实验步骤
0. SeedLab2.0环境准备
如果是使用实验室的环境请忽略下面的内容，直接进入 0.1 部署本次使用的服务器
使用VirtualBox-Windows版本，其下载地址https://download.virtualbox.org/virtualbox/6.1.38/VirtualBox-6.1.38-153438-Win.exe
使用SeedUbuntu20.04作为运行环境，其下载参考https://seedsecuritylabs.org/labsetup.html，由于下载较慢，推荐提前下载或者使用第三方镜像. 打开Virtualbox，安装虚拟机
- 选择“新建”，对虚拟机进行命名，完成后点击“下一步”
- 设置内存大小，可以设置为4096MB（不改也可以），完成后点击“下一步”
- 使用已有的虚拟硬盘文件，选择目录为下载好的
SEED-Ubuntu20.04.vdi，完成后点击“创建”，完成虚拟机设置，启动即可 - 虚拟机默认密码是
dees
0.1 部署本次使用的服务器
0.1.1 配置虚拟机网络
打开实验室的VirtualBox，里面有已经安装好的Seed Ubuntu 20.04环境，如下图所示，如果网卡已配置双网卡即可忽略本步骤，否则需要配置双网卡。
根据下面的截图配置双网卡，配置完成后，Seed 虚拟机连接外网和 ssh连接都没有问题。
0.1.2 下载对应资料
方式1：在虚拟机直接联网，从工具资料路径下 https://gitee.com/hitsz-cslab/cryptography-labs/tree/master/stupkt/lab3 下载 Labsetup.zip 和 code。
方式2：在PC机上下载了Labsetup.zip 和 code，再传送到虚拟机中。
然后启动虚拟机，首先在当前目录下创建本次实验的文件夹
[09/25/22]seed@VM:~$ mkdir Crypto_Hash_Extension
[09/25/22]seed@VM:~$ cd Crypto_Hash_Extension
[09/25/22]seed@VM:~/Crypto_Hash_Extension$
连接后，需要将给出的code和下载的Labsetup.zip拖入创建好的文件夹Crypto_Hash_Extension，并解压该压缩包。
[09/25/22]seed@VM:~/Crypto_Hash_Extension$ unzip Labsetup.zip
Archive: Labsetup.zip
creating: Labsetup/
inflating: Labsetup/docker-compose.yml
creating: Labsetup/image_flask/
creating: Labsetup/image_flask/app/
creating: Labsetup/image_flask/app/LabHome/
inflating: Labsetup/image_flask/app/LabHome/key.txt
extracting: Labsetup/image_flask/app/LabHome/secret.txt
creating: Labsetup/image_flask/app/www/
inflating: Labsetup/image_flask/app/www/config.py
inflating: Labsetup/image_flask/app/www/lab.py
creating: Labsetup/image_flask/app/www/templates/
inflating: Labsetup/image_flask/app/www/templates/index.html
inflating: Labsetup/image_flask/app/www/__init__.py
inflating: Labsetup/image_flask/bashrc
inflating: Labsetup/image_flask/Dockerfile
0.1.3 创建并启动docker服务器
创建容器
如果创建容器时间较长，就可能需要需要换下载源，参考 创建容器失败解决办法
[09/25/22]seed@VM:~/Crypto_Hash_Extension$ cd Labsetup/
[09/25/22]seed@VM:~/.../Labsetup$ dcbuild
Building web-server
Step 1/4 : FROM handsonsecurity/seed-server:flask
flask: Pulling from handsonsecurity/seed-server
da7391352a9b: Pull complete
14428a6d4bcd: Pull complete
2c2d948710f2: Pull complete
01ee2d1608cf: Pull complete
9f40388d7765: Pull complete
2828455a2ef1: Pull complete
Digest: sha256:75d0de8a7f6b7230f235cfec1105d050f22f053b592f97fdd809dbf4c8c69c6c
Status: Downloaded newer image for handsonsecurity/seed-server:flask
---> 384199adf332
Step 2/4 : COPY app /app
---> 93d402023264
Step 3/4 : COPY bashrc /root/.bashrc
---> 9bc743d13f8f
Step 4/4 : CMD cd /app && FLASK_APP=/app/www flask run --host 0.0.0.0 --port 80 && tail -f /dev/null
