Веб-задачи и криптографические задачи

Веб и криптография — две самые распространённые точки входа в CTF.

• Веб-задачи предоставляют Вам работающее веб-приложение и предлагают найти ошибку в его работе с данными, аутентификацией или доверием.
• Криптографические задачи предоставляют шифротекст, схему и иногда исходный код и предлагают восстановить открытый текст или ключ, используя ошибку в применении криптографии.

Обе категории требуют систематического наблюдения. В этом уроке рассматриваются повторяющиеся типы задач каждой категории.

Прежде чем что-либо эксплуатировать, составьте карту приложения. Просмотрите исходный код, изучите ответы и проверьте скрытое содержимое.

Внедрение кода в запросы базы данных происходит, когда пользовательские данные объединяются с запросом к базе данных без разделения кода и данных.

Форму входа, которая строит запрос вроде SELECT * FROM users WHERE name='INPUT', можно обмануть, передав данные, которые закрывают строку и изменяют логику:

CTF учит Вас взламывать внедрение кода, чтобы Вы могли защищать приложения от него. Правильная защита — это параметризованные запросы (подготовленные запросы), которые полностью исключают пользовательские данные из структуры запроса.

XSS возникает, когда приложение отражает или сохраняет данные, контролируемые злоумышленником, а браузер выполняет их как сценарий. В CTF задача на XSS часто связана с ботом, который посещает страницу с Вашей полезной нагрузкой, сохраняя флаг в файле cookie.

• Отражённый — полезная нагрузка из запроса сразу возвращается в ответе.
• Сохранённый — полезная нагрузка сохраняется и выполняется при последующих посещениях.
• На основе DOM — клиентский JavaScript небезопасно записывает данные на страницу.

Защита заключается в контекстном кодировании выводимых данных и политике безопасности содержимого. Проверочная строка вроде <script>alert(1)</script> подтверждает, экранируются ли данные.

Ещё два основных типа веб-задач:

• Подделка запросов на стороне сервера (SSRF) — Вы заставляете сервер отправлять запросы от Вашего имени, часто к адресам, доступным только из внутренней сети, например http://127.0.0.1, или к конечной точке метаданных облака, чтобы добраться до флага.
• Обход каталогов — Вы выходите из предназначенного каталога с помощью последовательностей вроде ../, чтобы читать файлы за пределами корневого каталога веб-сайта, например ../../../../etc/passwd.

Обе уязвимости возникают из-за доверия к пользовательским данным, выбирающим ресурс. Защита заключается в строгих списках разрешений, приведении путей к каноническому виду и их проверке перед использованием.

Самая распространённая криптографическая ловушка для новичков — путать кодирование с шифрованием. Кодирование обратимо для любого человека и не требует ключа, поэтому оно совершенно не обеспечивает конфиденциальность.

Научитесь сразу распознавать форматы:

• Base64 — буквы, цифры, + / и часто дополнение =.
• Шестнадцатеричная запись — только 0-9 a-f.
• ROT13 / шифр Цезаря — узнаваемая структура со сдвинутыми буквами.

Во многих криптографических задачах используются слабые исторические шифры или небрежно реализованные современные:

• Шифры Цезаря / Виженера — шифры со сдвигом, взламываемые частотным анализом или перебором всех 25 сдвигов.
• XOR с одним байтом — всё сообщение обрабатывается операцией XOR с одним байтом; переберите все 256 ключей и выберите читаемый результат.
• XOR с повторяющимся ключом — взламывается после определения длины ключа, затем каждый байт ключа решается как отдельный XOR с одним байтом.

Вывод таков: самодельный или классический шифр не обеспечивает настоящей защиты от аналитика.

RSA безопасен только при правильном выборе параметров. В криптографических задачах CTF часто встречаются сломанные варианты:

• Маленький модуль — если n достаточно мал, его можно разложить на множители напрямую и восстановить закрытый ключ.
• Крошечная степень без дополнения — при e=3 и коротком сообщении шифротекст может оказаться точным кубом, который можно восстановить с помощью целочисленного кубического корня.
• Общие множители — если два открытых ключа имеют общий простой множитель, наибольший общий делитель их модулей мгновенно раскрывает его.

Защита в реальном мире: используйте проверенную библиотеку с большими ключами и правильным дополнением (OAEP), никогда не разрабатывайте собственную криптографию.

Если в задаче Вам дают хеш пароля, цель — восстановить исходные данные. Хеш нельзя обратить, но можно перебирать варианты и сравнивать результаты.

Объедините всё единым циклом, подходящим для обеих категорий:

• Наблюдайте — прочитайте условие, просмотрите исходный код, определите кодировку или схему.
• Выдвигайте гипотезу — определите наиболее вероятный класс уязвимости.
• Проверьте на простом примере — отправьте одну пробную нагрузку и изучите точный ответ.
• Эксплуатируйте — развейте сработавшую пробную нагрузку в полноценную, которая выдаст флаг.
• Документируйте — записывайте нагрузку и ход рассуждений, пока всё свежо в памяти.

Этот цикл не даёт Вам заблудиться в бесплодных поисках и почти автоматически приводит к готовому отчёту о решении.

Проверьте, насколько хорошо Вы усвоили основы веб-безопасности и криптографии.

Вы изучили распространённые задачи по веб-безопасности и криптографии:

• Веб: сначала составьте карту приложения, затем ищите SQL-инъекции, XSS, SSRF и обход путей — все эти уязвимости возникают из-за небезопасного доверия к пользовательскому вводу, а устраняются разделением кода и данных.
• Криптография: отличайте кодирование от шифрования, взламывайте слабые классические шифры и шифры XOR, используйте ошибки в параметрах RSA и взламывайте хеши с помощью словарей.
• Один и тот же цикл — наблюдать, выдвигать гипотезу, проверять, эксплуатировать, документировать — подходит для обеих областей.

Далее Вы перейдёте к реверс-инжинирингу и эксплуатации бинарных файлов.