CTF中關於md5的一些總結

前言

最近打了挺多ctf，碰到挺多關於md5的一些問題，或者一些變種的題目，雖然已經是爛大街的問題了，但是還是需要總結一下，方便下次比賽可以直接用腳本

CTF中的一些案例案例1——ciscn2020初賽——easytrick

<?php
class trick{
    public $trick1;
    public $trick2;
    public function __destruct(){
        $this->trick1 = (string)$this->trick1;
        if(strlen($this->trick1) > 5 || strlen($this->trick2) > 5){
            die("你太長了");
        }
        if($this->trick1 !== $this->trick2 && md5($this->trick1) === md5($this->trick2) && $this->trick1 != $this->trick2){
            echo file_get_contents("/flag");
        }
    }
}
highlight_file(__FILE__);
unserialize($_GET['trick']);

這裡我們拋開反序列化不談，這題本質上需要我們構造trick1=NAN，trick2=NAN即可繞過。原理也很簡單，NaN與所有值都不相等，包括它自己。當然也可以用INF繞過，原理類似，這裡不過多贅述

案例2——強網杯2020——Funhash

<?php
include 'conn.php';
highlight_file("index.php");
//level 1
if ($_GET["hash1"] != hash("md4", $_GET["hash1"]))
{
    die('level 1 failed');
}

//level 2
if($_GET['hash2'] === $_GET['hash3'] || md5($_GET['hash2']) !== md5($_GET['hash3']))
{
    die('level 2 failed');
}

//level 3
$query = "SELECT * FROM flag WHERE password = '" . md5($_GET["hash4"],true) . "'";
$result = $mysqli->query($query);
$row = $result->fetch_assoc(); 
var_dump($row);
$result->free();
$mysqli->close();

這裡重點關注level 1，其他兩關都是老生常談的東西，無須過多贅述。這裡我已經寫好了腳本，下次遇到這種md4的題目直接爆破幹它

下面給出我已經爆破好的例子：

0e251288019
0e898201062

exp.php

<?php
$payload = "0123456789";
function calc_md4($s){
    $s = "0e".$s;
    $md4 = hash("md4", $s);
    if (substr($md4, 0, 2) === "0e" && ctype_digit(substr($md4, 2))) {
        echo $s.PHP_EOL;
    }
}

function getstr($payload,$s,$slen){
    if(strlen($s) == $slen){
        calc_md4($s);
        return $s;
    }
    for($i = 0;$i<strlen($payload);$i++){

        $sl = $s.$payload[$i];
        getstr($payload, $sl, $slen);
    }

}

//字符串長度從3到30，肯定找得到
for($i = 3;$i<30;$i++){
    getstr($payload,'',$i);
}

案例3——NJUPT2019南郵校賽——easyphp

這裡我截取了一部分代碼，用作案例講解

$string_1 = $_GET['str1'];
$string_2 = $_GET['str2'];
//2nd
if(is_numeric($string_1)){
    $md5_1 = md5($string_1);
    $md5_2 = md5($string_2);
    if($md5_1 != $md5_2){
        $a = strtr($md5_1, 'cxhp', '0123');
        $b = strtr($md5_2, 'cxhp', '0123');
        if($a == $b){
            echo '2nd ok'."<br>";
        }
        else{
            die("can u give me the right str???");
        }
    } 
    else{
        die("no!!!!!!!!");
    }
}

這裡的關鍵就是，需要我們找兩個個是ce開頭的，然後ce後面是純數字的md5值

下面給出我已經爆破好的例子：

N9KU3
QlYRH

爆破的腳本如下

exp.py

import string
import hashlib
payload = string.ascii_letters+string.digits
def calc_md5(s):
    md5 = hashlib.md5(s.encode("utf-8")).hexdigest()
    if (md5[0:2] == "ce" and md5[2:].isdigit()) :
        print(s)

def getstr(payload,s,slen):
    if(len(s) == slen):
        calc_md5(s)
        return s

    for i in payload:
        sl = s+i
        getstr(payload, sl, slen)