---> Running in cce21708ff1b
Removing intermediate container cce21708ff1b
---> 5ea8a9e99385
Successfully built 5ea8a9e99385
Successfully tagged seed-image-flask-len-ext:latest
创建容器失败解决办法
如果创建过程中，遇到下载失败的情况，可以在这里设置了docker国内镜像源，然后再重新 dcbuild
[09/25/22]seed@VM:~/Crypto_Hash_Extension$ sudo vi /etc/docker/daemon.json
写入如下内容，保存后退出
{
"registry-mirrors": [
"https://hub-mirror.c.163.com",
"https://mirror.baidubce.com",
"https://docker.mirrors.sjtug.sjtu.edu.cn"
]
}
执行以下命令
[09/25/22]seed@VM:~/Crypto_Hash_Extension$ sudo systemctl daemon-reload
[09/25/22]seed@VM:~/Crypto_Hash_Extension$ sudo systemctl restart docker
启动容器：
容器创建成功后，在/etc/hosts中绑定ip和域名，添加并保存（vi编辑命令插入信息按键盘 i 键在输入，保存先按键盘 Esc ，再依次按键 :wq 就可以保存了。），然后才能启动容器
[09/25/22]seed@VM:~/Crypto_Hash_Extension$ sudo vi /etc/hosts
修改完上面的配置文件后，使用命令 dcup 启动容器
[09/25/22]seed@VM:~/.../Labsetup$ dcup
Creating network "net-10.9.0.0" with the default driver
Creating www-10.9.0.80 ... done
Attaching to www-10.9.0.80
www-10.9.0.80 | * Serving Flask app "/app/www"
www-10.9.0.80 | * Environment: production
www-10.9.0.80 | WARNING: This is a development server. Do not use it in a production deployment.
www-10.9.0.80 | Use a production WSGI server instead.
www-10.9.0.80 | * Debug mode: off
www-10.9.0.80 | * Running on http://0.0.0.0:80/ (Press CTRL+C to quit)
上面的终端一直挂着是正常现象 将此终端挂着，打开另一个终端查看，本次实验所有的操作都不需要在docker中执行，只需要在虚拟机中执行即可：
[09/25/22]seed@VM:~/Crypto_Hash_Extension$ dockps
dbcd21ad6e6a www-10.9.0.80
在虚拟机中使用浏览器访问：
环境搭建完毕
1 任务1：发送请求来列出所有文件
在任务中，我们将向服务器发送一个合法请求，以此来了解服务器是怎么响应我们发送的请求的。我们想要发送的请求如下：
http://www.seedlab-hashlen.com/?myname=<name>&uid=<need-to-fill>
&lstcmd=1&mac=<need-to-calculate>
发送一个请求，除了要有自己的名字参数myname外，我们还需要填充两个参数uid和mac。其中你需要在/home/seed/Crypto_Hash_Extension/Labsetup/image_flask/app/LabHome/目录下的 key.txt中挑选一个uid，这个文件包含一个列表，有着冒号分隔的uid和密钥，可以使用任何一个uid及其对应密钥。例如，可以使用uid1001及它所对应的密钥123456。
缺少的第二个参数是，该参数可以通过将密钥Key及请求R用冒号连接，然后进行计算得到，具体可以见下面的示例，uid1001所对应的key值是123456，请求的内容是myname=JohnDoe&uid=1001&lstcmd=1，连接后如下
Key:R = 123456:myname=JohnDoe&uid=1001&lstcmd=1
接着使用如下命令来计算（命令是第一行，第二行是计算后的结果）：
$ echo -n "123456:myname=JohnDoe&uid=1001&lstcmd=1" | sha256sum
7d5f750f8b3203bd963d75217c980d139df5d0e50d19d6dfdb8a7de1f8520ce3 -
然后我们就能使用下面的完整请求，需要使用浏览器来将其发送到服务器程序：
http://www.seedlab-hashlen.com/?myname=JohnDoe&uid=1001&lstcmd=1
&mac=7d5f750f8b3203bd963d75217c980d139df5d0e50d19d6dfdb8a7de1f8520ce3
下图是修改 myname = suting 并且加上 download 命令 download=secret.txt 对应访问网站的结果如下图所示，可见能够成功访问，并且列出了目录下的文件和打开了secret.txt的文件。
任务1：参考上面的内容，请发送一个download命令到服务区，myname 的信息修改为你自己的姓名拼音，并且记录你得到的响应内容
2 任务2：创建Padding
