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# \[DreamHack] Textbook-CBC

#### 문제링크

<https://dreamhack.io/wargame/challenges/175>

[ Textbook-CBCDescription 드림이가 AES 플래그 서버를 운영하고 있어요. 무엇이든 암호화하고 복호화 할 수 있다던데... 플래그를 획득해주세요! References https://dreamhack.io/lecture/courses/74dreamhack.io](https://dreamhack.io/wargame/challenges/175)

&#x20;

#### 문제

<figure><img src="https://blog.kakaocdn.net/dna/EAWZL/btsNsiSWlcZ/AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAOJC9_573DI9Vo3jr9qJnBuWkphRzN8Pwk_wc_psuRyr/img.png?credential=yqXZFxpELC7KVnFOS48ylbz2pIh7yKj8&#x26;expires=1782831599&#x26;allow_ip=&#x26;allow_referer=&#x26;signature=aLg%2Fi7TZTKYYhvsqdUFi%2Br6SxF0%3D" alt="" height="405" width="1106"><figcaption></figcaption></figure>

***

#### WriteUp

```
from Crypto.Util.Padding import pad, unpad
from random import choices, randint
from Crypto.Cipher import AES

BLOCK_SIZE = 16
flag = open("flag", "rb").read()
key = bytes(randint(0, 255) for i in range(BLOCK_SIZE))

encrypt = lambda pt: AES.new(key, AES.MODE_CBC, key).encrypt(pad(pt, BLOCK_SIZE))
decrypt = lambda ct: unpad(AES.new(key, AES.MODE_CBC, key).decrypt(ct), BLOCK_SIZE)

print("Welcome to dream's AES server")
while True:
    print("[1] Encrypt")
    print("[2] Decrypt")
    print("[3] Get Flag")

    choice = input()

    if choice == "1":
        print("Input plaintext (hex): ", end="")
        pt = bytes.fromhex(input())
        print(encrypt(pt).hex())

    elif choice == "2":
        print("Input ciphertext (hex): ", end="")
        ct = bytes.fromhex(input())
        print(decrypt(ct).hex())

    elif choice == "3":
        print(f"flag = {encrypt(flag).hex()}")
        exit()

    else:
        print("Nope")
```

-> challenge.py 파일

-> AES - CBC 모드의 암/복호화 기능이 구현되어 있는 파일임

-> AES.new(key, AES.MODE\_CBC, key)에서 초기화 벡터의 값과 키의 값이 동일함

사용자에게 암호화 기능과 복호화 기능이 모두 주어져 있고, GET Flag을 선택할 경우 플래그의 암호화 결과를 얻은 후 종료하기 때문에, 암/복호화 기능으로 키를 알아낸 후 플래그의 암호문을 전송받아 로컬에서 복호화를 진행해야 한다.

암/복호화 기능으로 키를 알아내는 것은 현대 기술로 불가능하지만 초기화 벡터의 값은 알아낼 수 있다.

<figure><img src="https://blog.kakaocdn.net/dna/cvBUKO/btsNrjZUO7W/AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAL44kvK1K17zBTjiCWkdKehhRT0Q6FClREsACSdUcyEx/img.png?credential=yqXZFxpELC7KVnFOS48ylbz2pIh7yKj8&#x26;expires=1782831599&#x26;allow_ip=&#x26;allow_referer=&#x26;signature=B0aUDN0jroUoNMqmBW3LPyMW7%2BE%3D" alt="" height="422" width="630"><figcaption></figcaption></figure>

-> 초기화 벡터 값 도출하기

#### 1. 초기화 벡터를 암호화하여 다시 복호화하기

암호화 기능을 사용하여 평문으로 0을 넣게 되면 0과 초기화 벡터를 XOR 연산한 결과를 암호화함

\=> 첫 블록은 초기화 벡터를 암호화한 결과인 enc K(초기화 벡터)임을 알 수 있다.

복호화 과정에서 첫 블록은 초기화 벡터와 연산이 이루어져 원하는 연산이 어렵지만, 둘째 블록부터는 암호문의 이전 블록을 기반으로 복호화가 이루어지기 때문에 원하는 연산을 진행함

-> 0 || enc K(초기화 벡터)를 복호화하면 둘째 블록은

<figure><img src="https://blog.kakaocdn.net/dna/cMNL5c/btsNsGS82Gy/AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAEvjSfAuQE8werI0gC9rUHzsuYQ-Agxsk7isns0egj3I/img.png?credential=yqXZFxpELC7KVnFOS48ylbz2pIh7yKj8&#x26;expires=1782831599&#x26;allow_ip=&#x26;allow_referer=&#x26;signature=ANZ%2BD%2BMXdg%2BIgJcSz2qaiMDXKEc%3D" alt="" height="30" width="171"><figcaption></figcaption></figure>

가 되어-> 초기화 벡터와 동일한 값을 가짐

패딩이 올바르지 않을 시 unpad 에러로 프로세스가 종료되니 0을 암호화할 때 얻은 둘째 블록도 암호문의 셋째 블록으로 추가해줌

&#x20;

#### 2. 초기화 벡터의 XOR 연산을 이용하여 추출하기

-> 0 || 0을 복호화할 경우 첫 블록과 둘째 블록은 어떤 값을 가지는가?

