add monad's writeups

Author: YanWQ-monad

README.md

@@ -75,6 +75,7 @@
 | [4qwerty7](players/4qwerty7/writeup.md) | 总排名第 2 名 | 签到、进制十六——参上、去吧！追寻自由的电波、猫咪问答 Pro Max、卖瓜、透明的文件、旅行照片、FLAG 助力大红包、Amnesia第一问、轻度失忆、记忆清除、图之上的信息、Easy RSA、加密的 U 盘、赛博厨房、灯，等灯等灯第一问、只读文件系统、一石二鸟、Micro World、卷王与野生的 GPA、阵列恢复大师、链上预言家、助记词、Co-Program、马赛克、minecRaft、密码生成器、外星人的音游掌机、JUST BE FUN、fzuu、p😭q、超 OI 的 Writeup 模拟器前两问 |
 | [zhixi](https://zhangjk98.xyz/hackergame-2021-write-up/) | 总排名第 187 名 | 签到、进制十六——参上、去吧！追寻自由的电波、猫咪问答 Pro Max、卖瓜、旅行照片、Amnesia{轻度失忆}、图之上的信息、赛博厨房前两问、p😭q |
 | [zxx](players/zxx/README.md) | 总排名第 307 名 | 进制十六 -- 参上, 去吧！追寻自由的电波，FLAG 助力大红包，minecRaft |
+| [monad](players/monad/) | 总排名第 14 名 | 签到、进制十六——参上、去吧！追寻自由的电波、猫咪问答 Pro Max、透明的文件、旅行照片、FLAG 助力大红包、Amnesia-轻度失忆、图之上的信息、Easy RSA、加密的 U 盘、赛博厨房(Lv0-2)、Micro World、助记词、密码生成器、p😭q、（还在更新中） |
 
 ## 其他资源
 

players/monad/0-签到.md

@@ -0,0 +1,7 @@
+# 签到
+
+点按钮可以切换 Page，然后不同的 Page 对应不同时间。
+
+并且可以观察到，Page 的 number 就是 Unix 时间戳。
+
+<del>我们不妨大胆猜想</del>，把 Unix 时间戳设置成当前时间，即访问 `http://202.38.93.111:10000/?page=1634968833`，然后发现就可以获得 Flag。

players/monad/1-进制十六——参上.md

@@ -0,0 +1,9 @@
+# 进制十六——参上
+
+观察到右边的 flag 被遮住了，但是左边的 hex 却没有被遮住。所以就可以解析左边的 hex 得到右边的 flag：
+
+```python
+codecs.decode(
+    '666c61677b5930555f5348305531445f6b6e30775f4830575f74305f43306e763372745f4845585f746f5f546578547d',
+    'hex')
+```

