hashteam (H4SHTE4M/HASHTEAM-SecLab) | MoltPulseBack to Directory MoltPulse
Based on repository activity, growth velocity and community engagement.
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HASHTEAM Security Lab
一个完全运行在浏览器里的交互式安全实验平台。根路径提供 Lab 选择器:
SecLab「安全新手村」包含 10 个 Linux 安全入门关卡;PwnHub 开放
数字与进制、逻辑漏洞、内存模型、内存漏洞、汇编与 ELF 六章共 20 个二进制安全实验;
Crypto Lab 包含从古典密码到 AES、RSA 的 11 个浏览器内密码学实验。
SecLab 与 PwnHub 共用真实的 32 位 Linux 虚拟机和引导/挑战模式;三条路径均在本地保存进度。
SecLab 与 PwnHub 基于 WebAssembly 在本地虚拟化运行,Crypto Lab 是不联网、
不启动虚拟机的静态子站。整个平台不依赖任何后端容器。
1. 项目简介
- 浏览器内启动一个真实(非模拟)的 32 位 Linux:自构建精简内核 + BusyBox 用户态。
- 使用 xterm.js 作为终端,v86(WebAssembly x86 虚拟机)作为运行时。
- SecLab:10 个零基础关卡,覆盖终端、文件、权限、日志、编码、进程、本地 Web 与配置修复。
- PwnHub:六章 20 个实验按严格串行链解锁——数字与进制 2 个(三种写法、8 位计数器回绕)→ 逻辑漏洞 3 个(弱随机、整数回绕、条件竞争)→ 内存模型 3 个 → 内存漏洞 3 个(越界覆盖、栈溢出、格式化字符串)→ 汇编读写 5 个 → ELF 静态分析 4 个。
- Crypto Lab:11 个依赖原生浏览器 API 的离线实验,覆盖古典密码、频率分析、
AES-CTR、RSA 和组合挑战;算法、判题与进度存档都在页面内完成。
- 首次进入可明确选择引导模式或挑战模式:引导模式逐步讲解并要求留下
教学证据;挑战模式只展示目标、按需提示和最终验证,允许在真实终端自由探索。
两种模式共用同一套环境与最终状态判题,并可随时无损切换。
- 虚拟机内的检查脚本通过串口协议(
@@HASHTEAM:{...})与前端通信,
前端据此更新任务面板、提示系统和进度存档(LocalStorage)。
- 两个虚拟机 Lab 都具备模块隔离的阻断异常检测:进度证据损坏、评分密钥缺失或
WebCrypto 不可用时,当前工作台提供重置/重启、挑战模式出口和 v2 现场日志下载。
- 传达的理念:CTF 是入门手段,不是终点——结束页展示实验室在
漏洞挖掘、渗透攻防、安全开发、校园安全运维四个方向的真实工作。
2. 架构说明
┌────────────────────────────── 浏览器(纯静态页面)──────────────────────────────┐
│ Crypto Lab 静态子站(HTML / CSS / JS;本地算法、判题与进度;不启动 VM) │
│ │
│ Vue 3 应用 │
│ ├─ TopBar / MissionPanel / CompletionPage (任务文案来自每关 challenge.json)│
│ ├─ LabTerminal (xterm.js) ◄── 显示文本 │
│ │ ▲ │
│ ├─ useSerialProtocol │ SerialProtocolParser:按行拆分, │
│ │ 串口字节流 ──────────────┴─► 普通输出 → 终端;@@HASHTEAM 行 → 消息 │
│ ├─ useVirtualMachine / V86Controller(对 v86 API 的唯一封装) │
│ └─ useLabProgress(LocalStorage 持久化) │
│ │
│ v86 (WebAssembly) │
│ └─ 32 位 Linux:定制内核 bzImage + 统一 initramfs(BusyBox + 实验系统) │
│ ├─ 自动登录 guest@hashteam(cttyhack + su) │
│ ├─ /usr/local/bin:check / hint / status / help / reset-level / │
│ │ hashteamctl / readelf / nm / objdump / debugger / payload 教学工具 │
│ ├─ /opt/hashteam/levels/level-N:SecLab 数字关卡 │
│ └─ /opt/pwnhub/labs/<labId>:PwnHub 稳定实验标识 │
