re-keygen

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name: re-keygen
description: 注册机算法还原。触发词：注册机、keygen、算法还原、序列号生成
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# 注册机算法还原（keygen）

## 何时使用 / 何时不用

- **边界（继承 [[re-cracking]]）**：仅限自有软件 / 授权测试 / CTF·研究环境；禁止未授权软件解锁与商业软件绕过；注册机产物不得扩散分发
- 用：已从 [[re-license]] 拿到校验算法，且算法可逆（比较 / 变换 / 查表可逆向成生成步骤）
- 用：需要为任意输入（用户名 / 机器码）生成合法序列号（分发、测试、验证场景）
- 用：不修改目标文件的分发方案（比 [[re-patching]] 干净，不触发自校验 / 签名问题）
- 不用：校验点 / 校验算法都还没定位（先 [[re-license]]）
- 不用：算法含不可逆部分（哈希 / 非对称验签）——正推生成不可能，改走 [[re-patching]]（见坑 1）
- 不用：序列号是服务器生成后下发的随机值（生成逻辑在服务器端，本地只有校验）
- 不用：程序对序列号还有服务器侧二次验证（生成逻辑再可逆也无用，先确认全校验点清单）
- 注意：生成的序列号必须在沙箱内验证（[[re-sandbox]]，[[platform-tips]] 最高原则）；与合法序列号对照验证（见坑 4）

## 工具准备

### 反编译产物（算法还原的原料）

- [[re-ghidra]] / [[re-ida]] / [[re-radare2]] 对校验函数的反编译伪代码（来自 [[re-license]] 步骤 3）；导出函数级伪代码与比较链（`pdf @ sym.check_license` 等），作为逐行翻译的对照（见坑 4）
- 验证: 反编译视图能完整展示校验函数的比较 / 变换语句

### python3（注册机实现）

- Linux: `apt install python3`（多数自带）；macOS: `brew install python`；Windows: `choco install python` / 官方安装包
- 验证: `python3 --version`
- python 标准库足够（argparse/struct/hashlib/re）；位宽运算注意掩码（`& 0xFFFFFFFF` 模拟 32 位无符号溢出）

### z3-solver（可选，约束求解）

- `pip install z3-solver`
- 验证: `python3 -c "import z3; print(z3.get_version_string())"`
- 适用：校验是"比较链 / 数学关系"（如序列号满足多个等式），直接逆推繁琐时建模求解（建模思路见 [[re-z3]]）
- 注意：z3 只对可逆部分建模；纯哈希 / 签名部分无解（见坑 1）

### 调试器（可选，中间值对照）

- [[re-x64dbg]]（Windows）/ [[re-gdb]]（Linux / Wine）/ [[re-lldb]]（macOS）——断在比较指令处看程序内部中间值，与脚本中间值逐一对照（坑 4 的方法）

## 操作步骤

按顺序执行，每步记录结果（算法伪代码 / 生成脚本 / 验证结果，证据路径见 [[re-triage]]）。**输入输出清单先行**：输入（用户名 / 机器码 / 固定常量）、输出（序列号格式）、比对方式（逐位相等 / 校验位）。

1. **从 [[re-license]] 拿到的校验算法**：
   - 取校验点清单中的算法伪代码：输入来源（读注册表 / 用户输入 / 机器码）、变换步骤（每次算术 / XOR / 查表）、最终比对方式（strcmp / 校验位 / 签名验证）
   - 列出"合法序列号必须满足"的每条约束（格式长度、字符集、校验位、与输入的关系），写进算法文档

2. **序列号格式分析（先于算法）**：
   - 长度 / 字符集（数字 / 大写 / 混合）/ 分隔符（`XXXX-XXXX-XXXX`）/ 大小写敏感 / 校验位位置（尾部 / 固定位）
   - 例：`ABCD-1234-EFGH-5678` 可能是 4 组 × 4 字符 + 校验组——格式约束决定生成器的输出框架，先按格式生成候选再填算法结果，比算法做完再套格式少出错
   - 格式与算法耦合：分隔符是否参与校验（常见两类：只比数字 / 全串比对）要确认，参与与否改变生成器的分段逻辑

