MoveCTF 所有题解Writeup
layout: post title: movectf-writeup date: 2022-11-10 14:11:21 tags:
由 Sui 开发公司 Mysten Labs 支持的首个 MoveCTF(Capture The Flag)安全竞赛包含四道题目以下是所有题目的题解
题目源码和题解:https://github.com/chrisyy2003/ctf-writeup/tree/main/MoveCTF
调用entry入口函数从而触发Flag事件
public entry fun get_flag(ctx: &mut TxContext) {
event::emit(Flag {
user: tx_context::sender(ctx),
flag: true
})
}
调用函数可以通过cli来调用
# get_flag
sui client call --function get_flag --module checkin --package <packageID> --gas-budget 3000
题目源码:source code
题解代码:solve code
这道题是一个区块链上的游戏,部署时创建了一个Hero,每个英雄具有 200 点体力, 每次与普通怪物战斗消耗 1 点体力,与 Boss 战斗消耗 2 点体力。体力耗尽后,英雄不再能够战斗。
每次击杀怪物后,英雄经验 +1,当英雄经验达到 100 后,可以升级;升级后英雄 HP,strength,defense 均提升;英雄最高等级为 2。英雄等级达到 2 后,可以根据装备稀有度继续刷怪物或者击杀 Boss;击败 Boss 后,有 1% 几率掉落宝箱,最后打开宝箱同样也只有1%几率成功打开。
通过分析得到如果直接去打boss,一个是每次都会扣除2点的体力值,第二是击败后宝箱掉落几率太低。即使运气好击败boss成功掉落,后面打开TreasuryBox同样只有1%的概率,且如果随机数不为0的话宝箱则会丢失。所以需要预测随机数,才能在200的体力的限制下,成功击杀 Boss,保证掉落几率 100%,最后成功打开。
题目的随机数是通过random库实现的,随机数种子是ctx_bytes
和uid_bytes
的拼接,uid_bytes
是sui中object对象中uid
字段转字节后的值。
fun seed(ctx: &mut TxContext): vector<u8> {
let ctx_bytes = bcs::to_bytes(ctx);
let uid = object::new(ctx);
let uid_bytes: vector<u8> = object::uid_to_bytes(&uid);
object::delete(uid);
let info: vector<u8> = vector::empty<u8>();
vector::append<u8>(&mut info, ctx_bytes);
vector::append<u8>(&mut info, uid_bytes);
let hash: vector<u8> = hash::sha3_256(info);
hash
}
所以如果能够获得当前交易的ctx_bytes
和新生成的uid
即可预测seed。
uid
是由tx_context库中的new函数通过ctx参数生成,内部调用了内置derive_id
函数,derive_id
通过当前交易的哈希值和ids_created
拼接生成,hash(tx_hash || ids_created)
/// Generate a new, globally unique object ID with version 0
public(friend) fun new_object(ctx: &mut TxContext): address {
let ids_created = ctx.ids_created;
let id = derive_id(*&ctx.tx_hash, ids_created);
ctx.ids_created = ids_created + 1;
id
}
/// Native function for deriving an ID via hash(tx_hash || ids_created)
native fun derive_id(tx_hash: vector<u8>, ids_created: u64): address;
通过TxContext结构体可以得到,ids_created
是TxContext
的内置字段,表示当前交易被创建了多少个对象的一个计数器。
struct TxContext has drop {
/// A `signer` wrapping the address of the user that signed the current transaction
signer: signer,
/// Hash of the current transaction
tx_hash: vector<u8>,
/// The current epoch number.
