G.O.S.S.I.P 安全事件 2024-04-19 欢迎来到Minecraft的黑客帝国

你想成为Minecraft世界中的超人，发现传说中的“古灵阁”（没错，和哈利波特系列同名的古灵阁藏宝阁），”拿“走其中几亿道具吗？

也许我们不知道《黑客帝国》描述的世界是不是真的就是我们这个生活的世界，但是在Minecraft的世界中，Neo确实存在：知名的Minecraft神秘组织SpawnMasons（在https://2b2t.miraheze.org/wiki/SpawnMasons 有关于他们的介绍）披露了一个影响Minecraft Beta 1.8至1.12.2版本的安全漏洞，并将它命名为“Randar”。这个漏洞最初是在2011年被引入的，直到10余年后才被发现，它能够让攻击者准确地定位到其他玩家的位置，无论他们相距多远。

先来看一段视频（注意！视频里面猝不及防植入的《崩坏：星穹铁道》广告不是我们提供的，米哈游没给我们付广告费）：

SpawnMasons在上面的视频中指出，这个漏洞的核心原理在于游戏中的事件会共享某个随机数生成器（RNG），然后就可能被玩家预测到。具体到技术细节，在Minecraft世界中，每当物体被破坏时，游戏会生成掉落物品的随机位置。这个过程的随机值是通过调用java.util.Random函数来获取的。问题在于，受到Randar漏洞影响的服务器版本（Beta 1.8至1.12.2版本）并没有正确使用java.util.Random！在java.util.Random中，使用了线性同余生成器（LCG）作为随机数发生器的生成算法，如果不同事件用到的LCG是不同的，那各个生成的随机数就确实是随机不可预测的。可是，但在这些存在漏洞的版本中，不同的事件用到了同一个LCG，导致生成的随机数可以被预测，甚至可以反推先前的序列！

该漏洞利用的总结如下：

服务器上的某个玩家（受害者）四处走动时，地图的两个“chunk”会加载到服务器的内存中，代表玩家所处的水平面位置（不包括纵向），范围为 -23440 到 +23440。服务器会检查附近的坐标，判断是否需要生成某种建筑物，这一过程中用到了LCG的某个序列，当两个“chunk”和随机数seed满足下面的同余关系时则生成该建筑物。

之后，作者控制的角色在相距遥远的某个地方开采了一个区块，掉落的物品出现在该块内的随机坐标处。这一步的计算用到了同一个LCG，它将随机数的高一半比特转变为浮点数，再加上区块的坐标。例如，如果块位于(10, 20, 30)，则该物品将出现在(10.25, 20.25, 30.25)和(10.75, 20.75, 30.75)之间的某个位置。

此时，作者可恢复三个连续随机数的高24比特；在这里，攻击者使用了一个密码学领域非常经典的算法——LLL lattice reduction算法，恢复出这三个连续序列，反推先前的随机序列。
但是，通过第一步的关系式可知，还有两个坐标仍然未知。这对于计算机来说显然不是问题，因为每个坐标的范围仅为4万多！固定seed时，遍历x的每个可能值，判断计算出的z是否在给定的范围里，即可确定其他玩家的水平坐标！作者的实验结果表明，利用CUDA和多线程技术加速，在3090上每秒破解一千万个种子，简直不要太简单~~

最后，作者利用上述思路开发了一个自动化工具，用于收集2b2t服务器上其他玩家的活动路线，生成了一张轨迹图。这就像在寻宝冒险中找到了一条捷径，轻而易举定位到宝藏的位置后捡走。通过这个工具，作者收集到6亿多的藏品，对其他玩家来说简直是噩梦！！！

好了，总结一下，要想在Minecraft世界中称王称霸，必须要掌握密码学知识！所以欢迎关注（嗯，这才是今天真正的广告植入）。