players/monad/10-Easy RSA.md

@@ -0,0 +1,128 @@
+# Easy RSA
+
+**公式不渲染警告**，建议移步至[我的博客](https://blog.monadx.com/2021/10/31/Hackergame-2021/#easy-rsa)。
+
+观察代码，我们有三个任务：
+
+1. 计算 `p`
+2. 通过 `value[-1]` 反推全部 `value`
+3. 通过 `value_q` 反推 `q`
+
+## 1. 计算 `p`
+
+查找资料，可以找到一个叫“威尔逊定理”的东西，即当 `p` 为质数的时候，有：
+
+$$
+(p - 2)! \equiv 1 \enspace (\operatorname{mod} p)
+$$
+
+则：
+
+$$
+y! \equiv (x - 2)! \times \frac{y!}{(x - 2)!} \equiv \frac{1}{\prod_{i = y + 1}^{x - 2} i} \equiv \prod_{i = y + 1}^{x - 2} inv(i) \quad (\operatorname{mod} x)
+$$
+
+代码：
+
+```python
+def get_p(x, y):
+    mul = 1
+    for i in range(y + 1, x - 2 + 1):
+        mul = mul * pow(i, x, x - 2) % x
+    return mul
+```
+
+## 2. 反推 `value`
+
+这个部分涉及到一个最主要的函数就是 `sympy.nextprime`，先看看它的文档：
+
+> `def nextprime(n, ith = 1)`  
+> Return the ith prime greater than n.  
+> See Also: prevprime: Return the largest prime smaller than n.
+
+……我感觉官方文档都告诉你应该怎么做了。
+
+```python
+def get_first_value(last_value):
+    val = last_value
+    for _ in range(9):
+        val = sympy.prevprime(val)
+    return val
+```
+
+## 3. 反推原始 `q`
+
+这个部分就是给出这个式子（我们把这个原始的 `q` 称为 `x`）：
+
+$$
+q \equiv x^e \enspace (\operatorname{mod} n)
+$$
+
+已知 `e`, `n`, `q`，求 `x`。
+
+然而我不会求，查资料，发现了这个：[Finding the k-th root modulo m](https://math.stackexchange.com/questions/2073284/finding-the-kth-root-modulo-m)，简直完美。
+
+按照这篇文章（回答）所说，首先求满足这一式子的 $k$, $v$：
+
+$$
+u \, e - v \, \varphi(n) = 1
+$$
+
+显然 $\gcd(e, \, \varphi(n)) = 1$，这一步可以用 exgcd 做。
+
+求出来了之后，就有
+
+$$
+x \equiv (b^u)^e \enspace (\operatorname{mod} n)
+$$
+
+写成代码，就是：
+
+```python
+# 这里的 n 我们通过 `first_value` 生成
+def get_original_q(e, q, first_value):
+    value = [ first_value ]
+    n = first_value
+    for i in range(1, 10):
+        value.append(sympy.nextprime(value[i - 1]))
+        n *= value[-1]
+
+    # 这样求 phi 可以快不少，该函数要求 factors 中的 keys 都是质数。
+    factors = { v: 1 for v in value }
+    pn = sympy.ntheory.factor_.totient._from_factors(factors)
+
+    # Ex-GCD, 其中 h = gcd(e, pn)；u, v 含义如上所述。
+    (u, v, h) = sympy.polys.polytools.gcdex(e, pn)
+
+    x = pow(q, int(u) * e, n)
+    return x
+```
+
+经过验证，以上三个脚本都可以算出的结果，代入进源程序中，都可以算出源码中对应的结果。
+
+## 4. RSA 解密
+
+RSA 解密还需要一个数 $d$（含义请自行翻看 RSA 文档，也可以看[这篇](https://www.ruanyifeng.com/blog/2013/07/rsa_algorithm_part_two.html)）。
+
+算 $d$ 满足以下式子：
+
+$$
+ed \equiv 1 \enspace (\operatorname{mod} n)
+$$
+
+在先进的 `Python 3.8+` 中，可以直接用 `pow(x, -1, mod)` 来算逆元，省事不少。
+
+于是解密部分的代码：
+
+```python
+pn = sympy.ntheory.factor_.totient._from_factors({ p: 1, q: 1 })  # phi(n)
+
+d = pow(e, -1, pn)
+
+c = 110644875422336073...
+m = pow(c, d, p * q)
+print(m)
+print(m.to_bytes(32, "big"))
+```
+
+然后就可以拿到 flag 了。

players/monad/11-加密的 U 盘.md

@@ -0,0 +1,13 @@
+# 加密的 U 盘
+
+通过查询 LUKS 的使用文档，可以发现其可以使用密码或 keyfile 加密，于是大胆猜测改密码不会改变 keyfile 一类的东西（注：实际上是 master key 不会变）。
+
+首先使用 `losetup -P /dev/loop1 day1.img` 将镜像挂载至 loopback（day2 同理）。
+
+然后用 `cryptsetup luksDump --dump-master-key /dev/loop1p1` dump 出 master key。`MK dump` 里就是 master key。并用 `xxd` 或其它工具将 master key 写入文件。
+
+![](assets/Luks_masterkey_dump.png)
+
+接着用 master key 打开 `day2.img` 即可：`sudo cryptsetup luksOpen --master-key-file <key file> /dev/loop2p1 day2`。
+
+最后把 `/dev/mapper/day2` mount 一下就能读出 `flag.txt` 了。

