IOT网络协议分析：从2024年网鼎杯半决赛babyRTP题目入门

1. 题目背景与概述

这是一个基于RTP(实时传输协议)的IOT网络协议分析题目，涉及双端推流服务。题目名称为"babyRTP"，主要考察对RTP协议的理解和实际应用能力。

RTP协议基础：

• RTP(Real Time Transport Protocol)：由IETF于1996年在RFC 1889中公布
• 为IP上的语音、图像等实时传输的多媒体数据提供端对端的传输服务
• 本身不保证服务质量(QoS)，需配合RTCP(Real-time Transport Control Protocol)使用
• RTCP功能：监控服务质量并传送会话参与者信息，服务器可利用其数据包信息改变传输速率和负载数据类型

2. 环境搭建与准备

2.1 环境要求

• 服务端：Ubuntu 22.04.5
• 分析工具：Kali Linux（用于binwalk解包）
• 网络抓包工具：Wireshark

2.2 固件处理步骤

1. 使用binwalk解包babyrtp.bin文件：

   binwalk babyrtp.bin
   

2. 解压得到的out.zip文件
3. 将解压后的图片文件重命名为flag.jpg
4. 将flag.jpg放置到/usr目录下
5. 运行pwn文件启动服务

注意：如果Ubuntu上binwalk不可用，可在Kali Linux上解包后传输到Ubuntu

3. 服务分析

3.1 服务架构

• Web服务端口：8080
• RTP流传输端口：5004

3.2 关键函数分析

3.2.1 handle_request函数

• 处理客户端连接请求
• 调用extract_url函数处理输入

3.2.2 extract_url函数

• 通过URL参数"url="接收输入
• 要求参数为IPv4地址并以"&"结尾
• 示例格式：url=192.168.1.1&

3.2.3 push_stream函数

• 接收参数：flag.jpg、aes_key.bin、IP地址和端口5004
• 调用rtp_aes_push函数持续执行流传输

4. RTP加密流传输分析

4.1 rtp_aes_push功能

• 将flag.jpg进行AES加密
• 使用aes_key.bin文件作为密钥
• 通过RTP协议将加密内容发送到指定IP的5004端口

4.2 加密过程细节

1. 数据读取：一次读取图片1024字节
2. AES加密：
   • 加密块大小：16字节
   • 不足16字节用数字补齐
3. RTP封装：
   • 加密后数据长度从1024变为1036字节
   • 前12字节为RTP头信息，后1024字节为加密数据

5. 解题步骤详解

5.1 获取加密数据流

1. 构造URL请求：

   http://[服务IP]:8080/?url=[本地IP]&
   

   示例：http://192.168.1.100:8080/?url=192.168.1.1&

2. 使用Wireshark抓包：

   • 选择正确的网络接口（如NAT虚拟网卡）
   • 过滤RTP流量：rtp

5.2 数据处理与提取

1. 从Wireshark导出数据：

   • 追踪流 → UDP流
   • 显示方式改为"原始数据"
   • 另存为output.bin

2. 使用Python脚本处理数据：

   with open("output.bin", "rb") as f:
       all_data = f.read()
   
   padding = 1036 - len(all_data) % 1036
   all_data += b"0" * padding
   
   data_seg = []
   for i in range(len(all_data) // 1036):
       temp = all_data[i*1036:(i+1)*1036]
       data_seg.append(temp[12:])  # 去除前12字节头信息
   
   with open("images.bin", "wb") as f:
       for i in data_seg:
           f.write(i)
   

5.3 AES解密

1. 获取密钥：

   • 路径：/usr/aes_key.bin
   • 或从解包后的固件中提取

2. Python解密脚本：

   from Crypto.Cipher import AES
   from Crypto.Util.Padding import unpad
   import os
   
   key = open("aes_key.bin", "rb").read()
   
   def decrypt_file(input_path, output_path, key):
       cipher = AES.new(key, AES.MODE_ECB)
       with open(input_path, 'rb') as infile, open(output_path, 'wb') as outfile:
           while True:
               block = infile.read(16)
               if len(block) == 0:
                   break
               elif len(block) < 16:
                   block = block.ljust(16, b'\0')
               decrypted_block = cipher.decrypt(block)
               outfile.write(decrypted_block)
           outfile.truncate(os.path.getsize(output_path) - decrypted_block.count(b'\0'))
   
   decrypt_file("images.bin", "flag.jpg", key)
   print("解密完成!")
   

3. 替代方案：使用CyberChef工具解密

   • 导入加密文件
   • 使用AES解密模块
   • ECB模式
   • 提供密钥
   • 保存为JPG格式

6. 关键知识点总结

1. RTP协议特点：

   • 实时传输协议，常用于音视频流
   • 不保证可靠性，但保证实时性
   • 通常与RTCP配合使用

2. AES加密要点：

   • ECB模式（电子密码本模式）
   • 固定块大小16字节
   • 需要处理填充数据

3. 数据包分析技巧：

   • 识别和过滤RTP流量
   • 理解协议头部结构
   • 有效载荷提取方法

4. 解题思路：

   • 逆向分析服务逻辑
   • 构造合法请求获取加密数据
   • 正确处理协议封装
   • 实现正确的解密流程

7. 常见问题与解决方案

1. binwalk无法使用：

   • 在Kali Linux上解包后传输
   • 或尝试更新binwalk版本

2. Wireshark抓不到包：

   • 确认选择了正确的网络接口
   • 检查防火墙设置
   • 尝试使用tcpdump辅助抓包

3. 解密失败：

   • 检查密钥是否正确
   • 确认数据去除了RTP头
   • 验证AES模式和填充方式

4. 服务无法启动：

   • 检查文件路径是否正确
   • 确认依赖库已安装
   • 检查端口是否被占用

8. 扩展学习

1. 深入RTP协议：

   • 研究RFC 3550（RTP标准文档）
   • 了解RTP头部各字段含义
   • 学习RTCP的QoS监控机制

2. AES加密进阶：

   • 比较ECB、CBC等不同模式
   • 学习PKCS#7填充标准
   • 研究初始化向量(IV)的使用

3. IOT安全分析：

   • 固件逆向工程技巧
   • 常见IOT协议分析
   • 漏洞挖掘方法

4. 相关CTF题目：

   • 历年网鼎杯IOT题目
   • DEF CON CTF中相关题目
   • 其他CTF比赛的网络协议分析题

通过本题的完整分析，我们系统性地学习了RTP协议在IOT环境中的应用，以及如何分析加密的网络流量。这种从协议理解到实际分析再到数据解密的完整流程，是IOT安全研究的基础技能。