智能合约逆向分析教学文档：34C3 CTF题目解析

一、智能合约逆向基础

1.1 智能合约逆向分析工具

1. Etherscan：用于查看合约字节码和交易记录
2. EtherVM.io：提供反编译(Decompilation)和反汇编(Disassembly)功能
   • 自动调用4byte.directory解析函数签名
   • 支持查看合约存储状态
3. 4byte.directory：函数签名数据库，用于识别未知函数

1.2 关键概念

1. 字节码结构：
   • 函数选择器：调用时msg.data前4字节
   • 参数编码：遵循ABI规范
2. 存储布局：
   • storage槽使用规则
   • 变量在storage中的位置

二、34C3 CTF题目分析

2.1 题目信息

• 合约地址：0x949a6ac29b9347b3eb9a420272a9dd7890b787a3
• 交易信息：
  1. 0x2a0f7696
  2. 0x2a0f7696
  3. 0x2a0f7696000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000c1cb
  4. 0x9f1b3bad
  5. 0x2a0f7696000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000c1cb

2.2 合约功能分析

2.2.1 主调度函数(main)

function main() {
    memory[0x40:0x60] = 0x60;
    if (msg.data.length < 0x04) {
        revert(memory[0x00:0x00]);
    }
    
    // 提取函数选择器
    var var0 = msg.data[0x00:0x20] / 0x0100000000000000000000000000000000000000000000000000000000 & 0xffffffff;
    
    // 函数分发逻辑
    if (var0 == 0x2a0f7696) { // func_00CC
        if (msg.value) { revert(memory[0x00:0x00]); }
        var var1 = 0x0081;
        var var2 = msg.data[0x04:0x24] & 0xffff;
        var1 = func_00CC(var2);
        var temp0 = memory[0x40:0x60];
        memory[temp0:temp0 + 0x20] = var1;
        var temp1 = memory[0x40:0x60];
        return memory[temp1:temp1 + (temp0 + 0x20) - temp1];
    } 
    else if (var0 == 0x5b6b431d) { // Withdraw
        if (msg.value) { revert(memory[0x00:0x00]); }
        var1 = 0x00c0;
        var2 = msg.data[0x04:0x24];
        Withdraw(var2);
        stop();
    } 
    else if (var0 == 0x9f1b3bad) { // Receive
        var1 = 0x00ca;
        Receive();
        stop();
    } 
    else {
        revert(memory[0x00:0x00]);
    }
}

2.2.2 func_00CC函数分析

function func_00CC(var arg0) returns (var r0) {
    var var0 = 0x00;
    if (arg0 & 0xffff != storage[0x01] & 0xffff) {
        return 0x00;
    }
    memory[0x00:0x20] = msg.sender;
    memory[0x20:0x40] = 0x02;
    return storage[keccak256(memory[0x00:0x40])];
}

关键点：

1. 参数类型：arg0是2字节数据（& 0xffff）
2. 验证逻辑：输入参数必须等于storage[0x01]存储的值
3. 返回值：基于msg.sender和固定值0x02计算storage位置后返回

2.2.3 Receive函数分析

function Receive() {
    var var0 = 0x00;
    var var1 = var0;
    var var2 = 0x02;
    memory[memory[0x40:0x60] + 0x20:memory[0x40:0x60] + 0x20 + 0x20] = 0x00;
    var temp0 = memory[0x40:0x60];
    memory[temp0:temp0 + 0x20] = msg.value;
    var var3 = temp0 + 0x20;
    var temp1 = memory[0x40:0x60];
    var temp2;
    temp2, memory[temp1:temp1 + 0x20] = address(var2).call.gas(msg.gas - 0x646e)(memory[temp1:temp1 + var3 - temp1]);
    if (!temp2) { revert(memory[0x00:0x00]); }
    var temp3 = memory[memory[0x40:0x60]:memory[0x40:0x60] + 0x20] ~ storage[0x01];
    memory[0x00:0x20] = msg.sender;
    memory[0x20:0x40] = 0x02;
    storage[keccak256(memory[0x00:0x40])] = temp3;
}

关键点：

1. 修改了storage[0x01]的值
2. 为msg.sender设置了storage值
3. 使得后续func_00CC调用能够通过验证

2.3 解题步骤

1. 分析交易流程：

   • 前三次调用func_00CC都返回0x00，说明验证失败
   • 第四次调用Receive函数修改了存储状态
   • 第五次调用func_00CC成功返回有效数据

2. 提取flag：

   from Crypto.Util.number import *
   a = 0x333443335f6772616e646d615f626f756768745f736f6d655f626974636f696e
   print(long_to_bytes(a))
   

   输出：b'34C3_grandma_bought_some_bitcoin'

三、智能合约逆向技巧总结

3.1 分析方法

1. 从主调度函数入手：

   • 识别函数选择器
   • 分析参数提取方式
   • 跟踪函数调用流程

2. 存储分析：

   • 识别关键storage位置
   • 跟踪storage读写操作
   • 理解storage布局

3. 内存分析：

   • 识别内存使用模式
   • 跟踪内存读写操作

3.2 常见模式

1. 访问控制：

   • msg.sender验证
   • storage中的权限标记

2. 状态验证：

   • 输入参数与storage值比较
   • 条件返回值

3. 资金操作：

   • .call.value()调用模式
   • 余额检查

四、参考资料

1. 题目地址: https://archive.aachen.ccc.de/34c3ctf.ccc.ac/challenges/index.html
2. 合约地址: https://etherscan.io/address/0x949a6ac29b9347b3eb9a420272a9dd7890b787a3
3. 反编译地址: https://ethervm.io/decompile?address=0x949A6aC29B9347B3eB9a420272A9DD7890B787A3
4. Writeup: https://github.com/kuqadk3/CTF-and-Learning/blob/master/34c3ctf/crypto/chaingang/readme.md