players/monad/12-赛博厨房_Lv0-2.md

@@ -0,0 +1,41 @@
+# 赛博厨房
+
+## Level 0
+
+写 4 个程序，针对不同菜谱执行不同程序即可。
+
+```
+向右 x 步
+拿起 1 个物品
+向下 1 步
+向左 x 步
+放下 1 个物品
+向上 1 步
+向右 y 步
+拿起 1 个物品
+向下 1 步
+向左 y 步
+放下 1 个物品
+```
+
+自行修改 `x`, `y` = `1` or `2` 来控制不同菜谱即可。
+
+## Level 1
+
+写个简单循环，把物品不断放到锅中即可。
+
+```
+向右 1 步
+拿起 100 个物品
+向下 1 步
+向左 1 步
+放下 1 个物品
+如果手上的物品大于等于 1 向上跳转 1 行
+```
+
+## Level 2
+
+写 32 个程序，第 i 个程序分对应 `[0, 0, 0, 0, 0, i]` 这个菜谱。
+然后再额外加一个程序，写 `向右 {} 步`，然后枚举数字，撞 hash（实际上是两个 sha256 和一个 arc4 随机?）。
+
+暴力代码见：https://gist.github.com/YanWQ-monad/4febc8f8635514459a981adfefb1b9f1 。

players/monad/16-Micro World.md

@@ -0,0 +1,68 @@
+# Micro World
+
+<del>随便乱瞅一下（我不会告诉你我走了多少弯路的）</del>，能发现这个程序是用 pyinstaller 生成的。
+
+然后就找一个 pyinstaller unpacker（我用的是 [extremecoders-re/pyinstxtractor](https://github.com/extremecoders-re/pyinstxtractor)），然后就可以发现一个 `2.pyc` 文件。用 `pip` 安装 `pygame` 后，发现可以直接用 `python 2.pyc` 运行，能确定提取出了正确的东西。
+
+接着继续尝试反编译，我这里找了 [zrax/pycdc](https://github.com/zrax/pycdc)，能够逆向 Python 3.9 的字节码，但不完全能逆向出来（但是至少能看到大致的逻辑，也能看到点的数据）。
+
+这是 `2.pyc` 中 `Point` 的定义：
+
+```python
+class Point:
+    def __init__(self, pos, vx, vy):
+        (self.x, self.y) = pos
+        self.vx = vx
+        self.vy = vy
+```
+
+不难猜出，`vx` 和 `vy` 就是这个点的移动速度（也就是 `list_` 每个元素的后两个值）。显然，只要把这个速度取相反数就可以还原出原 flag 图案了（显然碰撞是可逆的）。
+
+然而我并不想对着 bytecode 翻译一遍代码，所以我决定动态“注入”到 `2.pyc` 里面改变量。下面我们先把 `2.pyc` 重命名成 `w2.pyc`，因为不能直接 `import 2`。
+
+但是 `import w2` 后，`import` 没返回，窗口已经运行了，有点难改变量。下面开始乱搞！
+
+我们可以新建一个 `pygamx.py` 来 mock `pygame`，然后修改 `w2.pyc` 的 bytecode：暴力把 `pygame` 改成 `pygamx`（暴力替换二进制数据即可）。
+
+`pygamx.py`：
+
+```python
+import pygame
+
+class Time:
+    class Clock:
+        def init(self):
+            self.first = True
+            self.clock = pygame.time.Clock()
+
+        def tick(self, fps):
+            # 手动控制每一帧
+            input()
+            # self.clock.tick(fps)
+
+            if self.first:
+                self.first = False
+
+                # 经过测试，可以在这里反向 import 并访问 Pointlist 而不抛出 AttributeError
+                import w2
+                for i in range(len(w2.Pointlist)):
+                    p = w2.Pointlist[i]
+                    w2.Pointlist[i] = w2.Point((p.x, p.y), -p.vx, -p.vy)
+
+time = Time()
+
+# mock attributes
+init = pygame.init
+quit = pygame.quit
+mixer = pygame.mixer
+display = pygame.display
+event = pygame.event
+draw = pygame.draw
+QUIT = pygame.QUIT
+```
+
+然后经过测试，可以在上面 `pygame.time.Clock.tick` 里面反向 `import w2`，修改 `list_` 和 `Pointlist`，把速度取反，就可以了。
+
+此时直接运行 `python w2.pyc`，并且在控制台窗口用回车控制每一帧，看到 flag 差不多展示出来了就行了：
+
+![](assets/microworld_flag.png)

players/monad/2-去吧！追寻自由的电波.md

@@ -0,0 +1,8 @@
+# 去吧！追寻自由的电波
+下载音频，发现音频播放速度非常快，大概是被暴力压缩了。
+
+我们可以随便找点软件（我用了手边的 iMovie），把音频放慢，就可以听了。
+
+题目云「使用了无线电中惯用的方法来区分字符串中读音相近的字母」，即 `e` 用 `echo` 表示，等。
+
+虽然英语听力不太行，但是听首字母还是能勉强听得出来的。