-> 첫 블록은

<figure><img src="https://blog.kakaocdn.net/dna/kBIRS/btsNpW3ZR7S/AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAABsDVc8U2aesFDjr4aT0K1KrF2_F0P19sA3yEzF3N-LN/img.png?credential=yqXZFxpELC7KVnFOS48ylbz2pIh7yKj8&#x26;expires=1782831599&#x26;allow_ip=&#x26;allow_referer=&#x26;signature=ceB3FOdE2U9dbaVU6GKRz6A97AY%3D" alt="" height="37" width="117"><figcaption></figcaption></figure>

의 값을 가지고, 둘째 블록은&#x20;

<figure><img src="https://blog.kakaocdn.net/dna/kQCgY/btsNsl9WQaU/AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAArDp-iTX_lnkGDiKjAmJEvO21NNGikpwcqT-ezB7wOR/img.png?credential=yqXZFxpELC7KVnFOS48ylbz2pIh7yKj8&#x26;expires=1782831599&#x26;allow_ip=&#x26;allow_referer=&#x26;signature=wceudkAj%2B%2FAx15dt9f7m8Gxd9ng%3D" alt="" height="33" width="192"><figcaption></figcaption></figure>

의 값을 가진다.&#x20;

\=> 0 || 0을 복호화한 후 첫 블록과 둘째 블록을 XOR 연산해주는 것만으로도 초기화 벡터의 값을 구할 수 있다.

but, unpad 과정이 실패하기 때문에 암호화 과정에서 임의의 값을 암호화한 후 뒤의 두 블록을 가져와서 0 || 0 뒤에 붙여줘야함.

&#x20;

#### exploit

```
from pwn import *
from Crypto.Cipher import AES
from Crypto.Util.Padding import unpad
import os

io = remote("host3.dreamhack.games", 9090)

def encrypt(pt):
    io.sendline(b"1")
    io.sendlineafter(b"(hex): ", bytes.hex(pt).encode())
    return bytes.fromhex(io.recvline().decode())

def decrypt(pt):
    io.sendline(b"2")
    io.sendlineafter(b"(hex): ", bytes.hex(pt).encode())
    return bytes.fromhex(io.recvline().decode())

def getflag():
    io.sendline(b"3")
    io.recvuntil(b"flag = ")
    return bytes.fromhex(io.recvline().decode())

zeroblock = bytes(16)

# TODO
key = ?

enc_flag = getflag()

flag = AES.new(key, AES.MODE_CBC, key).decrypt(enc_flag)
flag = unpad(flag, 16).decode()

print(flag)
```

첫 번째 방법(초기화 벡터를 암호화하여 다시 복호화하기)에 해당하는 코드

```
enc = encrypt(zeroblock)
key = decrypt(zeroblock + enc)[16:32]
```

두 번째 방법(초기화 벡터의 XOR 연산을 이용하여 추출하기)에 해당하는 코드

```
enc = encrypt(os.urandom(16))
dec = decrypt(zeroblock * 2 + enc)
key = xor(dec[:16], dec[16:32])
```

&#x20;

#### 최종 솔브 코드

```
from pwn import *
from Crypto.Cipher import AES
from Crypto.Util.Padding import unpad

io = remote("host3.dreamhack.games", 9090)

def encrypt(pt):
    io.sendline(b"1")
    io.sendlineafter(b"(hex): ", bytes.hex(pt).encode())
    return bytes.fromhex(io.recvline().decode())

def decrypt(pt):
    io.sendline(b"2")
    io.sendlineafter(b"(hex): ", bytes.hex(pt).encode())
    return bytes.fromhex(io.recvline().decode())

def getflag():
    io.sendline(b"3")
    io.recvuntil(b"flag = ")
    return bytes.fromhex(io.recvline().decode())

zeroblock = bytes(16)

METHOD = 1
# METHOD = 2

if METHOD == 1:
    enc = encrypt(zeroblock)
    key = decrypt(zeroblock + enc)[16:32]
else:
    enc = encrypt(os.urandom(16))
    dec = decrypt(zeroblock * 2 + enc)
    key = xor(dec[:16], dec[16:32])

enc_flag = getflag()

flag = AES.new(key, AES.MODE_CBC, key).decrypt(enc_flag)
flag = unpad(flag, 16).decode()

print(flag)
```

&#x20;


---

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