0x00 问题描述

最近在题目练习的时候遇到了一个伪随机数的例子，刚好丰富一下php类型的考点梳理，主要涉及mt_rand()函数、php_mt_seed种子爆破工具的使用等内容。

0x01 mt_rand函数

mt_rand()函数

mt_rand() 函数使用 Mersenne Twister 算法生成随机整数。
使用语法：mt_rand(); or mt_rand(min,max);，生成一个区间内的随机数。
其参数min默认为最小值0，max默认为可生成的随机数最大值2147483647，由mt_getrandmax()函数获得。

mt_srand()函数

mt_srand() 函数播种 Mersenne Twister 随机数生成器。
提示：从 PHP 4.2.0 开始，随机数生成器自动播种，因此没有必要使用该函数。当不使用随机数播种函数srand时，php也会自动为随机数播种，因此是否确定种子都不会影响正常运行。

在php中每一次调用mt_rand()函数，都会检查一下系统有没有播种。（播种为mt_srand()函数完成），当随机种子生成后，后面生成的随机数都会根据这个随机种子生成。所以同一个种子下，随机数的序列是相同的，这就是漏洞点，我们先看两个例子。

<?PHP
mt_srand(0);
echo mt_rand();
echo mt_rand();
echo mt_rand();
?>

在上面的代码中，我们把随机数播种为0，每次运行都会获得相同的序列，这就是伪随机：

963932192
1273124119
1535857466

当我们去掉mt_srand()函数时，再次重复运行实例，系统会自动为rand函数播种，但也是播种一次。因此多次重复运行的结果也相同，为：

992978829
928748101
1380702626

因此在知晓一串随机序列的条件下，基于序列相同的seed爆破就是可能实现的。

0x02 CTF例题

<?php
include 'flag.php';
session_start();
$_SESSION['seed'] = rand(0,999999999);
function genStr($length, $sc = FALSE) {mt_srand($_SESSION['seed']);$rand_string = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ";$retStr = '';for ( $i = 0; $i < $length; $i++ ){$retStr .= substr($rand_string,mt_rand(0, strlen($rand_string) - 1), 1);}if ($sc === TRUE) {setcookie('key_is', $retStr);}return $retStr;
}
if (!isset($_SESSION['flag'])) {$key = genStr(16, TRUE);$_SESSION['flag'] = genStr(32);
}
if (strlen($_GET['key']) == 32) {if ($_GET['key'] === $_SESSION['flag']) {echo $FLAGG;  //这里输出flag}else{echo "咋回事,位数对了,key值不对啊,你别想忽悠我啊!\n";}
}else {echo "亲，我要32位的key，你的key不等于32位噢!\n";
}
if ($_GET['showcode'] == 1) {highlight_file(__FILE__);
}
?>

通过上面的代码可以发现，首先使用rand(0,999999999);函数确认种子，再通过生成的随机数序列在$rand_string中确认key值的内容。且key与flag的生成均使用了同一个mt_srand()播种。并将16位的key值通过cookie传递。
因此16位序列是我们所已知的，通过F12工具抓包查看key值：

key = GgEAeCi3GWROTQXg

至此题目源码分析完毕，只需使用 php_mt_seed工具得到seed值，再次生成对应的32位flag即可。

0x03 php_mt_seed工具使用

php_mt_seed是c语言编写的爆破随机数序列种子的工具。其项目官网为：https://www.openwall.com/php_mt_seed/
github地址为：https://github.com/openwall/php_mt_seed
点击下载后，在shell中运行make命令。
程序编译完成后，使用官方文档中的使用方法：

<?php$allowable_characters = 'abcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ';$len = strlen($allowable_characters) - 1;$pass = $argv[1];for ($i = 0; $i < strlen($pass); $i++) {$number = strpos($allowable_characters, $pass[$i]);echo "$number $number 0 $len  ";}echo "\n";?>

将我们的序列转换为 php_mt_seed可以识别的格式。
然后使用

./php_mt_rand 42 42 0 61  6 6 0 61  40 40 0 61  36 36 0 61  4 4 0 61  38 38 0 61  8 8 0 61  29 29 0 61  42 42 0 61  58 58 0 61  53 53 0 61  50 50 0 61  55 55 0 61  52 52 0 61  59 59 0 61  6 6 0 61

命令获得种子。 seed=368872094

最后将种子代入生成key的函数中验证。

 <?php $seed = 368872094;mt_srand($seed);$rand_string = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ";$retStr = '';for ( $i = 0; $i < 32; $i++ ){$retStr .= substr($rand_string,mt_rand(0, strlen($rand_string) - 1), 1);}echo $retStr;?>
//GgEAeCi3GWROTQXgEhr2jfxIDSZequqG

结果为：

key = GgEAeCi3GWROTQXg
flag = GgEAeCi3GWROTQXgEhr2jfxIDSZequqG

与我们所分析的结果相同，成功获得flag。

0x04 参考文章

php随机函数mt_rand()产生的小问题大漏洞

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CTF_Web：php伪随机数mt_rand()函数+php_mt_seed工具使用

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