝试使用UPX等工具脱壳，但可能遇到变种或自定义壳

2.2 导入表分析

导入函数极少，仅包含LoadLibraryA、GetProcAddress、VirtualProtect，表明程序动态解析API，是壳或Loader的典型特征。

2.3 动态脱壳与仿真

由于静态分析困难，采用动态或仿真方案：

  • 工具：使用Speakeasy仿真框架
  • 步骤：
    1. 加载样本到仿真环境
    2. 执行所有入口点
    3. 提取解包后的内存镜像（unpacked.bin）

2.4 内存镜像分析

在unpacked.bin中搜索，发现一段很长的Base64数据，开头为TVqQ（即"MZ"的Base64编码），表明内嵌了一个PE文件。

2.5 第二阶段载荷提取

  1. 使用正则提取Base64 blob
  2. Base64解码，写入stage2.exe

2.6 第二阶段深入分析

stage2.exe为正常PE结构，但关键节区（.hello、.mydata）被加密。

  • 加密算法识别：通过反汇编识别出典型的RC4算法特征（KSA和PRGA函数）
  • 密钥位置：存储在.rdata节区
  • 整体保护层次：
    1. 第一层：UPX壳
    2. 第二层：Base64内嵌PE
    3. 第三层：RC4加密节区

解密.hello和.mydata后，发现程序核心是AES输入验证逻辑。但题目目标并非破解输入，而是分析样本中隐藏的UUID标识符。

最终flag：dart{c3d4f5cc-8aab-46ce-a188-2fc453f3b288}

题目3：Python打包程序与自定义块加密

3.1 程序解包

  • 目标：PyInstaller打包的Python可执行文件
  • 工具：使用在线工具（如pyinstxtractor-web）或本地工具解包，获取内部的pyc文件

3.2 反编译分析

反编译client.pyc，发现核心加密模块为crypt_core.so，以及自定义的Base64编码表和密钥处理逻辑。

  • 自定义Base64：码表被替换
  • 密钥推导：原始Base85编码的密钥材料，处理后取前16字节作为最终密钥

3.3 分析crypt_core.so

.so文件的反编译代码混乱，需从汇编和常量特征入手。

  • 核心函数：encode_data(plaintext, key)
  • 算法特征：
    • 分组大小16字节
    • PKCS#7填充
    • 轮密钥扩展
    • 轮函数中包含x ^ rol(x, 2) ^ rol(x, 10) ^ rol(x, 18) ^ rol(x, 24)等线性变换，类似SM4但非标准（为24轮变体）

3.4 解密流程

由于不是标准SM4，需逆向encode_data函数，实现对应的解密算法：

  1. 密文按16字节分组
  2. 轮密钥逆序应用
  3. 移除PKCS#7填充
    对提供的三段密文（readme.txt, flag.txt, config.txt）使用密钥passvkcDKWLAA45o解密。

最终flag：dart{f4b547fc-b3d0-44c3-bf21-8f3fb5ad3220}

第二部分：密码学（Cryptography）

题目：多层RSA与秘密共享

1. 题目结构

提供level1/目录和加密的level2.zip。

  • level1/包含：
    • 加密脚本encrypt.py
    • 明文生成脚本generate-plaintexts.py
    • 多个RSA公钥（key-*.pem）
    • 多个密文（ciphertext-*.bin）
  • 目标：解密ciphertext，恢复message，获得level2.zip密码。

2. 加密逻辑分析（encrypt.py）

根据RSA模数n的位数选择两种模式：

  1. n_bits >= 2048：使用RSA-OAEP加密一个32字节的随机AES-GCM密钥，再用该密钥加密消息。
  2. n_bits < 2048：使用裸RSA（pow(key_int, e, n)）加密一个16字节的随机AES-GCM密钥。

3. 明文生成逻辑（generate-plaintexts.py）

  • 将10个message分别进行简化的Asmuth-Bloom秘密共享。
  • 每个message的共享数据（份额）被拼接，形成10个plaintext文件。
  • 每个plaintext-j.txt的第一行是message1的内容，后续9行分别是message2~message10的第j个份额。

4. 攻击步骤

4.1 恢复RSA私钥

  • 检查公钥间的共性：发现key-1与key-2、key-15与key-4存在共因子，可通过计算GCD恢复私钥。
  • 对其他密钥尝试Wiener攻击、Fermat分解等，共恢复11个私钥。

4.2 解密密文
使用恢复的私钥解密对应的ciphertext-*.bin。解密后明文格式为固定头+多行份额数据。每行格式：modulus : remainder : bitlen。