为了进行Hash长度扩展攻击，我们需要了解单向哈希函数的padding是如何计算的（padding就是填充）。SHA256的块大小是64字节，因此消息在计算过程中将被填充为64字节的整数倍。按照，SHA256 的padding包括一个字节的 ，接着是许多的 ，最后是一个64bit（即8字节）的长度字段，长度字段中记录了消息 的bit数。
假设原始消息为，其长度为22字节，因此其padding填充为字节，这42字节中包括8字节的长度字段，该长度字段的值为。因此SHA256将使用以下填充padding后的内容进行计算：
"This is a test message"
"\x80"
"\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00"
"\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00"
"\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00"
"\x00\x00\x00"
"\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\xB0"
需要注意的是，长度字段使用大端序，即如果消息的长度为，那么padding中的长度字段应为：
"\x00\x00\x00\x00\x00\x01\x23\x45"
任务2：你需要为以下消息创建对应padding，其中<key>和<uid>的实际内容应该从LabHome/key.txt文件中得到，myname依然用你自己的姓名：
<key>:myname=<name>&uid=<uid>&lstcmd=1
可以使用给出的 compute_padding.py 代码，大家打开代码看下具体内容,修改 myname 的值，了解 padding 的过程。然后先给 coompute_padding.py 添加可执行权限，然后执行下面的命令。
chmod +x compute_padding.py
./compute_padding.py
这里不需要修改代码，关于\x改为%替换的内容，代码中已经给出来了。 自己编码的话应该注意，在URL中，所有 padding 中的十六进制数字都需要由\x改为%。例如，之前padding中的\x80需要改为%80，之后在服务器端，URL中的编码数据将对应更改为二进制数字。以下是示例：
"\x80\x00\x00\x99" should be encoded as "%80%00%00%99"
3 任务3：长度扩展攻击
在此任务中，我们将在不知道 密钥的情况下，为URL生成有效的。假设我们知道有效请求 的，还知道密钥的大小，然后我们的工作是基于请求 构造一个新的请求，同时依然能计算得到新请求的有效。
任务3.1：你首先需要为下面的请求生成一个有效的 ，其中<key>和<uid>的实际内容应该从LabHome/key.txt文件中得到：
http://www.seedlab-hashlen.com/?myname=<name>&uid=<uid>
&lstcmd=1&mac=<mac>
基于以上计算得到的<mac>值，构造一个新的包含download命令的请求，构造的构成中不允许使用密钥，新的URL请求结构如下：
http://www.seedlab-hashlen.com/?myname=<name>&uid=<uid>
&lstcmd=1<padding>&download=secret.txt&mac=<new-mac>
gcc url_length_extension.c -lcrypto
a.out
然后发送构造好的新请求到服务器，记录你收到的服务器响应，即你需要证明你得到了secret.txt文件的内容，以此来说明你完成了本次攻击。
任务3.2：发送构造好的新请求到服务器，记录收到的服务器响应并截图。
4 任务4：使用HMAC来缓解长度扩展攻击
到目前为止的实验内容中，我们已经了解到，通过连接密钥和消息然后进行计算得到的方法是不安全的。在这个任务中，我们将修复这种错误，计算的标准方法是使用。你应该修改服务器程序的verify-mac()函数，路径/home/seed/Crypto_Hash_Extension/Labsetup/image_flask/app/www/lab.py，并使用Python的hamc模块包来计算。其中verify-mac()函数在lab.py文件中。给定一个密钥和消息（都是字符串类型），可以如下计算值。
real_mac = hmac.new(bytearray(key.encode('utf-8')),
msg=message.encode('utf-8', 'surrogateescape'),
digestmod=hashlib.sha256).hexdigest()
完成以上更改后，停止所有容器，并重新build它们，然后再次启动所有容器。只有这样，你所作的改变才会生效。之后，你应该重复任务1，需要注意的是，此次使用来进行的计算。假设所使用的密钥为123456，能够通过如下代码进行计算,特别注意如下是一段代码，需要自己新建个py的文件把代码copy进去，另外请修改message信息：
#!/bin/env python3
import hmac
import hashlib
key='123456'
message='lstcmd=1'
mac = hmac.new(bytearray(key.encode('utf-8')),
msg=message.encode('utf-8', 'surrogateescape'),
digestmod=hashlib.sha256).hexdigest()
print(mac)
任务4 按照预期，当服务器和客户端都使用来计算时，发送长度扩展（添加了额外命令）的恶意请求将会失败，你需要记录下来并分析其中的原因
提交
你需要提交一份具体的实验报告包含以上的几个任务，其中应包含实验截图，并描述你做了什么，及你观察到了那些内容.