epoch: u64,
/// Counter recording the number of fresh id's created while executing
/// this transaction. Always 0 at the start of a transaction
ids_created: u64
}
所以,如果能够获得当前交易被创建了多少个对象即可获得下一个UID
的值,从而知道下一个seed的返回值。
但是函数参数中的ctx
由于在定义的TxContext
模块外,Move不能在模块以外直接修改其中的ids_created
值,所以需要利用bcs库反序列化ctx
对象,从而手动修改ids_created
值。
bcs库主要实现了move中对象的一些序列化和反序列化操作,新建一个bcs对象会使得结构体的存储顺序交换,因为其中会调用v::reverse(&mut bytes)
,所以返回结果中首20个字节是地址,紧接着是tx_hash
,epoch
,ids_created
。
let ctx_bytes = bcs::new(bcs::to_bytes(ctx));
let _recover_address = bcs::peel_address(&mut ctx_bytes);
let recover_tx_hash = bcs::peel_vec_u8(&mut ctx_bytes);
let _recover_epoch = bcs::peel_u64(&mut ctx_bytes);
let recover_ = bcs::peel_u64(&mut ctx_bytes);
// 加上对象创建的数量
let ids_created = recover_ids_created + uid_offset;
拿到ids
,加上预测交易中可能创建的对象数,再将新的ids
和tx_hash
序列化为uid
,随后按照题目中的seed的构造方式构造自己的seed即可。
需要注意的是,object::new时,是先计算id值,后更新id,所以预测的seed实际上是下一次seed的值
最后封装一个refresh_ctx
函数,每次使得offset的值+1,(也就是创建的对象数+1)去寻找随机数为0的id数。如果为0则跳出循环,并创建刚才循环次数的对象数从而修改ctx中的参数,最后使得合约下一次随机数为0。
此外,在slay_boar_king
时,源码中创建monster
时会调用四次随机数,所以打boss时需要预测随机数为0的前四次。
此题题解源码:https://github.com/chrisyy2003/ctf-writeup/tree/main/MoveCTF/simple_game/solve
题目源码:source code
题解代码:solve code
本题利用了Hot Potato实现了Move中的闪电贷,关于什么是Hot Potato可以看一下Move Patterns Hot Potato。
根据闪电贷的逻辑,每个人可以给FlashLender
借钱,并且结构题存在一个VecMap记录着每个人存放了多少。
由于逻辑设计的问题,用户可以通过闪电贷来增加自己的存款余额,此外闪电贷的设计是repay
和check
余额是分开的,check
检查余额的时候也是检查整个Lender
的余额和Last
的比较,所以导致check消耗我们的receipt
的时候不需要传入代币,从而可以导致FlashLender
中记录的值大于实际拥有的值。
所以通过闪电贷借出后再向Lender存款增加余额,最后再提取即可。
entry public fun do(self: &mut FlashLender, ctx: &mut TxContext) {
let (coin, receipt) = flash::loan(self, 1000, ctx);
flash::deposit(self, coin, ctx);
flash::check(self, receipt);
flash::withdraw(self, 1000, ctx);
flash::get_flag(self, ctx);
}
最后通过cli调用部署的solve合约,从而获得Flag。
sui client call --function do --module m --package <your_packID> --args <FlashLenderID> --gas-budget 3000
题目源码:source code
题解代码:solve code
这道题关于一些数学知识。其中最核心是以下代码,通过变量名能够想到$A$是一个$3\times3$的矩阵,通过表达式可以得出其含义为$A$矩阵左乘$P$矩阵,即$AP=C$
let c11 = ( (a11 * p11) + (a12 * p21) + (a13 * p31) ) % 26;
let c21 = ( (a21 * p11) + (a22 * p21) + (a23 * p31) ) % 26;
let c31 = ( (a31 * p11) + (a32 * p21) + (a33 * p31) ) % 26;
$$ \left[\begin{array}{ccc}a{11} & a{12} & a{13} \a{21} & a{22} & a{23} \a{31} & a{33} & a{33}\end{array}\right]\left[\begin{array}{l}p{11} \p{21} \p{31}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{l}a{11} \times p{11}+a{12} \times p{21}+a{13} \times p{33} \a{21} \times p{11}+a{22} \times p{21}+a{23} \times p{33} \a{31} \times p{11}+a{32} \times p{21}+a{33} \times p{33}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{l}c{11} \c{21} \c_{31}\end{array}\right] $$
由于$P$矩阵是complete_plaintext
,complete_plaintext
前9个已知,所以$P$矩阵已知,$C$矩阵为encrypted_flag
,前9个同样已知。所以通过sagemath中的solve_left可以求的$A$矩阵即源码中的key
,求的$A$后由于complete_plaintext
除前9个以外$P$未均知,但$C$已知,所以通过solve_right再求一次即可。
由于
encrypted_flag
输出3个是c矩阵中的列,所以处理encrypted_flag
时,需要三个一组 并调用transpose
转置一下 sagamath有在线运行环境:https://sagecell.sagemath.org/
此外还有一个不成熟的想法,利用sagemath中的solve_mod直接解一个9元的非线性方程,但是跑了很久没有跑出来,应该是复杂度的问题。
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