浅谈md5弱类型比较和强碰撞

前言

在CTF中，md5的题目太常见了，虽然有很多这方面的文章，但相对来说比较零散，这里主要将自己学习和比赛时遇到的md5弱类型和强碰撞的题目从浅到深地梳理一下。

本文涉及知识点实操练习：浅谈md5弱类型比较和强碰撞相关实验：Weekly CTF（本课程旨在提供一些CTF题目给对CTF感兴趣的朋友们，让大家通过这些题目学习到相关知识。）

基本知识

php中有两种比较的符号==与=====在进行比较的时候，如果比较一个数字和字符串或者比较涉及到数字内容的字符串，则字符串会被转换为数值并且比较按照数值来进行。

===在进行比较的时候，会先判断两种字符串的类型是否相等，再比较。

0e开头且都是数字的字符串，弱类型比较都等于0。

数字的字符串

==比较

测试代码

 <?php
if (isset($_POST['a']) and isset($_POST['b']))
{
    if ($_POST['a'] != $_POST['b'])
    {
        if (md5($_POST['a']) == md5($_POST['b']))
            echo 'flag';
        else
            echo 'you are wrong';
    }
    else echo "请输入不同的a，b值";
}

解法1

由于md5不能加密数组，在加密数组的时候会返回NULL

返回NULL

所以，我们可以传入两个数组

传入两个数组

解法2

可以传入两个md5加密后是0e开头的字符串，需要注意的地方是，这个以0e开头的字符串只能是纯数字，这样php在进行科学计算法的时候才会将它转化为0。可以查找以0e开头md5加密相等的字符串，也可以自己编写代码，提供以下脚本。

<?php
for($a=1;$a<=1000000000;$a++){
   $md5 = md5($a);
   if(preg_match('/^0e\d+$/',$md5)){
      echo $a;
      echo "\n";
      echo $md5;
      echo "\n";
   }
}

传入两个md5加密后是0e开头的字符串

s1502113478a
0e861580163291561247404381396064
  
s1885207154a
0e509367213418206700842008763514
  
s1836677006a
0e481036490867661113260034900752
  
s155964671a
0e342768416822451524974117254469
  
s1184209335a
0e072485820392773389523109082030

flag

===比较

<?php
if (isset($_POST['a']) and isset($_POST['b']))
{
    if ($_POST['a'] != $_POST['b'])
    {
        if (md5($_POST['a']) === md5($_POST['b']))
            echo 'flag';
        else
            echo 'you are wrong';
    }
    else echo "请输入不同的a，b值";
}
?>

解法1：

也可以传入两个数组，但不再适合传入两个0e开头的字符串，因为===是md5的强碰撞，进行了严格的过滤。

传入两个数组

解法2：

使用md5加密后两个完全相等的两个字符串来绕过过滤。

如何生成两个不一样的字符串，但是MD5是一样的呢。参考如何用不同的数值构建一样的MD5后，我们可以使用快速MD5碰撞生成器来构建两个MD5一样，但内容完全不一样的字符串。

fastcoll_v1.0.0.5.exe.zip

构造

创建一个文本文件，写入任意的文件内容，命名为ywj.txt （源文件）

运行fastcoll输出以下参数。-p 是源文件，-o是输出文件

fastcoll_v1.0.0.5.exe -p ywj.txt -o 1.txt 2.txt

创建一个文本文件

测试

对生产的1.txt和2.txt文件进行测试

<?php 
function  readmyfile($path){
    $fh = fopen($path, "rb");
    $data = fread($fh, filesize($path));
    fclose($fh);
    return $data;
}
echo '二进制md5加密 '. md5( (readmyfile("1.txt")));
echo "</br>";
echo  'url编码 '. urlencode(readmyfile("1.txt"));
echo "</br>";
echo '二进制md5加密 '.md5( (readmyfile("2.txt")));
echo "</br>";
echo  'url编码 '.  urlencode(readmyfile("2.txt"));
echo "</br>";

二进制md5加密 8e4ef6c69a337c0de0208455ee69a416

url编码 1%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%A3njn%FD%1A%CB%3A%29Wr%02En%CE%89%9A%E3%8EF%F1%BE%E9%EE3%0E%82%2A%95%23%0D%FA%CE%1C%F2%C‍4P%C2%B7s%0F%C8t%F28%FAU%AD%2C%EB%1D%D8%D2%00%8C%3B%FCN%C9b4%DB%AC%17%A8%BF%3Fh%84i%F4%1E%B5Q%7B%FC%B9RuJ%60%B4%0D7%F9%F9%00%1E%C1%1B%16%C9M%2A%7D%B2%BBoW%02%7D%8F%7F%C0qT%D0%CF%3A%9DFH%F1%25%AC%DF%FA%C4G%27uW%CFNB%E7%EF%B0



