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| 本文作者： 李勤 | 2017-04-20 10:52 | 專題：雷峰網(wǎng)公開課 |
知乎里曾有一個熱門回答“智商被碾壓是一種怎樣的體驗”。
由于經(jīng)常面對異常機(jī)智的黑客，雷鋒網(wǎng)編輯捂著胸口，表示小心心好痛。但是，如果是看著一群高智商黑客互相“碾壓智商”，開展一場技術(shù)、策略與智商的較量，感覺還是挺爽的！
CTF（Capture The Flag）就是這樣一種較量，它又被稱為“奪旗賽”，是網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)人員之間進(jìn)行技術(shù)競技的一種比賽形式，起源于1996年DEFCON全球黑客大會，以比賽形式代替黑客們之間的真實技術(shù)比拼。
也就是說，這是一場實打?qū)嵉幕鹌窗。?/p>
這次，雷鋒網(wǎng)宅客頻道邀請到了國際頂尖白帽黑客、騰訊安全聯(lián)合實驗室旗下玄武實驗室負(fù)責(zé)人，在國內(nèi)黑客界被尊稱為“TK 教主”的于旸與騰訊安全聯(lián)合實驗室旗下科恩實驗室安全研究員騰訊 eee 戰(zhàn)隊隊長謝天憶主講這次公開課，聚焦 CTF的歷史和信息安全人才培養(yǎng)，以及前不久舉辦的騰訊信息安全爭霸賽（TCTF）線上預(yù)賽試題解讀等內(nèi)容。
【TK教主（左）、謝天憶（右）】
以下是公開課總結(jié)文實錄+視頻，在不妨礙原意的表達(dá)上，雷鋒網(wǎng)編輯對該實錄略有整理和修訂：
大家好！我叫于旸，從事安全技術(shù)研究工作已經(jīng)有15年了。愛好比較廣泛，接觸過很多類安全技術(shù)。精通的較少，主要擅長的還是軟件安全方面。我現(xiàn)在在騰訊負(fù)責(zé)玄武實驗室的工作，如果你是一個安全愛好者，可以在搜索“騰訊玄武實驗室”的微信公眾號或微博賬號，我們每天會推送國際上最新的安全技術(shù)信息。
CTF是什么？
這個概念是從歐美傳過來的，字面上是“奪取旗幟”，原本是西方的一種傳統(tǒng)戶外游戲，相當(dāng)于我們的丟沙包或者跳大繩。原始的 CTF每個隊伍真的有一面旗幟。比賽目標(biāo)就是奪取位于對方“基地”的旗幟，并帶著旗子安全返回自己的基地，當(dāng)然，實際規(guī)則還要更復(fù)雜一些，比如還有“監(jiān)獄”的概念。
后來，“奪旗”的概念也被引入信息安全攻防比賽。因為在比賽中，選手需要通過解開題目，或攻破目標(biāo)奪得“Flag”。
現(xiàn)在，我們用CTF來代指信息安全領(lǐng)域的奪旗比賽。
CTF 的比賽形式有以下幾種：
1.真的是“題目”的解題模式，包含逆向、漏洞（也稱攻防）、算法、審計、綜合……，難度不一，分值不一，越難的題目分值越多。
逆向題一般是一個二進(jìn)制程序，F(xiàn)lag 就藏在這個文件里，需要選手有高超的逆向技巧，找出 Flag。
漏洞題一般也是給二進(jìn)制程序，選手需要從程序中找出漏洞，并寫出漏洞利用的攻擊代碼。雖然做漏洞題一般也需要逆向技巧，但對漏洞技術(shù)要求更高，用寫出的漏洞利用代碼實際攻擊成功，才能取得 Flag。
算法題是指算法分析題，給你一段某種算法處理過的數(shù)據(jù)，選手需要對付一個或多個算法。
審計題給出的文件就多種多樣了。可能是一張隱藏了信息的圖片，看起來像風(fēng)景照或者人像，但其中有線索指向某個 Flag 。也有可能給你一個網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包，包含大量網(wǎng)絡(luò)通信數(shù)據(jù)，需要你分析。