4.3 重构秘密（中国剩余定理）
对每个message（2~10），收集其足够的份额(di, ki)，其中ki = S mod di。使用中国剩余定理（CRT）求解原始秘密S，即message内容。

关键message7的内容包含level2.zip的密码：9Zr4M1ThwVCHe4nHnmOcilJ8

5. 第二层：小私钥指数攻击

解压level2.zip得到task.py和level3.zip。

  • 关键参数：d为180-bit素数，e = d^{-1} mod lam，其中lam = lcm(p-1, q-1)。
  • 攻击思路：由于d很小，可尝试推广的Wiener攻击。枚举g = gcd(p-1, q-1)的可能小值，对(e * g) / n进行连分数逼近，恢复d。
  • 成功找到g=4，恢复p和q。
  • 下一层密码为sha256(str(p+q).encode()).hexdigest()，即：2aa9c360df99cbb4209e4dbab5a9f9ffd86d34906e3206fecfdabf0bb7aeb5ac

6. 第三层：基于泄露信息的RSA私钥恢复

解压level3.zip得到新的task.py，提供n, e, c和一个复杂的leak表达式。

  • 攻击思路：利用n = p * q和leak表达式的特性，从低位到高位逐位恢复p和q的比特。
  • 实现算法：对于每一位k，枚举p和q当前位的可能值(0,1)，检查(p*q) mod 2^k是否匹配n mod 2^k，同时检查leak mod 2^k是否匹配。由于每一步候选很少，可唯一确定。
  • 恢复p和q后，标准RSA解密得到flag。

最终flag：dart{379c9308-e9a8-45a1-bd55-45bbd822e86d}

第三部分：网络流量分析（Traffic Hunt）

1. 流量概览

  • 文件：一个网络流量pcapng文件。
  • 主要内容：HTTP流量，其中存在大量带有长rememberMe Cookie的请求，这是Apache Shiro框架反序列化漏洞的典型特征。

2. Shiro RememberMe 反序列化分析

  • 攻击者通过构造恶意的rememberMe值，利用Shiro的反序列化漏洞执行任意命令。
  • 从流量中提取rememberMe的Base64值，解码后得到Java序列化对象，可分析出利用链（如commons-collections）。
  • 攻击者执行了whoami、pwd、ls等命令，并上传了一个Webshell。

3. Webshell通信分析

  • 上传的Webshell路径：/favicondemo.ico，并给出了连接密码和密钥。
  • 后续流量中出现大量与该Webshell的加密通信（POST请求，请求体/响应体为Base64字符串）。
  • 攻击者通过Webshell下载并执行了一个二进制程序/var/tmp/out，该程序携带AES密钥参数，并连接C2服务器10.1.243.155:7788。

4. C2自定义协议解密

  • 过滤出目标IP端口7788的TCP流量。
  • 协议格式：4字节小端长度 + AES-GCM加密数据。
  • 密钥来自命令行参数：IhbJfHI98nuSvs5JweD5qsNvSQ/HHcE/SNLyEBU9Phs=（Base64解码为32字节AES密钥）。
  • 编写解密脚本，按长度字段分割数据流，使用AES-GCM解密（nonce为前12字节，tag为后16字节）。

5. 获取Flag

解密后的通信明文显示攻击者执行了echo命令，输出一串长字符串：3SoX7GyGU1KBVYS3DYFbfqQ2CHqH2aPGwpfeyvv5MPY5Dm1Wt9VYRumoUvzdmoLw6FUm4AMqR5zoi。

  • 此字符串经Base58解码，再Base64解码后，得到最终flag。

最终flag：dart{d9850b27-85cb-4777-85e0-df0b78fdb722}

第四部分：隐写术（Steganography）

1. 文件格式修复

  • 目标文件末端魔数被篡改（FFFFFFFF）。
  • 将其修复为正确的7z归档头部魔数：37 7A BC AF 27 1C。

2. 图片隐写分析

修复后解压得到一张图片。使用隐写分析工具（如Stegsolve、zsteg）检查。

  • 发现LSB（最低有效位）隐写。
  • 在Stegsolve中，提取RGB通道最低位（RGB 0,0,0）的数据，得到一个加密的ZIP压缩包。

3. CRC32爆破攻击

  • 该ZIP包内包含多个pass*.zip文件，每个子ZIP内只有一个4字节的文本文件，并已知其CRC32值。
  • 攻击原理：CRC32是公开算法，已知CRC32值和文件长度（4字节），可爆破出原始内容。
  • 编写脚本，遍历所有4字节可打印字符组合，计算CRC32并与目标值比对。
  • 将所有爆破出的4字节字符串拼接，得到完整密码短语：c1!xxtLf%fXYPkaA。

