前言

在这次的“新生赛”上出了两道unity il2cpp逆向的题，没有设计游戏内容，只有一个check，单纯的考察il2cpp逆向的知识。因为考虑了是新生赛，所以check部分没有设计的很复杂，并且比赛时长接近一个月，所以目的就是让新生们通过搜索资料学习来解出这两题，并且对游戏引擎逆向有一些了解和经验。事实证明有很多新人师傅们做到了，这里也夸夸师傅们太强了哈哈。unity il2cpp

baby unity

出题思路

因为看到ez unity让大家坐牢太久了，所以连夜又赶了一个简单版本的出来这题没有对il2cpp部分做任何魔改，单纯为了压缩题目文件，所以加了个upx

解题思路

本题属于游戏引擎逆向，引擎为unity，并使用il2cpp打包如果熟悉il2cpp的话，可以知道他把C#中的类名、方法名、属性名、字符串等地址信息记录在global-metadata.dat文件中，程序启动时会按需从中读取。这里我们可以使用Il2CppDumper来静态dump
global-metadata.dat
Il2CppDumper

首先要脱掉GameAssembly.dll的upx壳
然后使用Il2CppDumper，依次选择GameAssembly.dll,global-metadata.dat，然后就可以dump了
用dnspy分析DummyDll\Assembly-CSharp.dll，可以看到有个Check类，所以我们重点关注OnClick,CheckkkkkkkkkkFlag, EEEEEEEEEEEEEncrypt这三个方法即可，但是Il2CppDumper是无法将代码还原的，不明白的话可以去理解一下IL2CPP(IL to CPP)是什么意思，所以我们要去IDA里去看这个三个方法到底在做什么
用IDA加载GameAssembly.dll，然后使用il2CppDumper目录下的ida_with_struct_py3.py脚本，依次选择script.json和il2cpp.h，稍等之后就可以恢复符号表。这里先放个核心源码实际上编译的时候将这三个方法全都内联到一起了，不过不影响解题，为了方便直接看CheckkkkkkkkkkFlag这个方法了简单分析一下流程就是输入 -> base64编码 -> 异或0xF，最后和密文进行比较，密文实际上也是一个StringLiteral，在脚本恢复符号的时候也一起写在注释里了
最后厨子一把梭就好了
总结
学会检索资料和使用工具，更重要的是在用之前多阅读一下工具的文档，就不会有一些奇奇怪怪的问题了比如有问我为什么dump后的dll里没有源码，首先在README里有说明，其次再去理解一下什么是IL to CPP还有问我为什么找不到libil2cpp.so的，这是Windows呀，肯定不会有so嘛

ez unity

出题思路

出这题的时候思考了很久，单纯的加密global-metadata.dat文件直接内存中dump即可拿到解密后的文件，感觉有点过于简单，所以考虑直接修改Il2CPP的东西了。但是我尝试了直接修改libil2cpp的源码，结果就是要么编译失败，要么游戏运行直接崩了，不确定具体是什么问题最后的方案是去分析了一下build的部分，修改了sanity，然后在Il2cppGlobalMetadataHeader中间插入了一个magic(第一张图里忘记写了，应该还有一个list.Add()的)，但貌似这样会导致最后一个成员被挤掉了，但是不影响游戏正常运行我也就没管了,有大佬会这方面的还请提提意见Orz global-metadata.dat
sanity`Il2cppGlobalMetadataHeader`magic

解题思路

首先这题对global-metadata.dat的结构做了一些特殊修改，所以工具是无法直接使用的这里有两种做法，一个是逆向修复结构(力气活)，然后 Il2cppDumper->ida脚本恢复符号信息->找到关键方法->AES+BASE64解密理论上这样做会很耗时耗力，但是这题我没有对结构做很复杂的魔改，所以这样解也在预期解内这里简单讲讲另一种做法，Runtime下调用 il2cpp api，原理可以自行了解一下，这里直接使用 frida-il2cpp-bridge来解决了global-metadata.dat

frida-il2cpp-bridge

按照官方文档安装，然后注入下面的脚本，得到 dump.cs

import "frida-il2cpp-bridge";
 
Il2Cpp.perform(() => {
  console.log(Il2Cpp.unityVersion);
 
  Il2Cpp.dump("dump.cs", "./")
});