還有一些難以歸類的題目，或者由幾類題型組合的題，稱為綜合題。
解題模式是比較常見的模式，不少 CTF 都選擇這種模式，特別是在預(yù)賽階段。
2.攻防模式。
這個模式更加熱鬧和刀光劍影。因為，它真的是隊伍之間進(jìn)行攻防。攻防模式一般可以分為三種：
第一種，每一支隊伍一同攻擊同一個目標(biāo)，考驗攻擊能力；
第二種，所有參賽隊伍進(jìn)行防守，遭受攻擊，考驗防守能力；
第三種，結(jié)合前兩種，綜合考驗攻防能力。這種模式對技術(shù)、戰(zhàn)術(shù)、策略要求更高。一般是回合制，一個回合五分鐘?？梢园凑兆约旱牟呗赃x擇優(yōu)先攻擊或防守，打誰不打誰，隊伍自己決定，一個回合暫停一次。
還有一種模式，這種模式在國內(nèi)不常見，稱為“King of The Hill”，我把它叫做“山大王”——大家同時攻擊一個服務(wù)器，比誰占領(lǐng)服務(wù)器的時間長，保持自己的控制權(quán)，不被別人干掉。這其實和傳統(tǒng)奪旗更像，守好自己搶奪的東西，也被人稱作“懶人的 CTF”，因為占領(lǐng)方有很大優(yōu)勢，有時候可以打得比較悠閑。
CTF 現(xiàn)狀
近幾年，國際、國內(nèi)的CTF種類越來越多。舉辦CTF的組織方各有目的，有些有政府背景，比如，韓國的 Codegate CTF；有些是戰(zhàn)隊辦的，比如，PPP 的 PlaidCTF，這種比較常見；有些是企業(yè)辦的，比如騰訊的 TCTF ；有些是安全會議牽頭辦的，比如著名的 DEF CON CTF，實際具體操辦的也是戰(zhàn)隊。DEFCON CTF是目前還在辦的歷史最悠久的CTF。最早一屆DEFCON CTF 是 1996年辦的。
剛才提到的這些都是公開的CTF。還有一類是不公開的 CTF，不會公開征集報名，開展預(yù)賽之類。比如，有些國內(nèi)、國外企業(yè)會舉辦面向內(nèi)部員工的 CTF。另外，從公開信息可以了解到，美國國防部從 2014 年開始舉辦名為“CyberStakes”的 CTF 。美國國防部有一個網(wǎng)絡(luò)安全人才的培養(yǎng)計劃，目標(biāo)是花3年時間在美國軍隊里培養(yǎng) 4000 名安全專家。而且標(biāo)準(zhǔn)很具體，要求會挖漏洞，會寫Exploit。訓(xùn)練的一個環(huán)節(jié)就是CyberStakes”。而且他們邀請了 David Brumley 教授來授課。這位教授是 2016 年 CGC 最后 7 支入圍隊伍之一 ForAllSecure 的創(chuàng)始人。CGC 是 CTF 歷史上的轉(zhuǎn)折點，不再只是人和人打，而是和機(jī)器打。他們招募了一些隊伍設(shè)計了一套系統(tǒng)，和人類戰(zhàn)隊打 CTF。就像阿法狗與人類下圍棋一樣。不過，CGC最后的戰(zhàn)勝隊還是人類隊伍。雖然機(jī)器隊伍沒有橫掃千軍，但也不是最后一名，還是有兩支人類隊伍輸給了機(jī)器。
所以，在安全攻防領(lǐng)域，至少在 CTF 領(lǐng)域，目前人類雖然依然保持優(yōu)勢，但畢竟也有兩支失敗的隊伍，所以，大家要努力。
CTF這兩年在國內(nèi)的發(fā)展
CTF最近兩年在國內(nèi)發(fā)展迅速，可以從我給的這兩個截屏看出來。左邊這幅是我在2015年在手機(jī)上的截屏，右邊這幅是我在2017年的手機(jī)上的截圖。
大家可以看到，2015年，在谷歌翻譯上輸入“CTF contests”，翻譯是“周大福競賽”。但在2017年，谷歌翻譯就已經(jīng)認(rèn)識 CTF了，我覺得這能說明一點問題。
為什么CTF越來越多
