1. 소개

2020/12/26 10:00 JST～2020/12/27 10:00 JST 에서 개최된 「Harekase mini CTF」에 팀 「N30Z30N」으로서 솔로 참가했습니다. Welcome 이외에 3문을 풀어 604점 37위였습니다.

2. Writeup

2-0 Welcome(Misc, warmup)

Harekaze mini CTF 2020에 오신 것을 환영합니다! 플래그는 HarekazeCTF {4nch0rs_4we1gh}입니다.

typo하지 않도록 copipe로 입력했습니다.
HarekazeCTF{4nch0rs_4we1gh}

2-1 rsa(Crypto, easy)

시레토코 스즈:

task.py

from Crypto.Util.number import getStrongPrime, getRandomRange

with open("flag", "rb") as f:
  flag = int.from_bytes(f.read(), "big")

p = getStrongPrime(512)
q = getStrongPrime(512)
n = p * q
phi = (p-1)*(q-1)
e = 65537
c1 = pow(flag, e, n)
c2 = pow(p + q, e, n)
c3 = pow(p - q, e, n)

print(f"{n=}")
print(f"{e=}")
print(f"{c1=}")
print(f"{c2=}")
print(f"{c3=}")

output.txt

n=133957491909745071464818932891535809774039075882486614948793786706389844163167535932401761676665761652470189326864929940531781069869721371517782821535706577114286987515166157005227505921885357696815641758531922874502352782124743577760141307924730988128098174961618373787528649748605481871055458498670887761203
e=65537
c1=35405298533157007859395141814145254094484385088710533905385734792407576252003080929963085838327711405177354982539867453717921912839308282313390558033140654288445877937672625603540090399691469218188262950682485682814224928528948502206046863184746747265896306678488587444125143233443450049838709221084210200357
c2=23394879596667385465597018769822552384439114548016006879565586102300995936951562766011707923675690015217418498865916391314367448706185724546566348496812451258316472754407976794025546555423254676274654957362894171995220230464953432393865332807738040967281350952790472772600745096787761443699676372681208295288
c3=54869102748428770635192859184579301467475982074831093316564134451063250935340131274147041633101346896954483059058671502582914428555153910133076778016989842641074276293354765141522703887273042367333036465503084165682591308676428523152462442280924054400997210800504726635778588407034149919869556306659386868798

$e$ 는 홀수이므로 $c_2 + c_3\equiv (p+q)^{e}+(p-q)^{e}\equiv 2p^{e}\equiv 0\mod{p}$ 이므로 $GCD ((c_2+c_3),N)$ 을 계산하여 $p$ 를 계산할 수 있습니다. 그리고는 통상의 복호 처리를 하면 OK입니다.

solve.py

from Crypto.Util.number import *
import gmpy2

n = 133957491909745071464818932891535809774039075882486614948793786706389844163167535932401761676665761652470189326864929940531781069869721371517782821535706577114286987515166157005227505921885357696815641758531922874502352782124743577760141307924730988128098174961618373787528649748605481871055458498670887761203
e = 65537
c1=35405298533157007859395141814145254094484385088710533905385734792407576252003080929963085838327711405177354982539867453717921912839308282313390558033140654288445877937672625603540090399691469218188262950682485682814224928528948502206046863184746747265896306678488587444125143233443450049838709221084210200357
c2 = 23394879596667385465597018769822552384439114548016006879565586102300995936951562766011707923675690015217418498865916391314367448706185724546566348496812451258316472754407976794025546555423254676274654957362894171995220230464953432393865332807738040967281350952790472772600745096787761443699676372681208295288
c3 = 54869102748428770635192859184579301467475982074831093316564134451063250935340131274147041633101346896954483059058671502582914428555153910133076778016989842641074276293354765141522703887273042367333036465503084165682591308676428523152462442280924054400997210800504726635778588407034149919869556306659386868798

p = gmpy2.gcd(c2 + c3, n)
q = n // p
phi = (p-1)*(q-1)
d = inverse(e, phi)
print(long_to_bytes(pow(c1, d, n)).decode())