# 字符串長度從0到30，肯定找得到
for i in range(3,30):
    getstr(payload,'',i)

案例4——雙MD5碰撞繞過

<?php

if (isset($_GET['a']) && isset($_GET['b'])) {
    $a = $_GET['a'];
    $b = $_GET['b'];
    if ($a != $b && md5($a) == md5(md5($b))) {
        echo "flag{XXXXX}";
} else {
        echo "wrong!";
    }

} else {
    echo 'wrong!';
}
?>

這裡其實我們只要找出md5(md5($b))是0e開頭的且0e後面是純數字的字符串即可

下面給出我已經爆破好的例子：

f2WfQ
iv2Cn

爆破腳本如下：

exp.py

import string
import hashlib

payload = string.ascii_letters + string.digits


def calc_md5(s):
    md5 = hashlib.md5(s.encode("utf-8")).hexdigest()
    md5_double = hashlib.md5(md5.encode("utf-8")).hexdigest()
    if (md5_double[0:2] == "0e" and md5_double[2:].isdigit()):
        print(s)


def getstr(payload, s, slen):
    if (len(s) == slen):
        calc_md5(s)
        return s

    for i in payload:
        sl = s + i
        getstr(payload, sl, slen)


# 字符串長度從0到30，肯定找得到
for i in range(3, 30):
    getstr(payload, '', i)

案例5——php中md5($str,true)注入

<?php
    $password = $_POST['password'];
    $sql = "SELECT * FROM admin WHERE username = 'admin' and password = '".md5($password,true)."'";
    $result = mysqli_query($link,$sql);
    if(mysqli_num_rows($result)>0){
        echo 'Success';
    }else{
        echo 'Failure';
    }
?>

這裡md5輸出的是16 字符二進位格式，並不是我們平時看到的32字符十六進位數，所以我們只需要找md5加密後字符串中是否存在'or'字符串

下面給出我已經爆破好的例子：

ffifdyop
4SV7p
bJm4aG
bNas5p
ckHAEb

exp.php

<?php
$payload = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ0123456789";
function calc_md5_true($s)
{
    $md5_true = md5($s,true);
    if (strpos($md5_true,"'or'") !== false){
        echo $s.PHP_EOL;
    }
}

function getstr($payload, $s, $slen)
{
    if (strlen($s) == $slen) {
        calc_md5_true($s);
        return $s;
    }
    for ($i = 0; $i < strlen($payload); $i++) {

        $sl = $s . $payload[$i];
        getstr($payload, $sl, $slen);
    }

}

//字符串長度從3到30，肯定找得到
for ($i = 3; $i < 30; $i++) {
    getstr($payload, '', $i);
}

案例6——強網杯2018——Web 籤到

這裡選取了部分代碼，用作演示

<?php
if((string)$_POST['param1']!==(string)$_POST['param2'] && md5($_POST['param1'])===md5($_POST['param2'])){
    die("success!");
}

這裡因為對兩個參數都進行了強制類型轉換，所以一般的方法（用數組報錯繞過肯定是行不通的了），所以我們必須找到兩個文件，他們的內容不一樣，但是md5值相等

在網上找到兩張圖片，他們內容不一樣，但是md5值一樣

double_md5_1double_md5_2

exp.py

# -*- coding: utf-8 -*-
import requests as req
url = 'http://localhost:82/WWW/test2.php'
with open('double_md5_1.jpg','rb') as f:
    md51 = f.read()
with open('double_md5_2.jpg','rb') as f:
    md52 = f.read()

data = {'param1':md51,'param2':md52}
r = req.post(url=url,data=data)
print(r.text)

案例7——md5($a)與md5(md5($a))都是0e開頭的字符串

下面給出我已經爆破好的例子：

exp.py

import string
import hashlib

payload = string.ascii_letters + string.digits


def calc_md5(s):
    md5 = hashlib.md5(s.encode("utf-8")).hexdigest()
    md5_double = hashlib.md5(md5.encode("utf-8")).hexdigest()
    if (md5[0:2] == "0e" and md5[2:].isdigit() and md5_double[0:2] == "0e" and md5_double[2:].isdigit()):
        print(s)


def getstr(payload, s, slen):
    if (len(s) == slen):
        calc_md5(s)
        return s

    for i in payload:
        sl = s + i
        getstr(payload, sl, slen)