教育部高等學(xué)校信息安全專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會秘書長封化民曾說過：中國信息安全人才需求將以每年 1.5 萬人的速度遞增，到 2020 年相關(guān)人才需求將增長到 140 萬。我還看到畢馬威對英國大企業(yè)的調(diào)查顯示：安全人才越來越供不應(yīng)求，有 52% 的被調(diào)查者表示，甚至愿意雇傭有網(wǎng)絡(luò)犯罪前科的人，因為人才供不應(yīng)求。美國蘭德公司發(fā)布的一份報告指出：美國高端信息安全人才存在短缺，尤其是在聯(lián)邦政府內(nèi)，這會對國家安全造成不利影響，建議聯(lián)邦政府放寬雇用規(guī)則、投資信息安全教育。
所以，可以看出，安全人才缺乏是一個國際性問題。而 CTF 是培養(yǎng)安全人才的重要手段。我覺得這是近年 CTF 熱門的的最重要原因。
學(xué)習(xí)CTF 的好處
研究安全技術(shù)過程中訓(xùn)練出來的思維能力是很有用處的，即使以后不去做網(wǎng)絡(luò)安全。我經(jīng)常跟大家講的一個案例是，1996 年成立的黑客技術(shù)團(tuán)體“w00w00”的成員中至少包括：
WhatsApp 的聯(lián)合創(chuàng)始人
Jan KoumNapster（世界最早的音樂共享平臺） 的聯(lián)合創(chuàng)始人
Shawn FanningArbor Networks 的聯(lián)合創(chuàng)始人
Dug SongNmap 的開發(fā)者
Gordon Fyodor LyonCounterTack 的 CTO Michael A. DavisGoogle 元老
David McKayYammer 安全主管
Josha BronsonAccuvant Labs 的 Joshua J. Drake
Veracode 的 Andrew Reiter
這個團(tuán)體不是特別大，卻出了這么多人才。有些人后來雖然沒有從事網(wǎng)絡(luò)安全的工作，但在自己的工作崗位上做得非常出色。
如果，你不但對安全感興趣，而且想未來從事安全工作，那么就要明白，CTF中的技術(shù)對安全工作來說一部分，不是全部。工作中遇到的有些問題可以用 CTF中涉及的知識解決。還有很多問題則需要用到 CTF 之外的技能。
這是京華時報的一個報道截圖：有人發(fā)現(xiàn)自己一卡通的金額突然變成了4000多萬，有一點計算機(jī)基礎(chǔ)知識的人，一看就知道是怎么回事：處理一卡通的機(jī)器在設(shè)計中存在問題，扣費沒考慮余額，把錢扣成了負(fù)數(shù)。報道里提到余額被扣成了-1.8元，但當(dāng)再次把卡插入機(jī)器，機(jī)器在讀取余額時，按無符號數(shù)處理，就變出了4000多萬。
類似的事情用 CTF 里的知識就能解釋。但安全工作中還需要很多其它技能。如果能在比賽之余，找機(jī)會接觸一下安全行業(yè)，了解行業(yè)里有哪些角色，了解每種角色需要什么技能，了解自己適合哪種崗位，在將來進(jìn)入行業(yè)時會有很大幫助。
CTF 和現(xiàn)實安全技術(shù)工作的關(guān)系
打 CTF 是非常好的安全技術(shù)能力訓(xùn)練方式，優(yōu)秀 CTF 選手在從事安全技術(shù)工作時也會有很大優(yōu)勢。不過大多數(shù)現(xiàn)實中的安全技術(shù)工作其實沒有 CTF 中的問題那么困難，但會復(fù)雜得多。另外，打 CTF 的目標(biāo)是得分，處理現(xiàn)實安全問題的時候要考慮更多因素，比如，解決問題的同時還要保持業(yè)務(wù)運行。
