CTF：PHP MD5函数0E绕过漏洞

作者：高玉涵

博客：blog.csdn.net/cg_i

时间：2021.6.1 8:43

背景

   昨天参加了一场CTF线上赛，面对行业内的安全强队，比赛成绩相差巨大。通过这次比赛，找到了差距，找到了不足，更增长了知识。子曰：“学而不思则罔，思而不学则殆。”计划将经后每次比赛，解题过程中的困惑、思路、整理后分享出来，以达起到巩固知识，也便于帮助有需要的人。因个人能力所限，文中难免会有错误，不妥之处还请批评指正。

赛题源码

本职工作极少接触CTF相关知识，初看此题直接是懵的。代码清晰而简单这里不表，唯一让我困惑的是if($c == md5($c))这一条语句，分析可知当$c==md5($c) 即可拿到Flag。心中诧异：这怎么可能！加密前后的值要相等？逻辑上不通啊！难道要用到md5撞库？这种概率也太小了，假设真的存在这种可能，即使不考虑其巨大的计算量，稍微对加密原理有些常识的人就应知道，世上根本不会存在“加密前后的值要相等”（这还算得上加密码？）我走进了知识盲区，走进了思维的死胡同。

   在长时间的懵圈后，我逐渐冷静下来并断定，主办方不可能出道需耗时100年（我电脑的计算力）才能得出的答案的题。直觉告诉我突破口应是md5()这个函数，它可能存在我不知道的漏洞，确定方向后接下来就是对它发起进攻。

MD5算法

首先还是说一下什么是MD5算法，MD5全名消息摘要算法（Message-Digest Algorithm 5），是一种密码散列函数，可以产生一个128位（16字节）的哈希值（hash value），用于确保信息传输的完整一致性，它的基础原理就是将数据预算变为另一固定长度的值。

MD5的特点

长度一致性：任意长度的数据，计算出来的哈希值长度都是固定的128位。

不对称性：从原数据计算哈希值十分容易，但是知道哈希值去碰撞原数据十分困难。

MD5算法的基本原理

这里采用网上一个大佬绘制的图。

MD5算法的安全问题

其实不仅是MD5，任何一个hash函数，都有被碰撞的可能，所谓碰撞，就是输入不同的值Value和Value得到相同的hash值，这其实不难证明，MD5生成的hash值是由128位组成的，而它必然是一个有限集合，而我们的输入数据是一个无限集，一个无限集映射到有限集上，必然存在两个或多个无限集中的元素映射到同一有限集元素的情况。

PHP  MD5中的安全问题

   相等操作符：用来比较两个值，测试其相等性。

   PHP中有两个相等操作符“==”和“===”。$a == $b，如果类型转换后$a和$b相等，则输出true。$a === $b，如果$a和$b相等，并且类型也相同，则输出true。

PHP是弱类型语言，所以有时会根据引用变量时所处的环境，将变量自动转换为最适合的类型。下面给出例子：

$total = “45 fire engines”; 
$incoming = 10;        
$total = $incoming + $total; // $total = 55

   因为最前面的$total字符串以整数值开头，所以计算中就使用了这个值。如果数学计算中用到包含e或E（表示科学计数法）的字符串，这个字符串将作为浮点数进行计算。

有了上述知识我们就可以通过构造特别参数，将原本不相等的if判断相等。原理：在进行“==”判断的时候，会先将字符串类型转化成相同再比较。转换的规则为，若该字符串以合法的数值开始，则使用该值，否则其值为0。因此，根据这一点，可以遍历出一个字符串，其MD5加密前后都是'0e'开头且后面纯数字,这样就能保证值是相等。

Python写的暴库代码（注：2020.6.4修改，原我写的多进程代码存在BUG，这里引用了网上的一段代码）

import hashlib

def md5_enc(s):
    m = hashlib.md5()
    m.update(str(s).encode('utf-8'))
    return m.hexdigest()

if __name__ == '__main__':
    result = []
    for i in range(0, 9999999999):
        i = '0e' + str(i)
        enc = md5_enc(i)
        print(i+" md5 is "+enc)
        # md5值前两位为0e
        if enc[:2] == "0e":
            # md5值0e后为纯数字
            if enc[2:].isdigit():
                result.append(i)
                print("Got Result:"+i)
                break

跑了40分钟得到一个值：0e215962017

MD5 == 0e291242476940776845150308577824

构造URL：http://1.1.1.1/2.php?a=1&b=0&c=0e215962017，成功取得FLAG。如下图。

CTF意义所在

CTF题都是由业内专家命题，往往凝聚着他们多年积累出来的技能，是信息安全基本概念、攻防技术、技巧浓缩和提炼。能够给不能层次的人在技术上带来提高。除此之外，高质量得CTF题都没法直接使用现成工具解出，一般需要在理解基本原理的基础上，自己编写代码来求解，这个过程会加深和巩固计算机基础知识，通过CTF大赛和国内外强队比拼，增长了知识，开阔了视野，提升了能力。