HarekazeCTF{RSA_m34n5_Rin_Shiretoko_Ango}

2-2.QR (Crypto, easy)

일본의 CTF에서는 QR코드와 관련된 문제가 자주 출제됩니다.

task.py

import qrcode

with open("flag", "r") as f:
  flag = f.read().strip()

qr = qrcode.QRCode(border=0)
qr.add_data(flag)
qr.make(fit=True)

matrix = qr.get_matrix()
matrix2 = [ [0 for _ in range(len(matrix) - 1) ] for _ in range(len(matrix) - 1)]

for y in range(len(matrix)-1):
  for x in range(len(matrix)-1):
    matrix2[y][x] = (matrix[y][x] + matrix[y+1][x] + matrix[y][x+1] + matrix[y+1][x+1]) % 4

print(matrix2)

output.txt

[[3, 2, 2, 2, 2, 3, 2, 1, 1, 1, 2, 2, 1, 1, 2, 3, 3, 3, 3, 2, 1, 1, 2, 3, 2, 2, 3, 2, 2, 2, 2, 3],
 [2, 1, 2, 2, 1, 2, 2, 0, 1, 2, 2, 3, 3, 1, 0, 2, 0, 0, 3, 2, 2, 1, 1, 3, 2, 2, 2, 1, 2, 2, 1, 2],
 [2, 2, 0, 0, 2, 2, 2, 1, 2, 3, 3, 3, 3, 2, 2, 2, 2, 3, 3, 2, 2, 2, 3, 0, 2, 2, 2, 2, 0, 0, 2, 2],
 [2, 2, 0, 0, 2, 2, 2, 2, 3, 3, 3, 3, 2, 2, 3, 1, 1, 3, 3, 3, 2, 2, 0, 0, 2, 2, 2, 2, 0, 0, 2, 2],
 [2, 1, 2, 2, 1, 2, 2, 2, 0, 0, 2, 2, 3, 3, 2, 1, 2, 3, 3, 3, 2, 1, 2, 3, 2, 2, 2, 1, 2, 2, 1, 2],
 [3, 2, 2, 2, 2, 3, 2, 2, 3, 3, 2, 2, 3, 3, 2, 2, 2, 2, 3, 3, 2, 1, 1, 2, 2, 2, 3, 2, 2, 2, 2, 3],
 [2, 2, 2, 2, 2, 2, 1, 2, 2, 2, 2, 1, 1, 1, 2, 3, 3, 3, 2, 2, 3, 3, 3, 3, 2, 1, 2, 2, 2, 2, 2, 2],
 [1, 0, 0, 1, 1, 1, 2, 3, 2, 1, 1, 1, 1, 1, 2, 2, 3, 3, 2, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 2, 2, 2, 2, 1, 0, 1],
 [2, 1, 0, 1, 2, 2, 2, 3, 3, 2, 1, 2, 3, 2, 2, 2, 3, 3, 2, 2, 1, 2, 3, 2, 3, 3, 3, 3, 2, 2, 1, 1],
 [3, 3, 2, 2, 3, 3, 1, 1, 3, 3, 1, 2, 3, 1, 2, 3, 3, 0, 2, 1, 2, 3, 0, 3, 2, 2, 3, 2, 0, 1, 1, 0],
 [2, 3, 0, 0, 0, 3, 1, 0, 2, 2, 1, 3, 2, 1, 2, 1, 2, 0, 3, 3, 0, 3, 2, 2, 2, 2, 3, 2, 0, 0, 1, 1],
 [0, 2, 3, 2, 3, 3, 2, 2, 2, 1, 2, 3, 2, 3, 3, 1, 2, 0, 0, 0, 0, 3, 2, 1, 2, 3, 2, 2, 2, 1, 2, 3],
 [0, 2, 3, 2, 3, 3, 3, 3, 2, 2, 2, 1, 1, 2, 2, 2, 3, 3, 2, 2, 3, 0, 0, 3, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 3, 3],
 [0, 2, 0, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 2, 2, 2, 2, 1, 2, 3, 2, 1, 1, 2, 2, 3, 0, 3, 1, 1, 1, 0, 2, 0, 2],
