STM32在CTF中的应用和快速解题

题目给的是bin文件,基本上就是需要我们手动修复的固件逆向。

如果给的是hex文件,我们可能需要使用MKD进行动态调试

主要还是以做题为目的

详细的可以去看文档:pdf1.alldatasheet.com/datasheet-p...

SVD文件下载:github.com/posborne/cm...

本文参考了网上多篇文章,最终汇总在一篇,对这道新的STM32题进行解题。

IDA分析设置

1、基础设置

STM32主要信息:

内核:ARM32位Cortex-M3 CPU

ARM Little-endian

Cortex-M架构属于ARMv7-M

IDA32位打开

​​​

ARM little-endian

点击ok之后进入

flash的映射地址是 0x08000000 ~ 0x0807ffff (512KB)

flash就是我们装代码的地方,也是STM32入口

下面这张图来自STM32中文参考手册

从这张表中,可以了解的信息是,在偏移4的位置存储的是RESET,并且是固定的。

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Reset就是充电就会执行并进入的地方,因此将其当做固件入口

在IDA偏移为4的地方,按下"D"键进行转换

得到了RESET的地址:0x80004D1

可以看到为奇数,说明是thumb指令

按下 "G" 键进行跳转

然后神奇的一幕发生了

自动识别了很多函数

其实这没有固定的套路,我们跟踪跳转,一步一步的分析,最终会到达关键步骤

分析函数 :sub_8000260

发现爆红了,需要我们手动添加一些段

Flash Memory: 0x8000000 ~ 0x801FFFF (128K)

SRAM: 0x20000000 ~ 0x20004FFF (20K)

Peripherals: 0x40000000 ~ 0x40023400

2、添加段-SRAM

​​

单片机内存被总分为flash(rom)和sram(ram),flash里面的数据掉电可保存,sram中的数据掉电就丢失,sram的执行速度要快于flash,flash容量大于sram

单片机的程序存储分为code(代码存储区)、RO-data(只读数据存储区)、RW-data(读写数据存储区) 和 ZI-data(零初始化数据区) Flash 存储 code和RO-data Sram 存储 RW-data 和ZI-data

所以,SRAM段需要我们自己添加

csharp 复制代码
[0x20000000,0x2000ffff]SRAM: 0x20000000 ~ 0x20004FFF (20K) 存放程序动态执行时的变量

​​

‍3、添加段-Peripherals

yaml 复制代码
Peripherals: 0x40000000 ~ 0x400234ff    #这里还是改为了0x400234ff 而不是 0x40023400 在实战中发现多有多余的爆红,因此范围扩大总没错外设寄存器的映射地址,程序通过读写这些内存地址实现对外围设备的控制

Peripherals 段中包含了我们要了解的寄存器

4、恢复中断向量表

地址0x8000000​-0x80000eb​ 存储了中断向量表的相关信息

使用python脚本,主要功能是删除旧的分析,添加dword类型分析

scss 复制代码
for i in range(0x8000000,0x80000eb,1):  del_items(i)for i in range(0x8000000,0x80000eb,4):  create_dword(i)print("ok")

可以看到均已恢复

修复完成后,发现了很多重复的地址,比如:0x8000519 这些函数并没有定义

跳转过去,将其全部生成对应的函数,使用(P 键)

官方图:

5、恢复符号

bindiff来恢复符号表

如果有闲工夫或者是对stm32的开发非常上手,就可以自己写一个demo,尽可能多的使用到各种库函数,然后编译出一个axf文件。我这里的话,由于好久没有用stm32了,开发起来有些生疏,所以就不自己手写了,我选择捡现成的项目,编译出axf文件

可以多选几个例程,能涵盖更多的库函数,将这些axf文件用IDA打开,然后生成idb文件。然后在我们的目标bin文件中,使用bindiff加载idb文件。

网上随便找一个,下载axf文件

选择一个idb文件,然后会出现这样一个比较界面:

选取similarity大的函数导入到bin文件中

导入之后实际上就能恢复大部分的函数名了。

‍6、恢复外设

导入SVD文件,恢复外设结构

在IDA7.5以后,就自带SVD文件加载插件了,如下图:

打开之后如下:

我们可以自行下载相应的SVD文件,或者加载GitHub上的仓库,我这里选择自行下载然后在本地加载。

下载链接是这个:

stm32-svd-main.zip

选中想要加载的svd文件之后,IDA就会自动恢复bin文件中的外设结构,体现在伪代码中就是这样:

(在这题中好像没什么用)