4. 零宽字符隐写

使用上述密码解压flag.zip，得到flag.txt。但内容非明文，包含大量零宽字符。

  • 零宽字符类型：
    • 零宽空格 (U+200B) 代表比特 0
    • 零宽非连接符 (U+200C) 代表比特 1
  • 解码脚本：遍历文本中的每个字符，识别零宽字符并转换为比特流，每8位转换为一字节ASCII字符，得到最终flag。

最终flag：（从解码后的零宽隐写信息中获得）

第五部分：Web安全（Auth - 综合渗透）

1. 目标与入口

  • 目标Web应用，具备注册、登录、头像上传、管理员查看在线用户等功能。
  • 初始状态：普通用户权限。

2. 漏洞挖掘与利用链

2.1 任意文件读取/SSRF（漏洞点：头像URL下载）

  • 功能：/profile/avatar允许用户通过URL上传头像。
  • 底层使用urllib.request.urlopen()，未对协议和路径做限制。
  • 利用：通过file://协议读取服务器敏感文件。
    • file:///etc/passwd
    • file:///app/app.py （获取源码）
    • file:///etc/redis/redis.conf （获取Redis密码redispass123）
    • file:///proc/self/environ 及 /proc/<pid>/cmdline （获取进程信息，定位高权限本地服务）

2.2 源码分析与Redis交互逻辑
从app.py得知：

  1. 登录后，用户对象被pickle.dumps()并存入Redis键online_user:{username}。
  2. 管理员端点/admin/online-users会读取所有online_user:*键，并使用一个“受限”的RestrictedUnpickler进行反序列化。
  3. 该Unpickler允许__main__.OnlineUser和builtins.getattr/setattr等，存在被利用的风险。

2.3 CRLF注入攻击Redis（漏洞点：头像URL下载的SSRF）

  • 利用urllib发送请求时，可在URL中插入\r\n（CRLF）来注入额外的协议命令。
  • 已知Redis运行在本地6379，密码从配置文件中获得。
  • Payload示例： 
    http://127.0.0.1:6379/\r\nAUTH redispass123\r\nHSET user:<当前用户名> role admin\r\nQUIT\r\n
  • 效果：将当前用户在Redis中的角色改为admin，重新登录后获得管理员会话。

2.4 定位高权限本地服务

  • 通过读取/proc/<pid>/cmdline，发现一个监听在高权限端口的Python XML-RPC服务（mcp_server_secure.py）。
  • 读取该脚本，获取认证token和端口号。该服务以root权限运行，可执行任意命令。

2.5 构造恶意Pickle对象触发RCE

  • 目标：在管理员访问/admin/online-users时触发反序列化，执行命令。
  • 虽然Unpickler受限，但允许getattr。可构造调用链，最终获取os.system。
  • 最终Payload思路：让反序列化执行的命令，调用上述高权限XML-RPC服务，执行cat /flag，并将结果写入/tmp/flag_root。

2.6 写入恶意Pickle到Redis
再次利用CRLF注入SSRF，将构造好的恶意Pickle字节码写入Redis键online_user:{当前用户名}。

2.7 触发与获取Flag

  1. 以管理员身份访问/admin/online-users，触发反序列化，执行恶意命令。
  2. 命令调用本地root XML-RPC服务读取/flag并写入/tmp/flag_root。
  3. 再次利用头像下载的任意文件读取功能，读取file:///tmp/flag_root，从返回的Base64图片数据中提取flag。

3. 利用总结

这是一个经典的“SSRF -> Redis未授权访问/注入 -> 篡改数据/写入恶意数据 -> 不安全反序列化 -> RCE -> 信息泄露”的综合利用链。关键点在于将文件读取、协议注入、反序列化漏洞与内网高权限服务相结合，实现权限提升和敏感信息窃取。

总结

本Writeup详细解析了软件系统安全赛中涉及的多种安全技术场景。从逆向工程中的文件格式分析、加壳脱壳，到密码学的复杂RSA场景与共享秘密恢复；从网络流量中的协议分析、加密通信解密，到隐写术的多层隐藏与Web安全的纵深渗透利用链，涵盖了CTF竞赛和实战中常见的技术要点。掌握这些分析方法与工具的使用，对于提升软件安全分析与漏洞挖掘能力至关重要。

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