# 字符串長度從0到30，肯定找得到
for i in range(3, 30):
    getstr(payload, '', i)

拓展三張圖片碰撞

在上個案例中，只是兩張圖片碰撞。這裡我們思考一個問題，如果是三張圖片呢，是否存在？答案是存在的

three_md5_1three_md5_2three_md5_3兩個其他類型的文件md5碰撞

首先下載hashclash，如果是linux環境的話可以下載編譯好的二進位文件，如果是macos系統的話，就需要下載源碼，然後自行編譯，編譯成功如下：

image-20200828160628187創建目錄

mkdir ipc_workdir

cd ipc_workdir

運行腳本

echo -n "TEST" > prefix.txt

../scripts/poc_no.sh prefix.txt

稍等片刻後，就可以碰撞出來了

image-20200828164834105php文件的md5碰撞

下載文件：

wget https://s3-eu-west-1.amazonaws.com/md5collisions/a.php

wget https://s3-eu-west-1.amazonaws.com/md5collisions/b.php

image-20200828205602032

How I made two PHP files with the same MD5 hash

sha1碰撞

下載文件

curl -sSO https://shattered.it/static/shattered-1.pdf

curl -sSO https://shattered.it/static/shattered-2.pdf

image-20200828173329579任意多個文件，文件內容不同，md5值相同

運用的原理如下：

MD5(file + col1_a + col2_a) === MD5(file + col1_a + col2_b) === MD5(file + col1_b + col2_a) === MD5(file + col1_b + col2_b)

這裡使用的工具還是hashclash

我們在在hashclash文件夾下創建工作目錄，然後執行下面的shell腳本

gen.sh

../bin/md5_fastcoll test.txt -o test_1.txt test_2.txt
../bin/md5_fastcoll test_1.txt -o test_1_1.txt test_1_2.txt
../bin/md5_fastcoll test_1_1.txt -o test_1_1_1.txt test_1_1_2.txt
./genfiles.py

genfiles.py

with open("test.txt","rb") as f:
    base = f.read()

with open("test_1.txt","rb") as f:
    file_1 = f.read()
    coll_1 = file_1[len(base):]

with open("test_2.txt","rb") as f:
    file_2 = f.read()
    coll_2 = file_2[len(base):]

with open("test_1_1.txt","rb") as f:
    file_1_1 = f.read()
    coll_1_1 = file_1_1[len(file_1):]

with open("test_1_2.txt","rb") as f:
    file_1_2 = f.read()
    coll_1_2 = file_1_2[len(file_2):]


with open("test_1_1_1.txt","rb") as f:
    file_1_1_1 = f.read()
    coll_1_1_1 = file_1_1_1[len(file_1_1):]

with open("test_1_1_2.txt","rb") as f:
    file_1_1_2 = f.read()
    coll_1_1_2 = file_1_1_2[len(file_1_2):]


def w(fn, data):
    f = open(fn, "wb")
    f.write(data)
    f.close()

w("test1.txt", base + coll_1 + coll_1_1 + coll_1_1_1)
w("test2.txt", base + coll_1 + coll_1_1 + coll_1_1_2)
w("test3.txt", base + coll_1 + coll_1_2 + coll_1_1_1)
w("test4.txt", base + coll_1 + coll_1_2 + coll_1_1_2)
w("test5.txt", base + coll_2 + coll_1_1 + coll_1_1_1)
w("test6.txt", base + coll_2 + coll_1_2 + coll_1_1_1)

這樣就可以生成6個文件內容不同，但是它們的md5都相同，事實上，你可以生成任意多個

總結

其實很多題目都是類似的，需要我們自己動手寫腳本，本質上就是去找hash加密後的字符串前兩位是0e，後30位是純數字的，只要會寫腳本，就是萬變不離其宗

Reference

MD5碰撞的一些例子

How to make two binaries with the same MD5 hash

How I made two PHP files with the same MD5 hash

Are there two known strings which have the same MD5 hash value?

SHA1 collision demo / example

ebctf 2013: MD5 COLLIDING

PHP中MD5碰撞Bypass