 [1, 3, 0, 3, 2, 2, 2, 3, 3, 1, 1, 3, 0, 0, 2, 1, 2, 2, 2, 3, 3, 1, 1, 2, 3, 2, 0, 0, 0, 1, 2, 1],
 [3, 3, 3, 0, 3, 2, 1, 2, 3, 1, 0, 1, 3, 0, 3, 2, 3, 2, 1, 2, 3, 3, 1, 0, 1, 2, 2, 2, 1, 0, 1, 1],
 [3, 2, 2, 3, 0, 3, 2, 3, 3, 2, 2, 1, 2, 3, 2, 3, 3, 2, 1, 1, 3, 0, 3, 1, 1, 3, 0, 3, 1, 1, 2, 1],
 [3, 2, 2, 2, 2, 2, 3, 0, 2, 1, 3, 2, 1, 2, 2, 3, 3, 3, 2, 2, 0, 0, 0, 2, 2, 3, 2, 2, 2, 3, 2, 0],
 [0, 2, 1, 2, 1, 1, 3, 0, 2, 0, 1, 2, 2, 3, 3, 3, 0, 3, 2, 3, 0, 3, 2, 2, 3, 2, 1, 3, 3, 2, 2, 1],
 [3, 3, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 1, 1, 1, 1, 2, 3, 2, 1, 3, 2, 1, 2, 2, 2, 1, 1, 2, 2, 3, 3, 1, 0, 2, 3],
 [3, 3, 2, 1, 2, 3, 2, 2, 2, 3, 3, 2, 1, 1, 1, 0, 2, 3, 2, 1, 1, 3, 3, 2, 1, 2, 0, 2, 1, 1, 2, 0],
 [2, 2, 1, 0, 2, 3, 3, 3, 2, 3, 0, 3, 1, 0, 1, 1, 1, 2, 2, 1, 2, 0, 0, 3, 1, 1, 2, 1, 2, 3, 3, 3],
 [0, 2, 3, 2, 2, 2, 3, 2, 0, 2, 3, 1, 0, 1, 3, 2, 1, 2, 2, 2, 3, 3, 2, 1, 1, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2],
 [2, 3, 0, 3, 1, 1, 2, 2, 1, 2, 2, 1, 2, 2, 3, 3, 2, 2, 2, 2, 3, 2, 0, 1, 3, 0, 0, 0, 2, 0, 1, 2],
 [2, 2, 2, 1, 0, 1, 1, 2, 2, 2, 2, 1, 3, 2, 2, 0, 3, 1, 1, 1, 2, 3, 1, 2, 3, 2, 2, 3, 3, 2, 2, 1],
 [2, 2, 2, 2, 2, 2, 1, 2, 3, 2, 1, 0, 1, 1, 2, 3, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 3, 2, 1, 1, 2, 3, 2, 1, 0],
 [3, 2, 2, 2, 2, 3, 2, 1, 2, 1, 0, 0, 1, 2, 3, 3, 2, 2, 1, 2, 3, 1, 1, 3, 2, 1, 1, 2, 2, 0, 0, 0],
 [2, 1, 2, 2, 1, 2, 2, 1, 1, 1, 2, 2, 2, 2, 2, 3, 0, 2, 1, 3, 0, 3, 1, 2, 3, 2, 2, 3, 2, 0, 0, 1],
 [2, 2, 0, 0, 2, 2, 2, 1, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 3, 0, 3, 2, 2, 2, 2, 1, 2, 3, 3, 3, 3, 3, 2, 1, 1],
 [2, 2, 0, 0, 2, 2, 2, 0, 2, 2, 0, 1, 2, 2, 3, 0, 3, 3, 2, 1, 2, 2, 1, 1, 2, 2, 1, 2, 3, 3, 2, 0],
 [2, 1, 2, 2, 1, 2, 2, 0, 2, 2, 0, 2, 3, 2, 3, 3, 2, 3, 2, 1, 3, 0, 2, 1, 3, 3, 1, 1, 2, 2, 1, 0],
 [3, 2, 2, 2, 2, 3, 2, 1, 2, 2, 1, 1, 2, 3, 3, 2, 3, 3, 1, 0, 2, 0, 3, 3, 3, 2, 1, 1, 3, 2, 0, 1]]

