大家好呀！我刚参加了美国线上CTF比赛，收获超多，特别感谢老师教我的干货知识。今天就和大家分享我的学习笔记。CTF像刺激冒险，有挑战有惊喜。

学习中我懂了很多知识技能，像密码学、Web安全、Misc题型等，它们是构建能力城堡的基石。遇到困难别退缩，克服困难就成长。

希望我的心得助大家在CTF之路前行，愿大家都像勇敢探险家，在网络安全世界发光发热，一起努力，未来比赛共同进步，收获多多，加油！

一、CTF简介

（一）起源与发展

1. CTF起源于1996年DEFCON全球黑客大会，是网络安全爱好者的竞技游戏，旨在替代黑客间真实攻击的技术比拼方式。
2. 2012年前后，国外有20 - 30场知名CTF国际赛事，国内尚无CTF及选手；现今，每年有100场国际比赛，国内CTF赛事众多，涌现出大量选手，国内战队在国际赛事中成绩优异，如b1o0p获DEF CON 2016亚军。

（二）赛事相关

1. 知名战队
   • 0ops：上海交通大学组织，领队姜开达，队长Slipper、副队长Lovelydream曾是蓝莲花战队队员，成功组织多场国内知名赛事。
   • 蓝莲花战队（blue - lotus）：由多所高校学生组成，是中国首支闯入DEFCON CTF全球总决赛的战队，获全球第5名，每年举办BCTF赛事。
   • 217：台湾大学资讯工程学系学生组成，多次参赛。
2. 知名赛事
   • 国际赛事
     • DEFCON CTF：CTF赛事中的“世界杯”。
     • UCSB iCTF：面向世界高校。
     • Codegate CTF：韩国首尔“大奖赛”，冠军奖金高。
   • 国内赛事
     • XCTF全国联赛：奖金丰厚，权威性高，影响力大。
     • AliCTF：阿里巴巴组织，奖金高。
     • XDCTF：西安电子科大组织，侧重渗透实战。
     • HCTF：杭电信安协会承办，涵盖多方向。
     • 湖湘杯：湖南省网信办承办，特等奖奖金高。

（三）竞赛模式

1. 解题模式：在线比赛，选手自由组队，人数不限。题目陆续放出，解出一题提交flag得分，比赛结束按总分排名。
2. 攻防模式：现场比赛，多为CTF决赛形式。队伍人数受限，注重临场反应与解题速度，需攻击目标主机获取权限，通过攻防对抗得分，最终按得分排名。
3. 混合模式：结合解题与攻防模式，如iCTF国际CTF竞赛。参赛队伍先通过解题获初始分数，再通过攻防对抗增减分数，以最终得分定胜负。

（四）CTF意义与人才去向

1. 意义
   • 提升思维、快速学习和技术能力。
   • 为参与者提供名利机会。
   • 成为信息安全领域稀缺人才，类似电竞选手。
2. 人才去向
   • 进入互联网巨头公司（如腾讯、阿里）从事安全技术工作。
   • 继续攻读学位，在高校或科研机构从事研究。
   • 创业，如长亭科技等。

二、题型介绍

（一）题型侧重

1. PWN、Reverse：侧重汇编、逆向理解，要求掌握相关编程技术和分析工具。
2. Crypto：偏重数学、算法学习，需具备脚本编写能力，涉及多种加密算法和密码学知识。
3. Web：注重技巧沉淀和快速搜索能力，涵盖多种Web漏洞类型，时效性强，紧跟热点。
4. Misc：内容复杂，包含信息搜集、编码转换、数字取证与隐写分析等，考验综合知识和创新思维。

