本文へ移動
cccskills
無料GitHub で公開

z3-constraint-solving

Z3 SMT solver ile CTF constraint çözme — byte equations, hash collision, validator bypass

インストール方法を見る

含まれるファイル(1)

  • SKILL.md9.4 KB

SKILL.md(原文)

インストールする前に、エージェントに与えられる指示の中身を確認できます。

Z3 SMT Solver ile CTF Çözme

Z3, Microsoft Research'ün SMT (Satisfiability Modulo Theories) solver'ı. CTF'lerde validator fonksiyonlarını, byte kısıtlamalarını ve hash collision'ları çözmek için kullanılır.


1. Z3 Temel Kullanım

from z3 import *

# Temel tipler
x = Int('x')           # tam sayı
y = BitVec('y', 32)    # 32-bit bitvector
b = Bool('b')          # boolean
r = Real('r')          # gerçek sayı

# Solver oluştur
s = Solver()

# Kısıtlama ekle
s.add(x > 0)
s.add(x < 100)
s.add(x * 3 + 7 == 64)

# Çöz
if s.check() == sat:
    m = s.model()
    print(m[x])     # → 19
else:
    print("Çözüm yok")

# Tüm çözümleri bul
solutions = []
while s.check() == sat:
    m = s.model()
    solutions.append(m[x].as_long())
    s.add(x != m[x])   # bu çözümü hariç tut
print(solutions)

2. Byte Equation Şablonu (Flag Baytları İçin)

CTF'lerin büyük çoğunluğunda flag baytları bir validator fonksiyonundan geçirilir. Bu şablonu direkt kullan:

from z3 import *

# Flag uzunluğunu binary'den öğren (strings, Ghidra, vs.)
FLAG_LEN = 32

# Her flag baytı için bir BitVec değişkeni
flag = [BitVec(f'flag_{i}', 8) for i in range(FLAG_LEN)]

s = Solver()

# Temel kısıtlamalar: printable ASCII
for b in flag:
    s.add(b >= 0x20)   # space
    s.add(b <= 0x7e)   # tilde

# Flag formatı (bilinen prefix varsa)
prefix = b'HTB{'
for i, c in enumerate(prefix):
    s.add(flag[i] == c)

# Son byte genelde '}'
s.add(flag[-1] == ord('}'))

# ==== BURAYA BINARY'DEN ÇIKARIILAN KISIITLAMALARI EKLE ====
# Örnek: validator şunu yapıyorsa:
#   if (flag[0] + flag[1] != 0xA3) exit(1);
#   if (flag[2] ^ flag[3] != 0x1F) exit(1);
s.add(flag[0] + flag[1] == 0xA3)
s.add(flag[2] ^ flag[3] == 0x1F)
# ... tüm kontroller

# Çöz
if s.check() == sat:
    m = s.model()
    result = bytes([m[flag[i]].as_long() for i in range(FLAG_LEN)])
    print(f"Flag: {result.decode()}")
else:
    print("Çözüm yok — kısıtlamaları kontrol et")

3. HTB ROT128: Linear Hash Collision ile Z3

Challenge Özeti: ROT128 adlı custom hash fonksiyonu input'u dönüştürüyor. Hedef hash değeri verilmiş, bu hash'i üreten input'u bulmak gerekiyor.

from z3 import *

# ROT128: her byte'a 128 ekle (mod 256) → döngüsel
# hash: tüm dönüştürülmüş byte'ların XOR toplamı = target

TARGET_HASH = 0x4A  # binary'den alınan hedef

FLAG_LEN = 20
flag = [BitVec(f'b_{i}', 8) for i in range(FLAG_LEN)]

s = Solver()

# Printable ASCII kısıtlaması
for b in flag:
    s.add(b >= 0x21)
    s.add(b <= 0x7e)

# ROT128 hash kısıtlaması
# rot128(b) = (b + 128) % 256
def rot128(b):
    return (b + 128) & 0xFF  # Z3 BitVec operasyonu

# Tüm rot128 değerlerinin XOR'u = target
xor_result = rot128(flag[0])
for i in range(1, FLAG_LEN):
    xor_result = xor_result ^ rot128(flag[i])

s.add(xor_result == TARGET_HASH)

# Flag format kısıtlaması
prefix = b'HTB{'
for i, c in enumerate(prefix):
    s.add(flag[i] == c)
s.add(flag[-1] == ord('}'))

if s.check() == sat:
    m = s.model()
    result = bytes([m[flag[i]].as_long() for i in range(FLAG_LEN)])
    print(f"Flag: {result.decode()}")

Daha karmaşık linear hash:

