去年在看雪论坛写了一篇《浅析android手游lua脚本的加密与解密》的精华文章，今年写一篇番外篇，将一些lua反编译对抗的内容整合一起，并以3个实例作为说明（包括2018腾讯游戏竞赛和梦幻西游手游相关的补充），文章开头还增加了相关工作，方便大家学习lua逆向时使用。本文由3篇文章整合成1篇，所以内容上面有点多，有兴趣的朋友需要点耐心，当然也可以跳着看。最后，请大佬们不吝赐教。最最后，大家有问题也欢迎留言，一起交流学习。

  为了能让一些同学更好的学习lua的逆向，我把收集的一些资料组合成一篇lua加解密的相关工作给大家参考。看这节内容之前还是需要一些lua的基础知识，这里推荐云风大佬的《Lua源码欣赏》[19]，建议结合搜索引擎学习之。

  文章分2部分介绍，第1部分介绍lua加解密的相关文章介绍，第2部分介绍lua的相关工具。

  这一节介绍了互联网上对lua的各种相关文章，包括lua的加解密如文件格式的解析、基于lua的游戏和比赛的介绍、lua的hook技术等。

1. lua加解密入门：

  非虫大佬[1-4] 写了4篇关于luac和luajit文件格式和字节码的相关文章，并开源了010Editor的解析luac和luajit的模板代码。Ganlv 同学[7] 在吾爱破解写了7篇关于lua加解密的系列教程。腾讯gslab[9] 写了一篇关于lua游戏逆向的入门介绍，这是一篇比较早的lua游戏解密的文章。INightElf 同学[10] 写了一篇关于lua脚本反编译入门的文章。

2. 基于lua的手游：

  lua不仅能用于端游戏，也能用于手游，而且由于手游的火热，带动了lua逆向相关分析文章的分享。wmsuper 同学[11] 在android平台下解密了腾讯游戏开心消消乐的lua脚本，后续可以通过修改lua脚本达到作弊的目的。Unity 同学[8] 通过hook的方法解密和修改lua手游《放置江湖》的流程，达到修改游戏奖励的目的。littleNA 同学[12] 通过3种方式解密了3个手游的lua脚本，并且修复了梦幻手游lua opcode的顺序。

3. 基于lua的比赛：

  随着国内CTF的发展，lua技术也运用到了比赛中。看雪ctf2016第2题[13]、2017第15题[14]和腾讯游戏安全2018决赛第2题[15]都使用了lua引擎作为载体的CrackMe比赛，其中看雪2016将算法验证用lua代码实现并编译成luac，最后还修改了luac的文件头，使得反编译工具报错；看雪2017的题使用壳和大量的混淆，最后一步是luajit的简单异或运算；腾讯2018使用的lua技术更加深入，进阶版更是修改了lua的opcode顺序，并使用lua编写了一个虚拟机。以上3题的writeup网上都可以搜索到，有兴趣的朋友可以练练手，加深印象。

4. lua hooking：

  Hook是修改软件流程的常用手段，lua中也存在hook技术。曾半仙 同学[9] 在看雪发布了一种通过hook lua字节码达到修改游戏逻辑的方法，并发布了一个lua汇编引擎。Nikc Cano[5] 的blog写了一篇关于Hooking luajit的文章，興趣使然的小胃 同学[6] 对该篇文章进行了翻译。