（二）题型形式

1. Web：包括SQL注入、XSS、CSRF、文件上传、文件包含、框架安全、PHP漏洞、代码审计等众多类型。
2. Reverse：涉及多平台编程技术逆向分析，如Windows、Linux、Android，包括源代码、二进制文件、APK文件分析，以及加解密、内核编程、算法、反调试和代码混淆技术。
3. Pwn：目标是在Linux平台利用漏洞获取服务器shell并拿到flag，需掌握二进制/系统调用和漏洞利用脚本编写。
4. Crypto
   • 古典密码学：如摩斯密码、换位密码（栅栏、凯撒、曲路、列移位密码）、替换密码（单表替换、简单替换、多表替换、培根密码、埃特巴什码、猪圈密码、键盘密码）等，形式多样，依赖创造力，安全性较低。
   • 现代密码学：包括对称加密（DES、3DES、AES、RC4）、非对称加密（RSA、椭圆曲线加密）、哈希函数（MD5、SHA - 1、SHA - 512等）、数字签名（RSA签名、DSA签名），基于理论，安全性较高。
5. Misc
   • 信息搜集（Recon）：介绍获取信息渠道和搜索引擎技巧。
   • 编码转换（Encode）：涵盖常见编码形式及转换，如ASCII、Base家族、ShellCode、Quoted - printable、URL、Unicode、HTML实体编码等。
   • 数字取证与隐写分析（Forensic && Stego）：包括文件分析、隐写、内存镜像分析和流量抓包分析等，涉及隐写取证、文件嵌套、搜索引擎利用等。

三、密码学学习笔记

（一）密码学概述

1. 发展阶段
   • 古典密码阶段（1949年以前）：早期加密简单，多为字谜，工业革命和二战后有发展，出现复杂算法和机械加密设备。
   • 近代密码阶段（1949 - 1975年）：计算机诞生使加密进入电子时代，算法复杂程度和安全性提高。
   • 现代密码阶段（1976年至今）：Diffie和Hellman提出公开密钥密码体制概念，为密码学提供新方向。
2. 密码设计目标：机密性、完整性、可用性、认证性、不可否认性，前三者为CIA三要素。
3. 常见攻击方法：唯密文攻击、已知明文攻击、选择明文攻击、选择密文攻击。

（二）古典密码

1. 摩斯密码：用短脉冲（点）和长脉冲（横）组合表示信息，常用于电报、无线电通信、求救信号等，适合英语通信，在业余无线电通信中全球统一。
2. 换位密码
   • 栅栏密码：将明文分组，按特定顺序组合字符得密文，可通过分组和组合方式加密解密。
   • 凯撒密码：针对字母，按固定数目移动字母顺序加密。
   • 曲路密码：需约定算法，将明文填入表格，按约定路径加密。
   • 列移位密码：根据明文字母在字母表中的顺序编号，按列写出密文。
3. 替换密码
   • 单表替换加密
     • 移位密码：类似凯撒密码，处理多种字符，用ASCII码表移位，破解需遍历。
     • 简单替换密码：每个明文字母对应唯一不同字母，密钥个数多，破解难度高于凯撒密码。
   • 多表替换加密
     • 棋盘密码（Polybius）：将明文字母转换为棋盘格中数字组合。
     • 维吉尼亚密码：使用一系列凯撒密码组成密码字母表，加密时需填充密钥并查表。
   • 其他类型加密
     • 培根密码：密文字符为a和b，明文字符替换为长度为5的字符串，可通过表格加密解密，有常规和扩展密码表。
     • 埃特巴什码：密钥字母倒序加密。
     • 猪圈密码：图形密码，用特定图形符号表示字母。
     • 键盘密码：包括坐标法和字母对应法，根据规则加密解密。

（三）编解码

1. ASCII编码：对照全表分非打印控制字符、打印字符和扩展打印字符，CTF常用打印字符部分，用于字符与二进制、十进制、十六进制转换。
2. Base家族：Base64、Base32、Base16可将8位字节编码转化为6位、5位、4位，Base64常用于表示、传输和存储二进制数据，编码原理是将3个8位字节转化为4个6位字节，前面补0，需映射表，编码后数据需满足6与8的倍数关系，会出现填充字符“=”。
3. ShellCode编码：以\x开头，用于将源文本编码为特定格式，常用于漏洞利用。
4. Quoted - printable编码：MIME的一种实现方式，用“=”与十六进制表示，常用于邮件内容编码。
5. URL编码：又叫百分号编码，规定数字、字母可直接用，特殊字符需%xx编码处理，已成为规范，多语言支持。
6. Unicode编码：国际组织制定，容纳世界文字符号，有四种编码方式（&#x [Hex]、&# [Decimal]、\U [Hex]、\U + [Hex]）。
7. HTML实体编码：用于在HTML中表示特殊字符，如“"”表示引号。