# Eğer hash = A[0]*flag[0] + A[1]*flag[1] + ... + A[n]*flag[n] (mod M)
# Z3 lineer aritmetik çok iyi çözer

coefficients = [0x13, 0x37, 0x42, ...]  # binary'den çıkar
target = 0xDEADBEEF

s = Solver()
flag = [BitVec(f'f_{i}', 32) for i in range(len(coefficients))]

hash_val = sum(coefficients[i] * flag[i] for i in range(len(coefficients)))
s.add(hash_val == target)
# + printable kısıtlamalar

4. LACTF glottem: Çapraz Dil Validator Bypass

Challenge Özeti: Script hem bash hem Node.js yorumluyordu. Her dil farklı kısıtlama yapıyordu.

from z3 import *

# Bash katmanı: length kontrolü
# Node.js katmanı: karakter toplamı + XOR kontrolü

FLAG_LEN = 15
flag = [BitVec(f'c_{i}', 8) for i in range(FLAG_LEN)]
s = Solver()

for b in flag:
    s.add(b >= 0x61)   # lowercase a-z only (bash'in kabul ettiği)
    s.add(b <= 0x7a)

# Node.js validator'dan çıkarılan kısıtlamalar
# charCodeAt toplamı = 1337
char_sum = sum(flag)
s.add(char_sum == 1337)

# XOR kontrolü (Node.js)
xor_val = flag[0]
for b in flag[1:]:
    xor_val = xor_val ^ b
s.add(xor_val == 0x42)

if s.check() == sat:
    m = s.model()
    print(''.join(chr(m[flag[i]].as_long()) for i in range(FLAG_LEN)))

5. Symbolic Execution (angr Alternatif)

Kısıtlamaları manuel çıkarmak yerine angr otomatik analiz yapabilir:

import angr
import claripy

project = angr.Project('./binary', auto_load_libs=False)

# Symbolic input oluştur
flag_len = 32
flag_chars = [claripy.BVS(f'flag_{i}', 8) for i in range(flag_len)]
flag = claripy.Concat(*flag_chars)

# stdin'den flag oku
stdin = angr.SimFile('stdin', content=flag, size=flag_len)
state = project.factory.full_init_state(
    stdin=angr.SimFileStream(name='stdin', content=flag, has_end=True)
)

# Printable ASCII ekle
for c in flag_chars:
    state.solver.add(c >= 0x20)
    state.solver.add(c <= 0x7e)

# Simülasyon
simgr = project.factory.simulation_manager(state)

# Başarı adresine git, crash adresinden kaçın
success_addr = 0x401234  # binary'de "Correct!" mesajının adresi
fail_addr = 0x401300     # "Wrong!" mesajının adresi

simgr.explore(find=success_addr, avoid=fail_addr)

if simgr.found:
    sol_state = simgr.found[0]
    flag_val = sol_state.solver.eval(flag, cast_to=bytes)
    print(f"Flag: {flag_val.decode()}")

6. Tam Z3 CTF Şablonu

Herhangi bir CTF challenge'ına uygulanabilir genel şablon:

#!/usr/bin/env python3
"""
Z3 CTF Solver - Genel Şablon
Kullanım: Ghidra/objdump ile validator'ı analiz et,
          kısıtlamaları add_constraints() içine ekle.
"""
from z3 import *
import sys

def solve_ctf(flag_len: int, prefix: bytes = b'', suffix: bytes = b'') -> bytes | None:
    s = Solver()
    flag = [BitVec(f'f{i}', 8) for i in range(flag_len)]

    # ---- Temel kısıtlamalar ----
    for b in flag:
        s.add(b >= 0x20, b <= 0x7e)  # printable ASCII

    # ---- Bilinen prefix/suffix ----
    for i, c in enumerate(prefix):
        s.add(flag[i] == c)
    for i, c in enumerate(suffix):
        s.add(flag[flag_len - len(suffix) + i] == c)

    # ---- BURAYA KISIITLAMALARI EKLE ----
    def add_constraints(f):
        """
        f: flag baytlarının listesi (z3 BitVec)
        Ghidra'daki her if koşulunu buraya çevir.