│ 串口输出签名的 level-result 或 lab-result 协议 │
└───────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘
- 判题在虚拟机内完成:每关的
check.sh 校验的是结果状态(答案、
日志统计结论、配置文件最终内容),而不是「用户敲过哪条命令」。
- 前端只信协议,不信输入:关卡完成状态来自
level-result 协议消息,
前端从不通过监听键盘输入判题。
- 教学路径按模式分流:引导模式在接受 VM 通过结果前检查全部步骤证据;
挑战模式直接接受最终环境结果。看过引导后再切回挑战会记录为混合完成。
- 无网卡 = 天然断网:内核不编译任何网卡驱动,v86 也不配置网络设备,
虚拟机只能访问自己的
127.0.0.1。
- 内存环境 = 免快照还原:rootfs 是 initramfs(内存文件系统),
整机重启即回到初始状态;「重置本关」通过重跑幂等的关卡初始化脚本实现。
- debugger 操作真实进程状态:内存和汇编八个实验可启动项目自带的静态 i386
ptrace debugger,实时读取寄存器、反汇编、相关内存和映射,并支持单步、继续、断点、
跳转以及受限的寄存器/内存修改。右侧 GUI 只发送同一组终端命令,不维护第二份模拟状态。
3. 为什么选择 v86
- 真正的 x86 虚拟化:运行的是真实 Linux 内核和真实 ELF 二进制,
不是用 JavaScript「模拟命令行」——教学体验与真实服务器一致。
- 纯静态托管:内核、initramfs、BIOS、wasm 都是静态文件,
任何静态空间(GitHub Pages / 对象存储 / 校园网服务器)都能部署。
- 完全开源(BSD-2-Clause),可自主托管、可审计、可定制。
- 串口即接口:串口输入输出天然适合与 xterm.js 对接,
也方便夹带我们的控制协议。
4. 为什么不选择 WebVM/CheerpX 作为主方案
- CheerpX 是商业闭源产品,自托管与长期可用性受制于厂商;
项目要求尽量完整开源、支持自主托管。
- WebVM 基于 CheerpX,同样继承这一限制。
- v86 让我们可以从源码定制内核(裁掉网卡、裁掉一切不需要的东西),
这对一个默认断网、最小攻击面的教学环境非常重要。
5. 环境要求
- Node.js ≥ 20.19 与 pnpm 10
- Python 3(打包 initramfs)
- 重新构建 VM 资源时:make、curl、tar、gzip、sha256sum、
dpkg-deb、
GNU date,以及 i386 交叉编译器;
默认使用 /opt/32/bin/i686-aosc-linux-gnu-,也可通过
BUSYBOX_CROSS_COMPILE 指定。已审核的精确 AOSC gcc+32、
binutils+32、glibc+32 与 linux+api+32 版本和编译器文件哈希记录在
vm/suid-toolchain.lock;AOSC 的 32subsystem 是该 32 位开发环境的
官方元包。工具链不匹配时构建会在生成 SUID 二进制前失败,而不是静默更新
审核哈希
- 仅当需要重新构建内核时,额外需要:gcc、flex、bison、bc、xz
运行环境(用户侧):见「浏览器兼容性」一节,无需安装任何东西。
6. 安装和启动
pnpm install # 安装依赖
pnpm dev # 启动开发服务器(默认 http://localhost:5173)
仓库已附带预构建的虚拟机资源(public/vm/、public/v86/),
pnpm install && pnpm dev 即可直接体验,无需先构建镜像。
pnpm test # 前端单元测试(协议解析、进度持久化)
pnpm test:crypto # Crypto Lab 算法与交互测试
pnpm test:watch # Vitest 监听模式,适合本地迭代
pnpm validate:challenges # 校验关卡 manifest、连续编号与必要脚本
pnpm validate:binary-profile # 校验 PwnHub ELF、工具链锁与生产 profile
pnpm test:vm # Linux 检查脚本测试(需要 busybox,见下)
pnpm test:suid # 校验 initramfs 中 SUID helper 的权限与 applet 白名单
pnpm test:binary-profile # 重放离线 i386 二进制样本
pnpm test:integration # 端到端测试:真实 VM 覆盖 SecLab 与首个 PwnHub 实验
pnpm build # manifest / binary profile / 类型检查 + 生产构建
