電腦沒有真正的亂數

很簡單的一個C亂數程式:

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#include <stdio.h>

int main(){
unsigned int random;
random = rand(); // random value!

unsigned int key=0;
scanf("%d", &key);

if( (key ^ random) == 0xdeadbeef ){
printf("Good!\n");
system("/bin/cat flag");
return 0;
}

printf("Wrong, maybe you should try 2^32 cases.\n");
return 0;
}

只要輸入的值和隨機數做XOR運算後等於0xdeadbeef就可以拿到flag,關鍵就在rand()產生的隨機數。電腦沒有真正的亂數,是由數學計算出來接近亂數的值,也就是說它有一連串的公式計算,平常都知道若要讓亂數能夠更亂(某意義上接近真正的亂數),C語言必須指定seed,也就是亂數種子,通常會是時間。

很明顯這個程式並沒有設定種子,換句話說產生出來的亂數會永遠一樣,那我們就可以自己寫程式來印出rand()的第一個值1804289383。接下來XOR的運算有這樣的特性:

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A ^ B = C
A = B ^ C

所以只要把第一個亂數值18042893830xdeadbeefXOR運算就可以得到key。我用python CLI直接算出key

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>>> print 0xdeadbeef ^ 1804289383
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random@ubuntu:~$ ./random
3039230856
Good!
Mommy, I thought libc random is unpredictable...