CipherForge Arena

密钥工场 · 前端协议对抗靶场

CipherForge Arena 是一个用于学习 JavaScript 逆向、前端密码分析与浏览器运行时协议研究的本地训练靶场。项目提供 18 道由浅入深的挑战，覆盖从摘要与签名，到浏览器 API、运行时检测和多阶段加密协议的分析练习。

适合练习： Web Crypto 调用分析、请求签名还原、浏览器反调试、Worker 与 Service Worker 追踪、自定义密文分析，以及多阶段业务协议的状态还原。

加密与签名

以下机制均可在当前代码和题目请求中观察到：

技术	具体练习内容	对应题目
SHA-256 与数据归一化	追踪用户名修剪、大小写转换、UTF-8 编码及摘要输入的拼接顺序；比较原始字段与请求中的摘要值。	B01
AES-128-CBC	还原从上下文派生的密钥、随机 16 字节 IV、块填充和 IV + 密文 的 Base64 封装。	B02
RSA-OAEP	从运行时上下文读取 PEM 公钥，导入 Web Crypto，分析 RSA-OAEP 加密及服务端私钥解密；当前题目使用 SHA-1 作为 OAEP 哈希。	B03
HMAC-SHA-256	还原字段顺序、请求体摘要、时间戳、nonce 和 Canonical Request；处理 Base64URL 与十六进制两种签名表示。	S01、S03、P01、P02、P03、K01、K02
AES-128-GCM	分析 12 字节 IV、附加认证数据（AAD）、密文与 16 字节认证标签的分离传输，以及一次性 nonce 校验。	S02
自定义密文 CFX2	从模块中还原轮密钥、非线性表、轮函数、分组链接、填充、长度帧和 12 字节 SHA-256 标签；服务端会独立解封并校验明文。	G03、K03

题目中的 seed、nonce 由当前 Session 的上下文生成。复制一条旧请求通常无法直接用于新的上下文；分析时需要同时记录密钥材料、字段顺序和编码方式。

反调试与完整性检测

黄金级部分题目和王者级题目会收集浏览器运行时信号，并把信号与当前 nonce 一起提交校验。可以练习定位检测入口、理解每个信号的来源，以及分析检测结果如何参与签名和服务端判定。

检测手法	实际检查内容	分析切入点
debugger 时间探针	多次执行 debugger，用 performance.now() 统计暂停耗时及波动。	跟踪断点前后的时间差与阈值。
原生函数完整性	检查 console.log/warn/error、crypto.subtle.digest、performance.now 和 Function.prototype.toString 的原生特征。	分析 Hook、代理或覆写会怎样改变检测结果。
调用栈检查	检查 Error().stack 中是否出现 eval。	观察动态执行环境对堆栈的影响。
窗口与页面状态	比较窗口内外尺寸，读取 document.visibilityState 和焦点状态。	观察 DevTools 布局和页面失焦对评分的影响。
脚本哈希校验	在浏览器端计算 app.js 的 SHA-256，服务端对照磁盘文件哈希。	区分请求字段被改写与脚本内容被改写。
上下文绑定证明	基于 nonce 生成探针令牌，再对运行时信号计算 HMAC。	还原信号序列化顺序、会话绑定和校验链。

对应题目：G01、G02、G03、K01、K02、K03。检测逻辑位于 runtime-guard.js，PHP 与 Go 校验分别位于 bootstrap.php 和 main.go。

对抗与浏览器机制

场景	可以练习的分析动作	对应题目
动态模块	跟踪 import() 加载的 ESM，定位签名函数与主线程请求构造之间的数据流。	S03
Dedicated Worker	跟踪运行时创建的 Blob Worker、postMessage、异步返回值及 Worker 内的 HMAC 运算。	P01
Service Worker	观察注册、接管和 /v2/api.php 请求拦截；对比页面发起的请求与 Worker 中的 fetch。	P03
设备摘要	记录 UA、语言、时区、屏幕尺寸、Canvas 输出等字段，分析字段顺序与 SHA-256 摘要的一致性。	D01
行为与计算证明	分析事件数组、时间戳、HMAC 证明及 SHA-256 前缀条件的轻量 PoW。	D02
简化字节码 VM	阅读 push、xor、add 操作码及栈行为，复现服务端期望的结果。	D03
多阶段状态	还原 bootstrap → handshake → login → query 或 arena → auth → risk → business 的状态字段、签名串与密文。	K01、K03