‍7、解题

基本上做完上面的操作后

STM32就能看了

进入main函数

继续分析

​​

题目说的是要找key

但是发现Key没有值。。。也就是说要么动调要么爆破,给了密文,就差了key

因此写出解密脚本

先转换一下

scss 复制代码
int main() {       int  v19[8] = { 0 };    v19[0] = 0xF4DD0F64;    v19[1] = 0x5173B9F8;    v19[2] = 0xC7D238B2;    v19[3] = 0x9B9FCA8;    v19[4] = 0x286D3C51;    v19[5] = 0x429DE399;    v19[6] = 0x8084307B;    LOWORD(v19[7]) = 0x9175;    for (size_t i = 0; i < 8; i++)    {        for (size_t j = 0; j < 4; j++)        {            printf("%02x ", (v19[i] >> 8 * j)&0xff);        }    }​​​    return 0;}

‍写出解密脚本:

python 复制代码
from itertools import productfrom Crypto.Cipher import ARC4xorkey ="flag{tH14.l4_F@kKkEeeE---f41g}"enc = bytearray([0x64,0x0f,0xdd,0xf4,0xf8,0xb9,0x73,0x51,0xb2,0x38,0xd2,0xc7,0xa8,0xfc,0xb9,0x09,0x51,0x3c,0x6d,0x28,0x99,0xe3,0x9d,0x42,0x7b,0x30,0x84,0x80,0x75,0x91])l = list(range(0x20,0x7f))for k in product(l, repeat=4):    key = bytearray(k)    res = ARC4.new(key).decrypt(xorkey.encode())    if res == enc:        print('get')        print(key)        exit(0)

使用C语言爆破会更快

less 复制代码
#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <string.h>#include <stdint.h>#include <unistd.h>​#include <openssl/arc4.h>​#define XOR_KEY "flag{tH14.l4_F@kKkEeeE---f41g}"#define ENC_SIZE 29​int main() {    uint8_t enc[ENC_SIZE] = {0x64, 0x0f, 0xdd, 0xf4, 0xf8, 0xb9, 0x73, 0x51, 0xb2, 0x38, 0xd2, 0xc7, 0xa8, 0xfc, 0xb9, 0x09, 0x51, 0x3c, 0x6d, 0x28, 0x99, 0xe3, 0x9d, 0x42, 0x7b, 0x30, 0x84, 0x80, 0x75, 0x91};​    int l[] = {0x20, 0x21, 0x22, 0x23, 0x24, 0x25, 0x26, 0x27, 0x28, 0x29, 0x2a, 0x2b, 0x2c, 0x2d, 0x2e, 0x2f,               0x30, 0x31, 0x32, 0x33, 0x34, 0x35, 0x36, 0x37, 0x38, 0x39, 0x3a, 0x3b, 0x3c, 0x3d, 0x3e, 0x3f,               0x40, 0x41, 0x42, 0x43, 0x44, 0x45, 0x46, 0x47, 0x48, 0x49, 0x4a, 0x4b, 0x4c, 0x4d, 0x4e, 0x4f,               0x50, 0x51, 0x52, 0x53, 0x54, 0x55, 0x56, 0x57, 0x58, 0x59, 0x5a, 0x5b, 0x5c, 0x5d, 0x5e, 0x5f,               0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0x64, 0x65, 0x66, 0x67, 0x68, 0x69, 0x6a, 0x6b, 0x6c, 0x6d, 0x6e, 0x6f,               0x70, 0x71, 0x72, 0x73, 0x74, 0x75, 0x76, 0x77, 0x78, 0x79, 0x7a, 0x7b, 0x7c, 0x7d, 0x7e, 0x7f};    int l_size = sizeof(l) / sizeof(int);​    uint8_t key[4];    uint8_t dec[ENC_SIZE];​    for (int i = 0; i < l_size; i++) {        for (int j = 0; j < l_size; j++) {            for (int k = 0; k < l_size; k++) {                for (int m = 0; m < l_size; m++) {                    key[0] = l[i];                    key[1] = l[j];                    key[2] = l[k];                    key[3] = l[m];​                    ARC4_CTX ctx;                    ARC4_set_key(&ctx, 4, key);​                    ARC4(&ctx, ENC_SIZE, enc, dec);​                    if (memcmp(dec, XOR_KEY, ENC_SIZE) == 0) {                        printf("get\n");                        printf("%c%c%c%c\n", key[0], key[1], key[2], key[3]);                        exit(0);                    }                }            }        }    }​    return 0;}

爆破出秘钥:

d4@d

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