[UNCTF2020]BetterCpu WriteUp

这题不同前一题虚拟机ezvm一样，指令很多而且复杂，需要通过写文档和脚本来化简过程。

直接丢进IDA7.2（如果使用IDA7.0则虚拟机的emulator部分会分析出错）查看。

　　进入main函数后按F5反编译，再进入ezvm::ezvm()里看构造函数的初始化，因为出题人已经给了符号表，所以捋清整个控制流其实是不难的（比赛时没做出来，问就是没加载符号表和不会写脚本）。&v1 + 4的地址就是局部变量enc_flag的地址，故unk_409020就是加密后的flag。

怎么加载符号表？就是进入IDA7.2时会弹出一个关于DWARF debug informa的对话框，选Yes就行了。

然后进入ezvm::run()，里面一大段switch显然就是虚拟机的emulator部分，而且显然是个栈式虚拟机（什么是堆栈虚拟机和寄存器虚拟机？）如果还不清楚，后面写脚本生成的伪汇编代码就会看的更清楚。

需要注意的是，这个虚拟机栈的sp并不是指向栈的第一个元素，而是指向第一个元素的前面一个元素。

下面是虚拟机机器码的文档（其实也可以不用写）。

BetterCpu Virtual Machine Instructment

9bytes

0xEu

cmp rflag,1

je $+idata

9bytes

0xFu

cmp rflag,1

je $-idata

0x10u

push reg

0x11u

pop reg

0x12u

pop mem[reg]

0x13u

push mem[reg]

9bytes

0x20u

mov reg,idata

0x21u

mov reg,getchar()

0x22u

putchar(reg)

0x30u

sadd

0x31u

ssub

0x32u

sxor

0x33u

slhs

0x34u

srhs

0x40u

scmp

0x80u

return

其中sdd，ssub，sxor，scmp是我自己编的指令方便写脚本，请读者可以对照反编译结构自行理解。

下面就可以写脚本将机器码翻译成汇编代码了。

codes =[

  0x20, 0x57, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x22,

  0x20, 0x65, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x22,

  0x20, 0x31, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x22,

  0x20, 0x63, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x22,

  0x20, 0x30, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x22,

  0x20, 0x6D, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x22,

  0x20, 0x65, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x22,

  0x20, 0x0A, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x22,

  0x20, 0x50, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x22,

  0x20, 0x6C, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x22,

  0x20, 0x65, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x22,

  0x20, 0x61, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x22,

  0x20, 0x73, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x22,

  0x20, 0x65, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x22,

  0x20, 0x20, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x22,

  0x20, 0x49, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x22,

  0x20, 0x6E, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x22,

  0x20, 0x50, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x22,

  0x20, 0x75, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x22,

  0x20, 0x74, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x22,

  0x20, 0x3A, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x22,

  0x20, 0x0A, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x22,

  0x20, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x10,

  0x12, 0x21, 0x10, 0x20, 0x00, 0x01, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,

  0x00, 0x00, 0x10, 0x20, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,

  0x00, 0x00, 0x13, 0x30, 0x11, 0x12, 0x20, 0x01, 0x00, 0x00,

  0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x10, 0x20, 0x00, 0x00, 0x00,

  0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x13, 0x30, 0x12, 0x20, 0x00,

  0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x13, 0x20, 0x2C,

  0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x10, 0x40, 0x0F,

  0x44, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x20, 0x00,

  0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x10, 0x12, 0x20,

  0x00, 0x01, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x10, 0x20,

  0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x13, 0x30,

  0x11, 0x13, 0x20, 0x66, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,

  0x00, 0x10, 0x30, 0x20, 0x36, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,

  0x00, 0x00, 0x10, 0x32, 0x20, 0x42, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,

  0x00, 0x00, 0x00, 0x10, 0x31, 0x20, 0x00, 0x01, 0x00, 0x00,

  0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x10, 0x20, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,

  0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x13, 0x30, 0x11, 0x12, 0x20, 0x01,

  0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x10, 0x20, 0x00,

  0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x13, 0x30, 0x12,

  0x20, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x13,

  0x20, 0x2C, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x10,

  0x40, 0x0F, 0x7A, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,

  0x20, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x10,

  0x12, 0x20, 0x00, 0x01, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,

  0x10, 0x20, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,

  0x13, 0x30, 0x11, 0x13, 0x20, 0x50, 0x01, 0x00, 0x00, 0x00,

  0x00, 0x00, 0x00, 0x10, 0x20, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,

  0x00, 0x00, 0x00, 0x13, 0x30, 0x11, 0x13, 0x40, 0x0E, 0x98,

  0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x20, 0x01, 0x00,

  0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x10, 0x20, 0x00, 0x00,

  0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x13, 0x30, 0x12, 0x20,

  0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x13, 0x20,

  0x2C, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x10, 0x40,

  0x0F, 0x63, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x20,

  0x53, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x22, 0x20,

  0x75, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x22, 0x20,

  0x63, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x22, 0x20,

  0x63, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x22, 0x20,

  0x65, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x22, 0x20,

  0x73, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x22, 0x20,

  0x73, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x22, 0x20,

  0x21, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x22, 0x20,

  0x0A, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x22, 0x80,

  0x20, 0x46, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x22,

  0x20, 0x41, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x22,

  0x20, 0x49, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x22,

  0x20, 0x4C, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x22,

  0x20, 0x0A, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x22,

  0x80, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,

  0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,

  0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00

]

fp = open('./codes.asm','wb')

def getQword(i):

    return (codes[i+1] + (codes[i+2] << 8) + (codes[i+3] << 16) + (codes[i+4] << 32) + (codes[i+5] << 8) +