pnpm verify:dist # 校验 VM、companion、发布实验下载物与法律声明
./scripts/verify-build.sh # 一键完成全部 release gate
pnpm test:vm 需要一个 busybox 静态二进制:运行过 vm/build.sh 后会自动
使用 vm/.cache/busybox;也可以通过 BUSYBOX=/path/to/busybox 指定。
仓库内的 .github/workflows/ci.yml 会在 push 与 pull request 时运行前端与
Crypto Lab 测试、Linux 检查脚本、真实 VM 集成测试和生产构建。
运行完整 release gate 前还需安装独立的遥测后端依赖:
pnpm --dir backend install --frozen-lockfile
7. Linux 镜像构建方法
实际采用的方案
| 组件 | 来源 | 许可证 | 体积 |
| --- | --- | --- | --- |
| 内核 bzImage | 自构建:kernel.org linux-6.12.98,tinyconfig + 最小特性集(串口控制台 / initramfs / tmpfs / IPv4 回环 / 无网卡驱动) | GPLv2 | ≈ 1.3 MB |
| 用户态 busybox | Debian busybox-static 1.38.0-3(i386,静态链接 Debian glibc 2.42-17) | GPLv2 / LGPLv2.1+ | ≈ 1.0 MB(打进 initramfs) |
| SUID helper | 源码构建 BusyBox 1.38.0(i386,静态链接 AOSC glibc 2.42,严格仅含 su,口令数据库保持锁定) | GPLv2 / LGPLv2.1+ | ≈ 1.0 MB(打进 initramfs) |
| PwnHub debugger | 项目源码构建的静态、剥离 i386 ptrace 调试器 | 项目源码 / LGPLv2.1+(静态 glibc) | ≈ 0.8 MB(打进 initramfs) |
| initramfs | 本项目 vm/rootfs-overlay/ + 两个 busybox,scripts/pack-initramfs.py 打包(确定性、显式权限) | 本项目 | ≈ 1.6 MB(gzip) |
| v86 运行时 | npm v86 包(libv86.js / v86.wasm) | BSD-2-Clause | ≈ 2.5 MB |
| SeaBIOS | Debian seabios 包(bios-256k.bin) | LGPLv3 | 256 KB |
浏览器端总下载量约 7 MB(gzip 传输更小),首次启动 ~5–15 秒。
构建命令:
./vm/build.sh # 完整构建(含内核编译,5–15 分钟)
./vm/build.sh --skip-kernel # 只重打包 initramfs 与拷贝资源(秒级)
构建产物提交在 public/ 下,日常改关卡只需 --skip-kernel 重打包。
为什么没有使用 env86
调研结论:env86 的官方镜像与部分依赖资源托管在 k.copy.sh / GitHub Releases,
而本项目构建环境(以及部分校园网环境)无法稳定访问这些地址;
同时 env86 产出的是通用 Buildroot 镜像,仍然需要二次定制关卡内容。
因此我们采用了完全等价但更透明的路线:
tinyconfig 内核 + Debian busybox-static + 最小 SUID helper + 自定义 initramfs,
每一步都来自可审计的标准源(kernel.org / Debian 仓库),
并且全部脚本化(vm/build.sh)。
后续替换 / 升级路径
- 想换成 env86/Buildroot:用 env86 构建镜像后,把产出的 bzImage 与
rootfs 替换到
public/vm/,并将 vm/rootfs-overlay/ 的内容并入其
rootfs-overlay 即可,前端无需改动。
- 想换 Alpine:下载 alpine-virt ISO 作为 cdrom 启动亦可工作,
但体积(60MB+)和启动时间都明显更差,不推荐用于本场景。
8. 添加新关卡的方法
关卡已经配置化。每个 level-N/ 都是一个自包含关卡包:
challenge.json:剧情、目标、结构化教学步骤、三层提示、验证说明和
通关总结;前端在构建时自动发现并加载。
init.sh:幂等的关卡环境初始化,每次进入或重置本关都会执行。
check.sh:只检查最终状态;成功 exit 0,失败输出可读提示并退出非零。