3. **算法分类与可逆判定**：
   - **等值比较型**（`serial == f(name)`）：直接 `serial = f(name)`——比较方向反转即可
   - **变换型**（算术 / XOR / 移位）：XOR 对称直接逆；模运算用模逆（`pow(a, -1, m)`，需 gcd(a,m)=1）；LCG 逆推（`state = a^{-1}(state' - c) mod m`）
   - **查表型**：把映射表求逆（输入→输出 变成 输出→输入）；表非双射时列全部候选
   - **校验位型**（Luhn / CRC16/32 / mod 97 / mod 11）：先算数据位再补校验位；CRC 是 GF(2) 线性运算，可反解出"使 CRC 等于目标值"的后缀字节
   - **加解密型**（XOR / base64 / 自定义对称变换）：解密器逆用即生成器（[[re-crypto-id]] / [[re-crypto-decrypt]] 思路）
   - **单向型**（哈希 / RSA / ECC 验签）：不可逆——该部分如实报告，转 [[re-patching]]（见坑 1）
   - 每类结论写进算法文档：类型判定 + 逆推依据（哪一步可逆、哪一步不可逆）
   - 混合型常见：变换 + 校验位叠加（数据位过变换、整体加校验）——按"变换层 → 校验层"分层逆推，每层单独验证

4. **逆推生成算法（正推 / 约束求解）**：
   - **正推**：把校验方向反过来——比较式改成生成式（`if (x == f(name)) ok` → `serial = f(name)`）；XOR 对称可直接反转；查表求出逆映射表；模运算用模逆（`pow(a, -1, m)`）
   - **约束求解**：比较链 / 数学关系用 z3 建模，符号变量 + 约束（长度 / 字符集 / 位宽）后求解任意合法输入：
     ```python
     from z3 import *
     s = Solver()
     c = BitVec('c', 32)                      # 序列号的 32 位部分
     s.add(c ^ 0xDEADBEEF == c * 3 + 0x55)    # 来自反编译的约束
     s.add(c & 0xFF == 0x5A)                  # 校验位约束
     print(s.check(), s.model() if s.check() == sat else '')
     ```
   - 位宽与字节序对齐反编译语义（无符号 / 有符号、小端 / 大端，见坑 4）
   - 约束不全时先补约束：长度 / 字符集 / 位宽每条都是解空间裁剪——z3 无解时逐条放宽定位矛盾约束（建模细节见 [[re-z3]]）

5. **python 实现注册机**：
   - 写 `keygen.py`：`argparse` 接输入（用户名 / 机器码），内部按逆推步骤生成序列号，按格式输出（含 / 不含分隔符）
   - 逐行对照反编译伪代码（每行变换对应一段实现，加注释），不要"凭感觉重写"
   - 单测内置：生成 → 用校验算法再算一遍必须通过（把校验逻辑也写进脚本做自检函数）

6. **边界（校验码 / 校验位）处理**：
   - 常见校验位：Luhn（银行卡类）、CRC16 / CRC32、mod 97 / mod 11、长度位、分隔符格式（`XXXX-XXXX-XXXX`）；先算数据位 → 补校验位
   - 字符集：大写 / 数字 / 去掉易混字符（0-O、1-I）；输出长度与程序要求严格一致
   - 规范化：生成前先对输入做程序的预处理（去空格、toUpper、补零），保证和校验侧一致（见坑 3）

7. **多平台输出（CLI 脚本）**：
   - 纯 python3 标准库（argparse 即可，避免平台差异）；Linux / macOS / Windows 均可 `python3 keygen.py --name Alice`
   - 可选输出格式：带 / 不带分隔符、批量生成（多组测试用）
   - 脚本附带验证模式：`--verify` 输入序列号反向跑校验逻辑，通过才输出（自检闭环）

