老题新招 | 再解Vxworks加密漏洞

前言

工控固件逆向题，有时会在vxworks上做文章。笔者在啃工匠安全实验室第二道CTF题时，在原文的基础上，通过编写程序，计算出了hash为固定值cQwwddSRxS所使用key的解。

正文

对工控固件（一般为vxworks）的分析有固定的步骤，总结如下：

1.用binwalk查看固件基本信息并解压固件；

2.确认解压固件的信息如CPU类型，编译固件使用的大头序；

3.确定固件的加载地址，一般为0×10000（原文中未对如何找加载地址进行解读）；

4.用IDA pro反汇编程序，并修复固件中的函数名；

5.找到对应的漏洞函数进行分析。

由于原文中未对如何找出固件加载地址进行说明，也未对最后碰撞hash值的过程进行说明。在这样的疑惑下，本人对这两个问题进行了进一步的解析：

一是找出了靠谱的计算固件加载地址的方法（这里要感谢”工匠安全实验室”的大哥给出的思路）；

二是通过编写程序，碰撞出多个同一hash值的多个key解。

一、计算固件加载地址

       固件加载地址的计算是通过vxworks固件中的函数符号表计算得出的。在固件中，与函数字符串相关的有两个地址，一个是在固件中字符串的存储地址；另一个是固件中保存的函数字符串的内存地址。这两个地址相减，就能得出固件的加载地址。因此，我们只需要定位到一个固定的字符串，找到它在固件中的位置以及在内存中加载它的地址，就能算出固件的加载地址了。在winhex中搜索APP_STATION这个字符串（该字符串有它的特殊性，它是函数字符表中的最后一个字符串，见下图，如果搜不到该字符串，按照这种方式找到字符表的最后一个字符串也是可以的），记下它在固件中的地址为0x26656c。

       下一步还需要找到该字符串在内存中的加载地址，根据函数符号表的特点，它的内存加载地址为符号表的起始位置。在binwalk中可以查看vxworks的字符表的大致起始位置，如下图所示，binwalk计算的符号表的起始位置为0x301E74。

       需要说明的是，这个值不一定准确，还需在winhex中进一步确认。在winhex中跳转到0x301E74，如下图所示。图的右侧出现了很规律的”…..’e…”的列。这种规律复合函数符号表的排列方式，因此，根据排列规律，符号表的起始位置应该为0x301E64。

       在这个地址存储的是字符串的内存地址为0x27656C，而且可以看到，字符串的地址是倒序排列，所以这个地址就是前面的最后一个字符串的内存地址。

那么，加载地址为字符串的内存地址减去字符串地址有：0x27656C - 0x26656C =0×10000

算出了固件的加载地址，当我们加载固件后，需要修复函数名该怎么办呢？可以利用函数名修复脚本完成这一操作，使用的脚本如下图所示：

       在对具体的工控固件进行函数名修复时，脚本中有三个值需要注意下。loadaddres即是刚刚算出的加载地址，eaStart即是函数符号表的起始地址为0x301E64，eaEnd是函数符号表的结束地址，这个地址怎么找，还是只有根据符号表的规律来找。如下图所示，符号表会规律的排列，这种规律排列在0x3293a4结束，因此，这个地址即为符号表的结束地址。

这样，才可以顺利地加载并运行该脚本。

二、暴力碰撞hash值

先通过固件逆向分析loginDefaultEncrypt函数，在IDA Pro中可以看到loginDefaultEncrypt函数的反汇编情况，结合vxworks给出的源码，可重写该函数为：

       在函数里可以看到，输入的密码key长度有限制，长度得大于8，小于40。而hash值cQwwddSRxS的长度为10。经分析发现，长度为9和10的key都可能会产生长度为10的hash值。因此，本人先通过编写程序随机生成长度为10的密码本，代码如下，为shell脚本。

        在大for循环中，共生成了100万个长度为10的密码。在shell中运行该程序：

./10pass.sh > 1.txt  #将随机密码输出到1.txt文件中。

再编写程序循环读入密码本中随机生成的密码，采用已经写好的loginDefaultEncrypt函数算出密码对应的hash值；最后，与题目给出的hash值进行比较，如算出的hash与题目hash的值相等，则视为碰撞出了key值。下面是给出程序的main函数，在函数中可以清楚地看到每一步的操作。

用gcc编译：gcc -o guesshash ./guesshash.c，运行，碰撞出的结果如下图所示。

可以看到，这确实是一个很弱的加密算法，100万个随机密码就碰撞出11个hash值相同的结果。

最后，本次实验的所有实验代码见github：https://github.com/scu-igroup/ctf_vxworks

总结

vxworks固件已曝出多个漏洞，要想定位这些漏洞，还需一些固件逆向的知识。本人即是在学习的过程中，发现计算固件加载地址和hash碰撞在现有的资料中，涉及的并不多，因此自己总结出了一套方法，在此分享出来，供大家参考。如有其他思路和建议，欢迎一起讨论。

*本文原创作者：scu-igroup，转载自FreeBuf