    (codes[i+6] << 40) + (codes[i+7] << 48)  + (codes[i+8] << 56))

i = 0

while i < len(codes):

    if codes[i] == 0xE:

        fp.write(b"cmp rflag,1\nje $ + "+ hex(getQword(i)).encode() + b"\n")

        i+=9

    elif codes[i] == 0xF:

        fp.write(b"cmp rflag,1\nje $ - "+ hex(getQword(i)).encode() + b"\n")

        i+=9

    elif codes[i] == 0x10:

        fp.write(b"push reg\n")

        i+=1

    elif codes[i] == 0x11:

        fp.write(b"pop reg\n")

        i+=1

    elif codes[i] == 0x12:

        fp.write(b"pop mem[reg]\n")

        i+=1

    elif codes[i] == 0x13:

        fp.write(b"push mem[reg]\n")

        i+=1

    elif codes[i] == 0x20:

        fp.write(b"mov reg," + hex(getQword(i)).encode()+ b"\n")

        i+=9

    elif codes[i] == 0x21:

        fp.write(b"mov reg,getchar()\n")

        i+=1

    elif codes[i] == 0x22:

        fp.write(b"putchar(reg)\n")

        i+=1

    elif codes[i] == 0x30:

        fp.write(b"sadd\n")

        i+=1

    elif codes[i] == 0x31:

        fp.write(b"ssub\n")

        i+=1

    elif codes[i] == 0x32:

        fp.write(b"sxor\n")

        i+=1

    elif codes[i] == 0x33:

        fp.write(b"slhs\n")

        i+=1

    elif codes[i] == 0x34:

        fp.write(b"srhs\n")

        i+=1

    elif codes[i] == 0x40:

        fp.write(b"scmp\n")

        i+=1

    elif codes[i] == 0x80:

        fp.write(b"end\n")

        break

生成的伪汇编代码如下：

mov reg,0x57

putchar(reg)

mov reg,0x65

putchar(reg)

mov reg,0x31

putchar(reg)

mov reg,0x63

putchar(reg)

mov reg,0x30

putchar(reg)

mov reg,0x6d

putchar(reg)

mov reg,0x65

putchar(reg)

mov reg,0xa

putchar(reg)

mov reg,0x50

putchar(reg)

mov reg,0x6c

putchar(reg)

mov reg,0x65

putchar(reg)

mov reg,0x61

putchar(reg)

mov reg,0x73

putchar(reg)

mov reg,0x65

putchar(reg)

mov reg,0x20

putchar(reg)

mov reg,0x49

putchar(reg)

mov reg,0x6e

putchar(reg)

mov reg,0x50

putchar(reg)

mov reg,0x75

putchar(reg)

mov reg,0x74

putchar(reg)

mov reg,0x3a

putchar(reg)

mov reg,0xa

putchar(reg)

;print Welc0me Input

mov reg,0x0

push reg

pop mem[reg]

;将UserInput字符串放入memory+0x100处

loop_1:

mov reg,getchar()

push reg

mov reg,0x100

push reg

mov reg,0x0

push mem[reg]

;stack men[reg] 0x100 UserInput

sadd

pop reg

pop mem[reg]

mov reg,0x1

push reg

mov reg,0x0

push mem[reg]

sadd

pop mem[reg]

mov reg,0x0

push mem[reg]

mov reg,0x2c

push reg

scmp

cmp rflag,1 ;循环够0x2C次

je loop_1

mov reg,0x0

push reg

pop mem[reg]

loop_2:

mov reg,0x100

push reg

mov reg,0x0

push mem[reg]

sadd

pop reg

push mem[reg];pointer to UserInput

mov reg,0x66

push reg

sadd

mov reg,0x36

push reg

sxor

mov reg,0x42

push reg

ssub

mov reg,0x100

push reg

mov reg,0x0

push mem[reg]

sadd

pop reg

pop mem[reg]

;enc_flag[i] == (UserInput[i] + 0x66)^0x36-0x42

mov reg,0x1

push reg

mov reg,0x0

push mem[reg]

sadd

pop mem[reg]

mov reg,0x0

push mem[reg]

mov reg,0x2c

push reg

scmp

cmp rflag,1

je loop_2

mov reg,0x0

push reg

pop mem[reg]

mov reg,0x100

push reg

mov reg,0x0

push mem[reg]

sadd

pop reg

push mem[reg]

mov reg,0x150

push reg

mov reg,0x0

push mem[reg]

sadd

pop reg

push mem[reg]

scmp

cmp rflag,1

je $ + 0x98

mov reg,0x1

push reg

mov reg,0x0

push mem[reg]

sadd

pop mem[reg]

mov reg,0x0

push mem[reg]

mov reg,0x2c

push reg

scmp

cmp rflag,1

je $ - 0x63

;print Success

mov reg,0x53

putchar(reg)

mov reg,0x75

putchar(reg)

mov reg,0x63

putchar(reg)

mov reg,0x63

putchar(reg)

mov reg,0x65

putchar(reg)

mov reg,0x73

putchar(reg)

mov reg,0x73

putchar(reg)

mov reg,0x21

putchar(reg)

mov reg,0xa

putchar(reg)

end

加密过程很简单，注释已经写好在伪汇编代码里了，直接写脚本得flag：

#include<iostream>

#include<string>

using namespace std;

int enc_flag[]= {171,160,189,170,184,149,74,86,87,77,177,72,67,177,183,173,177,92,187,170,170,187,172,177,74,182,175,160,177,71,66,92,121,173,177,91,107,177,108,104,107,94,147,4,0};

string flag;

int main(void){

  for(int i = 0;i < 0x2c; ++i){

    flag += ((enc_flag[i]+0x42)^0x36)-0x66;

  }

  cout << flag << endl;

  return 0;

}

flag: unctf{THIS_VM_is_Better_Than_YLB's_E5_2650}

<s>YLBNB!</s>

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