（四）现代密码

1. 对称密码
   • 特点：使用相同密钥加密解密，速度快、实现简单、效率高、密钥短。
   • 常见算法
     • DES：使用56位密钥对数据加密，密钥长度64位，实际参与运算56位，每64比特为一组，迭代16次，加密和解密过程有特定规则。
     • 3DES：对DES加强，使用两次或三次DES算法加密，安全性高但速度慢。
     • AES：常用对称加密算法，支持128位、192位和256位密钥，分组长度128位，密钥长度不同加密轮数不同，安全性高且速度快。
     • RC4：流密码算法，将密钥和明文异或生成密文，因安全性漏洞不推荐使用。
2. 非对称密码
   • 特点：加密和解密使用不同密钥（公钥和私钥），公钥可分发，私钥保密，可用于数字签名，密钥长。
   • 常见算法
     • RSA：由公钥和私钥组成，公钥加密私钥解密，广泛应用于网络安全，如ssh协议。加密过程为信息m通过公钥（e，N）加密得密文c（m^e mod N = c），解密时密文c通过私钥（d，N）解密得明文m（c^d mod N = m），生成密钥对需找两个质数计算相关参数。目前对RSA的攻击主要是密文求离散对数困难，可通过爆破N尝试破解，N越长破解难度越大。
     • Diffie - Hellman（DH）：密钥交换协议，双方约定大素数p和生成元g，各自选私密随机数，通过计算交换并再次计算得到共享密钥，原理基于离散对数问题。
     • Elliptic Curve Cryptography（ECC）：利用椭圆曲线上离散对数问题，安全性高，密钥短，广泛应用于移动设备和物联网领域，加密和解密涉及椭圆曲线上点运算。

（五）摘要算法

1. MD5：消息摘要算法第五版，输入任意长度信息，输出128位固定长度二进制数据，不可逆、高度离散、抗碰撞，常用于密码保护、数据库、数字签名、文件完整性校验等。
2. 其他算法
   • SHA - 1：生成160位摘要，常用于文件完整性校验，因易受碰撞攻击逐渐被淘汰。
   • SHA - 256：属于SHA - 2系列，生成256位摘要，应用广泛。
   • SHA - 3：称为Keccak算法，与SHA - 2结构算法不同，安全性和性能更好。
   • RIPEMD - 160：广泛应用于比特币等加密货币领域，是欧洲CRYPTREC项目候选摘要标准之一。

四、Misc学习笔记

（一）文件/图片操作与隐写

1. 文件类型识别
   • File命令：用于识别无扩展名或扩展名错误的文件类型，以便修改扩展名打开文件，格式为“file文件名”。
   • Winhex：在Windows下通过查看文件头类型判断文件类型，不同文件类型有特定文件头标识。
2. 文件分离操作
   • Binwalk工具：Linux下分析和分离文件工具，能判断文件是否由多个文件合并，分离成功后在目标文件目录生成“文件名_extracted”文件夹存放分离文件，用法为“binwalk -e文件名”（kali未用root登录需加“–run - as = root”）。
   • Foremost：当binwalk无法正确分离文件时使用，将目标文件复制到kali，执行后按文件类型在目标文件目录分离文件，安装命令为“apt - get install foremost”，用法为“foremost文件名 - o输出目录名”。
   • dd命令：手动分离文件工具，格式为“dd if =源文件of =目标文件名bs = 1 count = xx skip =开始分离的字节数”，参数if指定输入文件名，of指定输出文件名，bs设置读写块大小，count指定读取块数量，skip指定从输入文件开头跳过的块数后开始复制。
   • Winhex（手动分离）：在Windows下利用winhex程序对文件手动分离，将目标文件拖入，定位到需分离部分复制并保存为所需后缀。
3. 文件合并操作
   • Linux下：使用“cat合并的文件>输出的文件”命令批量合并文件名相似文件，完整性检测用“md5sum文件名”计算MD5值。
   • Windows下：使用“copy /B合并的文件输出的文件名”命令批量合并，完整性检测用“certutil - hashfile文件名md5”计算MD5值。
4. 文件内容隐写：将KEY以十六进制形式写在文件中，通常在开头或结尾，分析时重点观察这些部分，若在中间可搜索关键字查找，Windows下可用Winhex查看，优先观察首尾，搜索flag或key等关键字。
5. 图片文件隐写
   • 图片混合：把两张图片重叠隐藏其中一张，推荐工具Stegsolve.jar，打开图片调节按钮直到出现与flag有关的图片。
   • LSB（最低有效位）：通过修改图片属性隐藏信息，理论上可隐藏大量数据。用Stegsolve.jar打开图片，发现通道异样后勾选相关通道并导出保存为png格式文件获取隐藏信息。