二进制md5加密 8e4ef6c69a337c0de0208455ee69a416

url编码 1%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%00%A3njn%FD%1A%CB%3A%29Wr%02En%CE%89%9A%E3%8E%C6%F1%BE%E9%EE3%0E%82%2A%95%23%0D%FA%CE%1C%F2%C4P%C2%B7s%0F%C8t%F28zV%AD%2C%EB%1D%D8%D2%00%8C%3B%FCN%C9%E24%DB%AC%17%A8%BF%3Fh%84i%F4%1E%B5Q%7B%FC%B9RuJ%60%B4%0D%B7%F9%F9%00%1E%C1%1B%16%C9M%2A%7D%B2%BBoW%02%7D%8F%7F%C0qT%D0%CF%3A%1DFH%F1%25%AC%DF%FA%C4G%27uW%CF%CEB%E7%EF%B0

可以看到，1.txt和2.txt文件二进制md5加密后的结果完全相同。由于1.txt和2.txt文件中含有不可见字符，所以需要将其url编码后使用。可以看到url编码后的两个字符串不完全相同，满足我们输入两个不同参数的需要。

url编码后的两个字符串不完全相同

当题目限制不能传入数组，只能传入字符串时，如下例题，就只能采用解法2.

<?php
if((string)$_GET['a'] !== (string)$_GET['b'] && md5($_GET['a'])===md5($_GET['b'])){
    echo "you are right";
}
else {
    echo "you are wrong";
}

HECTF ezphp

源码

<?php 
error_reporting(0);
highlight_file(__file__);
include('flag.php'); 
$string_1 = $_GET['str1']; 
$string_2 = $_GET['str2']; 

if($_GET['param1']!==$_GET['param2']&&md5($_GET['param1'])===md5($_GET['param2'])){
        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 $flag;
                }
            }  
            else {
               die("md5 is wrong"); 
            }
            } 
        else {
        die('str1 not number'); 
        }
    }

?>

首先查看一些strtr()函数的用法：

strtr() 函数转换字符串中特定的字符。

特定的字符

观察源码，要求传入四个参数，首先param1===param2,因为没有别的限制，所以我们可以传入两个数组。对于是str1和str2，首先str1只能是数字，且最后$a == $b，但md5_1 != md5_2，所以我们不能传入两个md5加密后以0e开头的字符串。

又因为会将md5加密后的str1和str2中的cxhp替换成0123，也就是说c会被替换成0，所以一个ce开头的字符串会被替换成0e开头的字符串。

可以想到只要找到两个md5加密后是ce开头的字符串，或者一个md5加密后是ce开头的字符串，一个md5加密后是0e开头的字符串就可以绕过过滤。

构造脚本

这是一开始的脚本，返回值少，且执行速度慢。

<?php
for($a=1;$a<=1000000000;$a++){
   $md5 = md5($a);
   if(preg_match('/^ce\d+$/',$md5)){
      echo $a;
      echo "\n";
      echo $md5;
      echo "\n";
   }
}

一开始的脚本

这是进一步优化的脚本

<?php
for($a = 1; $a <= 100000000; $a++) {
   $md5 = strtr(md5($a),'cxhp', '0123');
   if(preg_match('/^0e\d+$/', $md5)) {
      echo $a;
      echo "\n";
      echo $md5;
      echo "\n";
   }
}
?>

进一步优化的脚本

实战演练

<?php
function random() { 
    $a = rand(133,600)*78;
    $b = rand(18,195);
    return $a+$b;
}
$r = random();
    if((string)$_GET['a']==(string)md5($_GET['b'])){
        if($a.$r == $b) {
            print "Yes,you are right";
        }
        else {
            print "you are wrong";
        }
    }

?>

观察代码，有一个rondom方法，返回的是一个随机数，在这道题中，不需要清楚返回的是什么内容，我们只要知道返回的是一串数字就可以了。传入两个参数a和b，要求传入的是字符串，b会经过md5加密。最后要让$a.$r == $b。因为是弱类型比较，且只能传入字符串，想要的是两个0e开头的字符串进行比较，前面我们已经知道，以0e开头的字符串只能是纯数字，这样php在进行科学计算法的时候才会将它转化为0。所以保证$a以0e开头就可以了，因为$r是一串数字，所以$a.$r在php中还是可以被解析为0。因为$b是参数b经过md5加密而来，所以我们传入md5加密后是0e开头的字符串即可。

传入md5加密