我所列出的信息安全技術(shù)方向只是粗粗列舉，實際上不止這些。CTF直接涉及的只是其中一部分。當(dāng)然，在 CTF 中訓(xùn)練的基本功可以幫助你比較順暢地去學(xué)習(xí)那些沒接觸過的領(lǐng)域。
另外，除了和 CTF 相關(guān)的技術(shù)能力，從職業(yè)的角度看，通用能力也很重要。比如，很基本的三點：能想清楚、能寫清楚、能講清楚，這體現(xiàn)了你邏輯是否嚴(yán)密、語句是否通順、表達(dá)是否清晰。有些通用能力對專業(yè)能力提升也有幫助，比如分析能力、判斷能力、規(guī)劃能力、搜集能力、學(xué)習(xí)能力、提煉能力。無論以后你想從事什么工作，在學(xué)生時代加強這些能力的培養(yǎng)，對你整個人生都會有很大的幫助。
第二部分，謝天憶講解騰訊 CTF （TCTF）初賽題目及解答，由于涉及到很多術(shù)語和代碼，雷鋒網(wǎng)編輯整理了謝天憶的PPT，請讀者配合視頻直接“服用”。
1.小白對 CTF 感興趣，能否推薦學(xué)習(xí)路徑？
天憶：我回憶一下當(dāng)年自己小白時，是怎么學(xué)習(xí)的。首先，CTF和信息安全相關(guān)，信息安全是和計算機(jī)科學(xué)相關(guān)的一門學(xué)科，所以先要學(xué)習(xí)計算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)知識，比如，學(xué)習(xí)編程、寫算法、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等。我在高中參加信息學(xué)競賽時，考察的是學(xué)生的編碼能力，對后來學(xué)習(xí)非常重要。其次，你要學(xué)習(xí)計算底層的原理知識，比如，計算機(jī)的組成結(jié)構(gòu)、CPU的實現(xiàn)原理和匯編語言等，理解為什么一個程序可以跑出這樣的一個結(jié)果。然后可以再學(xué)習(xí)更多的上層知識，比如其他高級語言等。在這些基礎(chǔ)上，就可以開始學(xué)習(xí)一些安全相關(guān)的特定領(lǐng)域知識，比如逆向分析、漏洞挖掘與利用、Web安全或者密碼學(xué)等。除此之外，掌握數(shù)學(xué)知識也很重要。
2.有沒有專門可以學(xué)習(xí) CTF 的入門級網(wǎng)站？
天憶：網(wǎng)上有許多的 wargame 或是 OJ 平臺，但是風(fēng)格和難度不一，題目質(zhì)量也是有好有壞，在練習(xí)時要根據(jù)自我感覺和實際情況來調(diào)整。在Github上 (https://github.com/ctfs) 有人專門搜集了歷年 CTF 比賽的題目和解答，最近三四年的比賽都有。
3. CTF 怎么訓(xùn)練更高效？
天憶：要有自我訓(xùn)練的意識，這個影響是潛移默化的。比如， 把打游戲的時間拿出 50% 來就可以多訓(xùn)練幾道題目，或者在做同一道題目的時候不滿足于現(xiàn)有的解法，去想想有沒有其他更好的方法來解決，要舉一反三盡量深挖一道題目。另外，多參加一些比賽也是有益的，特別是高水平的國際比賽，通常這些比賽的題目都會有很高的質(zhì)量，可以在其中學(xué)到更多的東西。
TK : 充分的時間、精力投入是必要的，可能沒有太多取巧的辦法，天憶可以介紹一下自己的經(jīng)歷供大家參考。
天憶：我在讀研究生時接觸CTF，但在更早以前，是小時候我爸拿過來一個叫做“中華學(xué)習(xí)機(jī)”的東西，沒有圖形界面。但我一直保持好奇心，在初中時誤打誤撞學(xué)習(xí)編程，覺得非常有趣，而且可以解決復(fù)雜的數(shù)學(xué)問題，發(fā)現(xiàn)了計算機(jī)的無窮潛力。