（二）压缩文件分析

1. 伪加密：压缩文件加密或解压错误时，先检查是否伪加密。zip文件通过标识符显示加密状态，将加密文件文件头第九第十个字符修改为0000可变为无加密状态，操作方法是用winhex打开压缩文件，找到加密文件头字段修改。
2. 暴力破解：通常用ARCHPR.exe工具破解rar文件。攻击类型可选择暴力破解或掩码破解，暴力破解需设置范围选项，建议用1 - 9位数字密码和系统自带英文字典；掩码破解可根据已知密码部分设置掩码，如知道前3位是abc，后3位为数字，掩码设为abc???，选择暴力破解范围为数字后进行破解。

（三）流量包文件分析

利用Wireshark过滤器筛选报文，常用过滤命令包括过滤IP（如“ip.src eq x.x.x.x or ip.dst eq x.x.x.x”等）、过滤端口（如“tcp.port eq 80”等）、过滤协议（如“tcp/udp/arp/icmp/http/ftp/dns/ip…”）、过滤MAC（如“eth.dst ==A 0: 00: 00: 04: c 5: 84”）、包长度过滤（如“udp.length == 26”等）、http模式过滤（如“http.request.method == “GET””等）。

通过这些过滤命令可快速定位和分析流量包中的关键信息，如在buuctf:wireshark例题中，通过“http contains “flag””等过滤命令找到包含flag的报文。

以下是一些学习 CTF 的资源推荐：

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5. i 春秋：国内较好的安全知识在线学习平台，地址：https://www.ichunqiu.com/main 。
6. XCTF_OJ 练习平台：由 XCTF 组委会组织开发的网络安全技术对抗赛练习平台，地址：https://adworld.xctf.org.cn/ 。
7. 网络信息安全攻防学习平台：提供基础知识考查、漏洞实战演练、教程等资料，地址：http://hackinglab.cn/index.php 。
8. Awesome CTF Book：开源项目，由 Ph0en1x-XMU 编撰，覆盖 Web 安全、逆向工程、密码学、取证分析、移动安全、硬件安全、编程基础等多个领域，包含工具使用说明、实战案例、解题思路和赛制介绍等内容。
9. JarvisOJ：网址 https://www.jarvisoj.com/ ，由浙江大学系统安全实验室学生 Jarvis 开发的 CTF 在线答题系统，题目由作者参加过的各类比赛题目改变整合及部分原创题目组成。
10. BUUCTF：网址 https://buuoj.cn/challenges ，安恒搭建的网安学习平台。
11. websec：网址 http://www.websec.fr ，国外的偏向于 Web 安全方向的网站。
12. ringzeroctf：国外的网站，方向覆盖全面，包括代码审计、逆向分析、漏洞攻击、Web、系统安全等。
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此外，还有一些 CTF 在线工具网站，如：

1. ctf 在线工具箱：http://ctf.ssleye.com/ ，包含常用的编码、加解密、算法等。
2. ctf 加解密工具箱：http://www.atoolbox.net/category.php?id=27 。
3. ctfhub 在线工具：https://www.ctfhub.com/#/tools 。

同时，一些公众号也会发布 CTF 赛事信息及相关资源，例如“网络安全实验室”。另外，CTFwiki（https://ctf-wiki.github.io/ctf-wiki/#/introduction ）也是入门必看的 wiki，包含 CTF 各项知识点。

靶场方面的资源有：

1. 在线靶场：如 bugku（https://ctf.bugku.com/index.html ）、buuctf（https://buuoj.cn/ ）、ctfhub 靶场（https://www.ctfhub.com/#/index ）、网络攻防世界（https://adworld.xctf.org.cn/ ）、i 春秋（https://www.ichunqiu.com/competition ）、浙大 oj（https://www.jarvisoj.com/ ）等。
2. 自己搭建靶场：如 sqli-labs、dvwa、owasp 靶场、dsvw 靶场、webgoat 靶场等，可通过相关链接下载并搭建。

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