  逆向解密lua和luajit游戏都有相关的工具，这一节将对一些主流的工具进行介绍。

1. lua相关：

luadec [16]：这是一个用c语言结合lua引擎源码写的开源lua反编译器，解析整个lua字节码文件并尽可能的还原为源码。当然，由于还原的是高级语言，所以兼容性一般，当反编译大量文件时肯定会遇到bug，这时就需要自己手动修复bug；并且很容易被针对造成反编译失败。目前支持的版本有lua5.1，5.2和5.3。

chunkspy：一款非常有用的lua分析工具，本身就是lua语言所写。它解析了整个lua字节文件，由于其输出的是lua的汇编形式，所以兼容性非常高，也造成了一定的阅读障碍。chunkspy 不仅可以解析luac文件，它还包括了一个交互式的命令，可以将输入的lua脚本转换成lua字节码汇编的形式，这对学习lua字节码非常有帮助。luadec工具中集成了这个脚本，目前支持的版本也是有lua5.1，5.2和5.3。

unluac：这也是一个开源的lua反编译器，java语言所写，相比luadec 工具兼容性更低,。一般很少使用，只支持lua5.1，当上面工具都失效时可以尝试。

2. luajit相关：

luajit-decomp[17]：github开源的一款luajit反编译工具，使用au3语言编写。先通过luajit原生的exe文件将luajit字节码文件转换成汇编，然后该工具再将luajit汇编转换成lua语言。由于反汇编后的luajit字节码缺少很多信息，如变量名、函数名等，造成反编译后的结果读起来比较隐晦，类似于IDA的F5。但是兼容性超好，只要能够反汇编就能够反编译，所以使用时需要替换对应版本的luajit引擎（满足反汇编的需求）。目前是支持所有的luajit版本。

ljd[18]：也是github开源的一款luajit反编译工具，使用python编写，与luajit-decomp 反编译luajit汇编的方式不同，其从头解析了整个luajit文件，能够获取更多的信息，还原的程度更高，但是由于精度更高，所以兼容性也会弱一点。查看该项目的fork可以获取更多的其他兼容版本，目前支持的版本有luajit2.0、luajit2.1等。

  众所周知，反汇编/反编译 工具在逆向人员工作中第一步被使用，其地位非常之高，而对于软件保护者来说，如何对抗 反汇编/反编译 就显得尤为重要。例如，动态调试中对OD的的检测、内核调试对windbg的破坏、加壳加花对IDA静态分析的阻碍、apktool的bug导致对修改后的apk反编译失败、修改PE头导致OD无法识别、修改 .Net dll中的区段导致ILspy工具失效等等例子，都说明对抗反编译工具是很常用的一种软件保护手段。当然，lua的反编译工具也面临这个问题。处理这样的问题无非就几种思路：

用调试器调试反编译工具为何解析错误，排查原因。

用调试器调试原引擎是如何解析文件的。

用文件格式解析工具解析文件，看哪个点解析出错。

  下面将以3个例子来实战lua反编译是如何对抗与修复。

  这是在看雪论坛看到的一个问题，问题是由于游戏（可能是征途手游）将lua字符串的长度int32修改为int64，导致反编译失败的一个例子，内容较为简单，修复方法请看帖子中本人的回答，地址：https://bbs.pediy.com/thread-217033.htm

  这一节以2018腾讯游戏安全竞赛决赛第二题进阶版第1关的题目为例子，主要是讲一下如何修复当lua的opcode被修改的情况，以及如何修复该题对抗lua反编译的问题。

  修复opcode的目的是 当输入题目的luac文件，反汇编工具Chunkspy和反编译工具luadec能够输出正确的结果。

  首先，我们在ida中分析lua引擎tmgs.dll文件，然后定位到luaV_execute函数（搜索字符串“ 'for' limit must be a number ”），发现switch下的case的参数（lua的opcode）是乱序的，到这里我们就能够确认，该题的lua虚拟机opcode被修改了。

  接着，我们进行修复操作。一种很耗时的办法就是一个一个opcode还原，分析每一个case下面的代码然后找出对应opcode的顺序。但是这一题我们不用这么麻烦，通过对比分析我们发现普通版的题目并没有修改opcode：

  观察发现，进阶版的题目只是修改了每个case的数值或者多个值映射到同一个opcode，但是没有打乱case里的代码（也就是说，虚拟机解析opcode代码的顺序没有变，只是修改了对应的数值，这跟梦幻手游的打乱opcode的方法不同）。由于lua5.3只使用到0x2D的opcode，而一个opcode长度为6位（0x3F），该题就将剩余的没有使用的字节映射到同一个opcode下，修复时只需要反过来操作就可以了。分析到这里，我们的修复方案就出来了：