挑战路线

段位	题目	主要练习点
青铜级	B01 盐与摘要 · B02 CBC 登录 · B03 公钥拼图	SHA-256、AES-CBC、RSA-OAEP
白银级	S01 规范化签名 · S02 会话密钥 · S03 模块迷宫	HMAC、AES-GCM、nonce、防重放、动态模块
黄金级	G01 扁平迷宫 · G02 镜中调试器 · G03 魔改轮函数	运行时检测、脚本完整性、自定义分组密文
铂金级	P01 Worker 密封舱 · P02 WASM 黑盒 · P03 网络影子	Worker 消息链、签名封装、Service Worker 请求拦截
钻石级	D01 设备合约 · D02 轨迹凭证 · D03 字节码金库	设备字段一致性、行为证明、轻量 PoW、栈式 VM
王者级	K01 零售银行登录链 · K02 风控 SDK · K03 王者终局	多阶段签名、风险评分、状态链、自定义密文解封

快速开始

Docker Compose（推荐）

准备 Docker Engine 或 Docker Desktop 与 Docker Compose v2。克隆或下载项目后，在项目根目录执行：

docker compose up --build -d

浏览器打开 http://localhost:8080/v2/。首次构建会下载 PHP 和 Go 基础镜像。Compose 启动 PHP Web 与 Go Crypto Runtime；后者负责 P01–P03 和 K01–K03 的独立校验。

docker compose ps          # 查看两个服务的状态
docker compose logs -f     # 查看日志
docker compose down        # 停止服务

当前 Compose 配置将 Web 服务发布到宿主机的 8080 端口。若只允许本机访问，可将 docker-compose.yml 中的端口映射改为 127.0.0.1:8080:8080。

PHP 本地开发

需要 PHP 8.2+，并启用 PDO_SQLite、OpenSSL 和 Session：

php -S 127.0.0.1:8123 -t .

浏览器打开 http://127.0.0.1:8123/v2/。未设置 ARENA_RUNTIME_URL 时，相关题目使用 PHP 本地验证器。

练习方式

1. 在题目界面执行业务请求，先在 Network 查看请求体、响应和失败原因。
2. 在 Sources 中定位请求生成函数，沿着模块、Worker 或 Service Worker 边界记录输入与中间值。
3. 独立复现编码、签名或密文生成过程，再用当前 Session 的上下文提交请求。
4. 对反调试题记录运行时信号与服务端返回结果，逐项分析校验条件。

页面会展示它生成的请求样本，适合先观察协议，再逐步减少对页面实现的依赖。

项目结构

.
├── index.php                       # 根路径跳转到 /v2/
├── v2/
│   ├── api.php                     # 题目列表、上下文、提交接口
│   ├── bootstrap.php               # Session、SQLite、PHP 验证逻辑
│   ├── data/challenges.php         # 18 道题的定义
│   ├── assets/                     # 页面、脚本和挑战模块
│   └── storage/                    # 本地数据库与 RSA 私钥（不提交）
├── services/crypto-runtime/        # Go 独立验证服务
├── ADVANCED_LAB_BLUEPRINT.md       # 后续设计蓝图
├── Dockerfile
└── docker-compose.yml

运行数据保存在 v2/storage/，包含 SQLite 数据库和服务端 RSA 私钥。数据库、私钥和日志文件已由 .gitignore 排除；请勿在分享仓库或提交 Issue 时附带这些文件。

贡献与许可

欢迎通过 GitHub Issues 反馈题目行为、文档错误或兼容性问题，并通过 Pull Request 提交改进。描述问题时请注明题目编号、运行方式与复现步骤。