分析dump.cs，搜索 Assembly-CSharp，发现了Check这个类，下面有个CheckFlag，接着用ida分析一下，rva 是 0x0027d460

// Assembly-CSharp
class Check : UnityEngine.MonoBehaviour
{
  System.Void Start(); // 0x0027d670
  System.Void Update(); // 0x0027d670
  System.Void OnClick(); // 0x0027d4e0
  System.Boolean CheckFlag(System.String input); // 0x0027d460
  static System.String AESEncrypt(System.String text, System.String key, System.String iv); // 0x0027d200
  static System.String AESDecrypt(System.String text, System.Byte[] key, System.Byte[] iv); // 0x0027d000
  System.Void .ctor(); // 0x0027d680
}

GameAssembly.dll 加了upx壳并修改了一些特征信息，改回去然后upx -d脱壳
ida分析CheckFlag (Imagebase + RVA)，根据dump.cs里的RVA恢复一下符号，可以看到加密只有一个简单的AES，那么只要拿到key和iv就行了，因为字符串信息都是保存在global-metadata.dat里的，所以在GameAssembly.dll里是无法得到的，可以直接调试分析得到，也可以使用下面的方法

接着我们使用frida-il2cpp-bridge的Tracer来追踪一下String类

import "frida-il2cpp-bridge";
 
Il2Cpp.perform(() => {
  console.log(Il2Cpp.unityVersion);
 
  const String = Il2Cpp.corlib.class("System.String");
  Il2Cpp.trace(true).classes(String).and().attach();
});

注入，随便输点击一下按钮，就得到密文了 pNufkEIU9dHjKXYXWiFyrthHYFEfqJAWcPM/t8/zX1w=pNufkEIU9dHjKXYXWiFyrthHYFEfqJAWcPM/t8/zX1w=

❯ python .\main.py 'ez unity.exe'
2022.3.17f1c1
il2cpp: 
0x0077b6f0 ┌─System.String::FastAllocateString(length = 24)
0x0077b6f0 └─System.String::FastAllocateString = ""        
 
il2cpp: 
0x0077afd0 ┌─System.String::op_Equality(a = "arpEeXJzJ5Fh4j+2tx6fIw==", b = "pNufkEIU9dHjKXYXWiFyrthHYFEfqJAWcPM/t8/zX1w=")
0x0077afd0 └─System.String::op_Equality = false
 
il2cpp: 
0x0077afd0 ┌─System.String::op_Equality(a = "Wrong!", b = "Wrong!")
0x0077afd0 └─System.String::op_Equality = true

再去追踪一下Check类

import "frida-il2cpp-bridge";
 
Il2Cpp.perform(() => {
  console.log(Il2Cpp.unityVersion);
 
  const AssemblyCSharp = Il2Cpp.domain.assembly("Assembly-CSharp").image
 
  const Check = AssemblyCSharp.class("Check");
  Il2Cpp.trace(true).classes(Check).and().attach();
});

很轻松就拿到了key和iv key = "a216d5d34c2723f5", iv = "9f68268f755b1363"key = "a216d5d34c2723f5", iv = "9f68268f755b1363"

❯ python .\main.py 'ez unity.exe'
2022.3.17f1c1
il2cpp: 
0x0027d4e0 ┌─Check::OnClick(this = Button (Check))
0x0027d200 │ ┌─Check::AESEncrypt(text = "", key = "a216d5d34c2723f5", iv = "9f68268f755b1363")
0x0027d200 │ └─Check::AESEncrypt = "arpEeXJzJ5Fh4j+2tx6fIw=="
0x0027d4e0 └─Check::OnClick

再次祭出我们万能的厨子

总结

这题的解题方法应该是很开放性的，这里贴一下看到的选手的一些解题方法，基本上都是预期到的解法，不过我是真没想到有人bindiff...还得是ctfer哈哈

使用frida-il2cpp-bridge
自己写dumper
使用CE的mono工具
对比baby unity的文件修复global-metadata.dat
和baby unity恢复符号的GA.dll进行bindiff
结语
小白的第一次出题，最后看到题目解出数量也在预期内，也算是没有失误哈哈，如果有更好的建议还请各位师傅们尽管提！

[原创] XYCTF两道Unity IL2CPP题的出题思路与题解

前言

baby unity

出题思路

解题思路

总结

ez unity

出题思路

解题思路

总结

结语