通过ida分别导出2个版本的 luaV_execute 的文本

通过python脚本提取opcode的修复表

在工具（Chunkspy和luadec）初始化lua文件后，用修复表将opcode替换

测试运行，修复其他bug

  第一步直接IDA手动导出: File --> Produce file --> Create LST File ；第二步使用python分析，代码如下：

  运行结果：

  注意了，这里有几个opcode是没有对应关系的（默认是-1），跟踪代码发现，其实这些opcode的功能相当于nop操作，而原本lua是不存在nop的，我们只需在修复的过程中跳过这个字节码即可。

  最后将获取的修复表替换到工具中，Chunspy修复点在DecodeInst函数中，修改结果如下：

  运行一下，发现出错了，并且停留在StringBuffer_add函数中，其中str指向错误的地方，导致字符串读取出错：

  到这里我们修复了opcode，并且Chunkspy顺利反汇编，但是luadec的反编译还是有问题，我们在下一节分析。

  看了几个大佬的writeup，发现他们都没有修复这个问题，解题过程中都是直接分析的是lua汇编代码。我们看看出错的原因，查看vs的调用堆栈：

  发现上一层函数是listUpvalues函数，也就是说luadec在解析upvalues时出错了，深入分析发现其实是由于文件中的upvalue变量名被抹掉了，导致解析出错，我们只需要在ProcessCode函数（decompile.c文件）调用listUpvalues函数前，增加临时的upvalue命名就可以了，修改代码如下：

  最后完美运行luadec，反编译成功。

  这一节是去年学习破解梦幻西游手游lua代码时记录的一些问题，今天将其整理并共享出来，所以不一定适合现在版本的梦幻手游，大家还是以参考为目的呗。

  当时反编译梦幻西游手游时遇到的问题大约有12个，修改完基本上可以完美复现lua源码，这里用的luadec5.1版本。

  问题1： 由于梦幻手游lua的opcode是被修改过的，之前的解决方案是找到梦幻的opcode，替换掉反编译工具的原opcode，并且修改opmode，再进行反编译。问题是部分测试的结果是可以的，但是当对整个手游的luac字节码反编译时，会出现各种错误，原因是luadec5.1 在很多地方都默认了opcode的顺序，并进行了特殊处理，所以需要找到这些特殊处理的地方一一修改。不过这样很麻烦，从而想到另外一种方式，不修改原来的opcode和opmode，而是在luadec解析到字节码的时候，将opcode还原成原来的opcode。

  解决1： 定位到解析code的位置在  lundump.c --> LoadFunction --> LoadCode （位置不唯一，可以看上一节腾讯比赛的修复），当执行完LoadCode函数的时候，f变量则指向了code的结构，在这之后执行自己写的函数ConvertCode函数，如下：

  问题2： 在文件头部 反编译出现错误  -- DECOMPILER ERROR: Overwrote pending register.

  解决2： 分析发现，原来是解析OP_VARARG错误导致的。OP_VARARG主要的作用是复制B-1个参数到A寄存器中，而反编译工具复制了B个参数，多了一个。修改后的代码如下：

  问题4： 反编译工具出错并且退出。

  解决4： 跟踪发现是在AddToTable函数中，当keyed为0时会调用PrintTable，而PrintTable释放了table，下次再调用table时内存访问失败，修改代码如下：