33 매스 × 33 매스의 2차원 바코드에 대해 검정 = 1, 흰색 = 0으로, (자 매스+오른쪽 매스+아래 매스+오른쪽 하단 매스) mod 4를 계산한 32×32의 행렬에 encode 한 데이터 가 주어집니다.
프로그램을 쓰는 것이 귀찮았기 때문에 (라고 하는 것과, decode 결과의 2차원 바코드를 목시하고 싶었기 때문에), Excel 방안지(!)를 사용해 풀었습니다.
먼저 output.txt의 내용을 Excel 시트에 확장합니다 ( "], ["를 "\r\n"으로 바꾸고 맨 앞에있는 "[""])를 제거한 다음 CSV 형식으로 저장 그리고 읽었습니다).

입력용 시트입니다. 1을 입력하면 검정색으로 칠하도록 조건부 서식을 설정했습니다.

입력용 시트의 값을 기초로 encode 한 결과를 나타내는 검증용 시트입니다. output.txt의 내용과 일치하는 셀이 노란색이 되도록 조건부 서식을 설정했습니다.

이하, 검증용 시트의 32×32 매스가 모두 노랗게 되도록, 입력용 시트를 묘화(검게 칠하고 싶은 곳에 1을 입력)합니다. 우선 「세로 H1 ~ H7, 가로 A8 ~ H8」을 처리(전부 흰색이므로 아무것도 넣지 않는다), 그 다음은 「세로 I1 ~ I8, 가로 A9 ~ I9」・・・라고 하는 상태에, 처리된 사이즈를 8×8, 9×9・・・이 되도록 입력을 진행시켜 갑니다. 익숙해지면 바삭바삭할 수 있었으므로, 아무튼 결과 오라이겠지요.


HarekazeCTF{d0_y0u_7hink_qr_ch4113ng3_i5_r3411y_in_d3m4nd}

2-3. Easy Flag Checker (Reversing, warmup)

이 바이너리에 캐릭터 라인을 주면(자), 플래그일지 어떨지를 체크해 줍니다.

chall이라는 바이너리 파일이 배포됩니다.
우선, ida free로 내용을 확인했습니다.

angr로 갈 수 있었기 때문에 원 던져 버렸습니다.

Python 3.8.6 (default, Sep 25 2020, 09:36:53) 
[GCC 10.2.0] on linux
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>> import angr
>>> p = angr.Project("./chall")
>>> state = p.factory.entry_state()
>>> sim = p.factory.simulation_manager(state)
>>> sim.explore(find=(0x400000+0x1321,),avoid=(0x400000+0x133b,))
<SimulationManager with 1 found, 70 avoid>
>>> print(sim.found[0].posix.dumps(0))
b'HarekazeCTF{0rth0d0x_fl4g_ch3ck3r!}'

HarekazeCTF{0rth0d0x_fl4g_ch3ck3r!}

3. 결론

거의 먹고 남겨 버렸기 때문에, 가지고 돌아가 「배를 치게 하고 나서」 제대로 맛있게 먹고 싶습니다.