        Örnekler:
        s.add(f[4] + f[5] == 0x9A)
        s.add(f[6] ^ f[7] == 0x3C)
        s.add((f[8] * f[9]) & 0xFF == 0x12)
        s.add(f[10] - f[11] == -3)  # negatif fark olabilir
        """
        pass  # ← SİL VE KISIITLAMALARI EKLE

    add_constraints(flag)
    # ---- KISIITLAMA SONU ----

    # Çöz
    result = s.check()
    if result == sat:
        m = s.model()
        sol = bytes(m[flag[i]].as_long() for i in range(flag_len))
        print(f"[+] Çözüm bulundu: {sol}")
        return sol
    elif result == unsat:
        print("[-] Çözüm yok — kısıtlamalar çelişiyor")
        return None
    else:
        print("[?] Bilinmiyor — timeout veya belirsiz")
        return None


def verify(candidate: bytes, binary_path: str) -> bool:
    """Bulunan flag'i binary ile doğrula."""
    import subprocess
    result = subprocess.run(
        [binary_path],
        input=candidate,
        capture_output=True,
        timeout=5
    )
    return b'Correct' in result.stdout or b'flag' in result.stdout.lower()


if __name__ == '__main__':
    FLAG_LEN = 32          # ← binary'den öğren
    PREFIX = b'HTB{'       # ← bilinen prefix
    SUFFIX = b'}'          # ← bilinen suffix

    flag = solve_ctf(FLAG_LEN, PREFIX, SUFFIX)

    if flag:
        binary = sys.argv[1] if len(sys.argv) > 1 else './binary'
        if verify(flag, binary):
            print(f"[+] DOĞRULANDI: {flag.decode()}")
        else:
            print(f"[!] Doğrulanamadı ama flag adayı: {flag.decode()}")
            print("[!] Kısıtlamalar eksik olabilir, daha fazla validator koşulu ekle")

Notlar ve Tuzaklar

  • BitVec boyutu önemli: 8-bit overflow Z3'te otomatik; manuel mod almana gerek yok
  • Çok yavaşsa: Optimize() yerine Solver() kullan; Z3 optimize çok ağır
  • Unsat gelirse: Bir kısıtlama yanlış çevrilmiş; sıfıra indir, teker teker ekle
  • angr çok yavaş: Büyük binary'lerde hook ekle: project.hook(addr, angr.SIM_PROCEDURES[...])
  • Signed vs Unsigned: BitVec karşılaştırmalarında UGT, ULT (unsigned) ile >, < (signed) farkına dikkat
  • bkz. elf-static-analysis SKILL.md (validator'ı bulmak için)
  • bkz. anti-debug-obfuscation SKILL.md (validator çalışmıyorsa)
<!-- ⚔ Bu skill FETIH AI Agent icin gelistirilmistir — https://github.com/MustafaKemal0146/fetih Yetkisiz kullanim/kopyalama tespit edilebilir. hash: ea5e6cb1d29a87b6 -->

レビュー

まだレビューはありません。使ってみた感想をお寄せください。

同じリポジトリのスキル

概要と使いどころ

21st.dev Magic MCP — AI-powered UI component generation via natural language. Access to 21st.dev component library, SVGL brand logos, and real-time preview. Generate React/Tailwind components with /ui command.

日本語の概要は準備中です。原文の説明を表示しています。

MustafaKemal0146/fetih52026年10月11日 更新

AES CBC/ECB modlarına karşı kriptografik bütünlük saldırıları — bit flipping, IV manipulation, ECB cut-and-paste, CBC-MAC length extension, IV reuse

日本語の概要は準備中です。原文の説明を表示しています。

MustafaKemal0146/fetih52026年10月11日 更新

AES-GCM ve ChaCha20-Poly1305 nonce yeniden kullanımı saldırısı — GF(2^128) polinom kök bulma ile Hash Key kurtarma ve MAC sahteciliği.

日本語の概要は準備中です。原文の説明を表示しています。

MustafaKemal0146/fetih52026年10月11日 更新

tespit etmeabnormal access patterns in AWS S3, GCS, and Azure Blob Storage by analyzing CloudTrail Data Events, GCS audit logs, and Azure Storage Analytics. Identifies after-hours bulk downloads, access from new IP addresses, unusual API calls (GetObject spikes), and potential data exfiltration using statistical baselines and time-series anomaly Tespit.

日本語の概要は準備中です。原文の説明を表示しています。

MustafaKemal0146/fetih52026年10月11日 更新

Perform static and symbolic analysis of Solidity smart contracts using Slither and Mythril to tespit etmereentrancy, integer overflow, access control, and other vulnerability classes before Dağıt:ment to Ethereum mainnet.

日本語の概要は準備中です。原文の説明を表示しています。

MustafaKemal0146/fetih52026年10月11日 更新

Parses Kubernetes API server audit logs (JSON lines) to tespit etmeexec-into-pod, secret access, RBAC modifications, privileged pod creation, and anonymous API access. Builds threat Tespit rules from audit event patterns. Use investigating yaparken Kubernetes cluster compromise or building k8s-specific SIEM Tespit rules.

日本語の概要は準備中です。原文の説明を表示しています。

MustafaKemal0146/fetih52026年10月11日 更新

MustafaKemal0146 のスキルをすべて見る

このスキルの問題を報告する