   问题5： 当函数是多值返回结果并且赋值于多个变量时反编译错误，情况如下（lua反汇编）：

  当上面的代码解析到27行时，从寄存器去取R3时报错，原因是前面的call返回多值时，只是在F->Rcall中进行了标记，没有在寄存器中标记，编译的结果应该为：

   解决5： 当reg为空时并且Rcall不为空，增加一个return more的标记，修改2个函数：

  问题6： 当函数只有一个renturn的时候会反编译错误。

  解决6：

  问题7： 部分table初始化会出错。

  解决7：

  问题8： 可变参数部分解析出错，但是工具反编译时是不报错误的。

  解决8： is_vararg为7时，F->freeLocal多加了一次：

  问题9： 反编译工具输出的中文为url类型的字符（类似 “\230\176\148\231\150\151\230\156\175”），不是中文。

  解决9： 在proto.c文件中的DecompileString函数中，注释掉default 转换字符串的函数：

  然后再下面3处增加判断的约束条件，因为中文字符的话，char字节是负数，这样isalpha和isalnum函数就会出错，所以增加约束条件，小于等于127：

  当变量的startpc 等于 当前pc，变量的个数为0并且当前pc为0，表示第一行声明了变量，添加的else if就是解析这种情况的（原来是直接报错不解析）。

  上文首先总结了近年来公开的lua逆向技术相关文章和相关工具，接着讲解了lua反汇编和反编译的对抗，并以3个实例作为说明。第1个例子举例了征途手游的修复，第2个例子修复了lua虚拟机的opcode并成功反编译lua脚本，第3个例子完美修复了梦幻手游的lua脚本反编译出现的大量错误。

  lua加解密的技术还是会一直发展下去，但是这篇文章到此就结束了。接下来可能会写一篇2018腾讯游戏安全竞赛的详细分析报告（详细到每一个字节喔），内容包括但不限于STL逆向、AES算法分析、Blueprint脚本分析等等，敬请期待。

[1] 飞虫 《Lua程序逆向之Luac文件格式分析》 https://www.anquanke.com/post/id/87006

[2] 飞虫 《Lua程序逆向之Luac字节码与反汇编》 https://www.anquanke.com/post/id/87262

[3] 飞虫 《Lua程序逆向之Luajit文件格式》 https://www.anquanke.com/post/id/87281

[4] 飞虫 《Lua程序逆向之Luajit字节码与反汇编》 https://www.anquanke.com/post/id/90241

[5] Nick Cano 《Hooking LuaJIT》 https://nickcano.com/hooking-luajit

[6] 興趣使然的小胃 《看我如何通过hook攻击LuaJIT》 https://www.anquanke.com/post/id/86958

[7] Ganlv 《lua脚本解密1：loadstring》 https://www.52pojie.cn/thread-694364-1-1.html

[8] unity 《【放置江湖】LUA手游 基于HOOK 解密修改流程》 https://www.52pojie.cn/thread-682778-1-1.html

[9] 游戏安全实验室 《Lua游戏逆向及破解方法介绍》 http://gslab.qq.com/portal.php?mod=view&aid=173

[10] INightElf 《[原创]Lua脚本反编译入门之一》 https://bbs.pediy.com/thread-186530.htm

[11] wmsuper 《开心消消乐lua脚本解密》 https://www.52pojie.cn/thread-611248-1-1.html

[12] littleNA 《浅析android手游lua脚本的加密与解密》 https://litna.top/2018/07/07/浅析android手游lua脚本的加密与解密/

[13] 《看雪 2016CrackMe 第二题》 https://ctf.pediy.com/game-fight-3.htm

[14] 《看雪 2017CrackMe 第十五题》 https://ctf.pediy.com/game-fight-45.htm

[15] 《腾讯游戏安全技术竞赛》 https://www.52pojie.cn/forum-77-1.html

[16] luadec https://github.com/viruscamp/luadec

[17] ljd https://github.com/NightNord/ljd

[18] luajit-decomp https://github.com/bobsayshilol/luajit-decomp

[19] 云风 《Lua源码欣赏》 https://storage.googleapis.com/google-code-archive-downloads/v2/code.google.com/luadec/云风-lua源码欣赏-lua-5.2.pdf

（全文完，谢谢阅读）