**验证**：沙箱内（[[re-sandbox]]）用生成的序列号跑目标程序——必须通过[[re-license]] 清单的**全部**校验点（启动 + 功能点）；再用程序已知合法的序列号对照脚本输出（见坑 4）。结论与算法文档入档 [[analysis-contract]]。

**黑盒回归**：多组不同输入批量生成批量验证（长用户名 / 纯数字 / 空串 / 边界字符）——覆盖规范化与边界分支，避免只在单一输入上通过。

## 跨域联合

- [[re-cracking]]：本网关是 re-cracking 工作流第 5 步（注册机），第 6 步统一验证
- [[re-license]]：上游——校验算法与输入来源（机器码绑定见其步骤 5）来自本技能调用方；本技能产物也可回验 re-license 的算法还原正确性
- [[re-patching]]：互替关系——算法不可逆 / 快速绕过用补丁；本技能无法覆盖的校验点（不可逆部分）交补丁处理
- [[re-binary-core]]：反编译工作台（[[re-ghidra]] / [[re-ida]] / [[re-radare2]]）
- [[re-crypto-id]] / [[re-crypto-decrypt]]：序列号加解密环节（XOR / 查表 / 自定义变换）的识别与还原思路
- [[re-sandbox]]：生成序列号验证沙箱（[[platform-tips]] 最高原则）
- [[re-ioc]]：keygen 特征 / 序列号生成算法指纹可作检测特征

## 常见坑与陷阱

- **算法含不可逆部分（哈希 / 非对称）**：现象——校验算法里有 SHA1 / MD5 / RSA 验签，注册机正推生成不了；原因——单向函数不可逆，序列号由私钥 / 哈希不可逆得；对策——诚实报告：该部分改 [[re-patching]]（跳过验签 / 改分支）；z3 只对可逆部分建模，别把不可逆段硬塞进约束
- **用户名绑定 → 生成逻辑需含输入**：现象——生成的序列号在一台机器 / 一个用户名上有效，换输入就无效；原因——算法输入含机器码 / 用户名（[[re-license]] 步骤 5 的机器码绑定）；对策——注册机必须把输入参数化：CLI 要求提供用户名 / 机器码，生成逻辑从输入派生（模板里预留 `--name` / `--machine` 参数）
- **大小写 / 格式校验**：现象——算法还原正确但生成的序列号被程序拒绝；原因——程序比对前做了规范化（tolower / 去分隔符 / 补零 / 指定长度），或要求特定字符集；对策——把程序的规范化步骤还原进生成逻辑（先规范化输入再生成），对照 [[re-license]] 步骤 3 的比对代码逐字确认；多种格式（带 / 不带分隔符）分别验证
- **算法还原错一位（溢出 / 进位 / 字节序）**：现象——手写实现与程序输出总差一位或偶对偶错；原因——无符号 / 有符号溢出、进位、大小端差异（尤其 32 位乘法 / 移位）；对策——逐行对照反编译伪代码（步骤 5 注释对照法）；用已知合法序列号当测试向量：沙箱内调试器断校验函数，喂一组输入记录程序内部计算值，与脚本中间值逐一比对定位差异
- **第二层校验漏判**：现象——启动校验通过，特定功能仍拒绝；原因——存在多个校验点（格式校验之外还有功能点 / 激活次数 / 有效期）；对策——对照 [[re-license]] 全量校验点清单逐点验证，别只验启动路径
- **校验位顺序 / 基数混淆**：现象——校验位算法对但总差一位数字；原因——校验位参与顺序（先数据后校验 vs 校验位也算进下一轮）、进制（10 进制 vs 16 进制 vs base36）判断错；对策——用已知合法序列号逐位回推校验过程，确定参与顺序与基数后再实现

深度方法论（算法分类树 / 证据分级 / 坑边界）见 [[decision-tree]] 与 [[gotchas]]