讀書時，因為課業(yè)多，不會專門花時間，但會在業(yè)余時間在紙上寫寫代碼，有機(jī)會摸到電腦時，就會趕緊敲進(jìn)去。我本人也不是完全不打游戲，周末會抽時間打游戲，但在研究技術(shù)時會百分百投入，這一點非常重要，三、四個小時能抵得上十個小時。
4，為了 CTF ，如何學(xué)習(xí)逆向和反匯編，有沒有書籍推薦？
TK : 這個話題很大，一兩句講不清楚。從我自己的經(jīng)驗看，逆向和反匯編屬于門檻比較高的事情，你在門檻外看，會覺得很困難、很痛苦。就像你去學(xué)英語，先讓你學(xué)的不是字母表，而是丟過來一本莎士比亞的著作，所以要有方法度過陣痛期，陣痛期過后，就比較容易了。
所以，要先選幾個小目標(biāo)，雖然有些枯燥，但小目標(biāo)在逆向和分析后，是能達(dá)成一些成果的。舉個例子，我最早的逆向是逆向《仙劍奇?zhèn)b傳》的程序，為了能在游戲多得到一些錢，有這樣一個目標(biāo)，達(dá)成目標(biāo)后有正向的反饋激勵，就能堅持下去。
一般講逆向的書都很厚，我不太推薦一開始就去買書，書太厚會造成心理壓力。先在網(wǎng)上找?guī)讉€教程學(xué)習(xí)一下，學(xué)會一點之后再去買書就不怕了，可以跟著書系統(tǒng)地學(xué)習(xí)。
5.請介紹一下 BadTunnel 漏洞的發(fā)現(xiàn)過程。
TK : 這是屬于設(shè)計類和系統(tǒng)多點耦合的問題，我這幾年一直在關(guān)注這個方向。2015 年 4 月，我去深圳出差，飛機(jī)要飛四個小時，我沒什么事情做，就在腦子里過了前一陣子看的一些網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，忽然有個靈感冒出來，覺得在這個地方可能有問題。不過當(dāng)時工作比較多，耽擱了，沒有驗證。直到 6 月的時候，我才寫了一個程序去驗證，然后發(fā)現(xiàn)確實有問題。
6.CTF 隊伍的隊員應(yīng)該有哪些技能？
天憶：CTF 題目一般有幾個大類，而選手可以選擇一個或多個方向進(jìn)行發(fā)展，一個全能型選手往往可以有多個方向的技能，比如，二進(jìn)制、密碼學(xué)或者是 Web 安全等。但是，作為一個戰(zhàn)隊整體來說，保持隊伍成員的技能多樣化是很重要的，這樣在碰到各種各樣不同類型的題目時都能夠有合適的人選來解決，而這樣的隊伍綜合能力才是最強的。
7.這次 TCTF 有什么特色？
TK+天憶：這次TCTF 是DEFCON CTF的外卡賽。也就是說，TCTF 打好了，直接一個電梯升上去就到拉斯維加斯了。在比賽本身上，我們選用的比賽賽題形式是解題模式，而且題目質(zhì)量很高?？紤]到和 DEFCON CTF接軌，二進(jìn)制的題目多一些。DEFCON CTF主要是二進(jìn)制的題目，不過我們 TCTF 還是盡可能會保持一定多樣性。
8.CTF 比賽里有什么特殊套路和技巧？
TK+天憶：攻防模式下有一種“攪屎棍”的做法，對吧？一些比較不會放在明面上的東西比較多，比如，種后門。我記得有次比賽的時候，有個團(tuán)隊知道別人會用Wireshark去分析他們的數(shù)據(jù)，結(jié)果他們發(fā)了一個漏洞數(shù)據(jù)在這個包里，別人一抓包就悲劇了。當(dāng)然，即使用套路，還是要基于你的技術(shù)能力。
一個比賽如果都是套路，意義不大。但是，如果通過題目，可以想出沒有見過的套路，這就是意義。TCTF 解題模式不僅考察技術(shù)能力，還能考察別的能力。
以前在 DEFCON CTF上，很多工作人員的精力也有很多要花在搗蛋的人身上。
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