answer.sha256、日志或二进制等文件:本关需要的只读素材;需要固定答案时,
明文只写入 tests/fixtures/level-answers.json,再运行 scripts/hash-answer.sh 生成哈希。
新增关卡时只需建立下一个连续编号的目录,不再修改前端关卡数组或总关卡数。
运行 pnpm validate:challenges 会校验 manifest 字段、目录编号、唯一 slug 以及
init.sh / check.sh 是否完整。然后补充 VM 测试并运行
./vm/build.sh --skip-kernel 重打包。
PwnHub 实验位于 vm/labs/pwnhub/<labId>/,使用稳定字符串 labId 和
manifest.json。vm/profiles/production.json 是前端课程、production
initramfs、下载产物和 telemetry backend activity 白名单的唯一发布清单。
修改二进制实验时还需运行 pnpm validate:binary-profile 与
pnpm test:binary-profile。
判题协议(passed / error 消息)由 /usr/local/bin/check 委托 SUID
htcheck 自动发出;只有真实通过的结果才带签名,关卡脚本无需关心协议格式。
9. 关卡协议说明
虚拟机通过串口输出机器可识别的控制行,格式为单行 JSON 加固定前缀:
@@HASHTEAM:{"type":"level-result","level":3,"status":"passed","sig":"<64 位十六进制签名>"}
| type | 字段 | 含义 |
| --- | --- | --- |
| ready | version, key | Linux 启动,提供本次 VM 的临时验签材料 |
| level-ready | level, sig | 关卡环境初始化完成(进入/重置某关后发出) |
| level-result | level, status, sig | 关卡验证结果(passed) |
| lab-ready | labId, sig | 稳定标识实验初始化完成 |
| lab-result | labId, status, sig | 稳定标识实验验证结果 |
| hint-request | level | 用户在终端输入了 hint,请求前端显示提示 |
| progress | level, value | (预留)细粒度进度 |
| error | message | 检查失败等错误信息 |
前端行为(src/services/protocol-parser.ts):
- 只识别行首以
@@HASHTEAM: 开头的行;
- 协议行不显示在终端中,普通输出原样显示;
- 支持半包 / 粘包(按行缓冲),非法 JSON 静默忽略不会导致崩溃;
- 前端只根据协议消息更新状态,从不监听用户输入判题;version 2 的数字关卡和
稳定实验切换/通过结果都必须验签,且只接受当前会话和顺序解锁范围内的消息。
前端 → 虚拟机方向:通过串口输入调用
hashteamctl goto N / goto-lab <labId> / reset-level / factory-reset。
10. 静态部署方法
bash scripts/verify-build.sh
# 输出 dist/,并验证内容寻址 VM 资产的 SHA-256 清单
dist/ 是纯静态目录(构建使用相对路径 base: './'),
可直接部署到任意静态托管:GitHub Pages、Nginx、对象存储、校园网静态空间等,
包括任意子路径下,无需服务端重写规则。
注意:首次加载会下载约 7MB 资源,建议托管方对带内容哈希的
vm-assets/<hash>/ 和 assets/ 启用不可变长缓存,对 index.html 与
vm-assets.json 禁止缓存。
构建会为整组 VM 资源计算统一内容哈希并附加到 URL;任一资源更新都会整体
切换缓存版本,避免运行时、内核与 rootfs 新旧混用。
生产法律声明会嵌入本次完整 Git SHA,并链接到 GitHub 上不可变的 commit tree 与
下载归档。固定提交包含精确第三方源码 URL、SHA-256、构建配置、静态重链接材料和
scripts/prepare-corresponding-source.sh;需要本地副本的用户可自行运行该脚本。
生产 artifact 不再携带 sources/。许可证和源码获取说明见
第三方声明 与 对应源码说明。
GitHub Actions 的 verify job 在无凭据环境完成全部门禁与发布包 SHA-256 固化,
产物是约 8 MiB 的确定性 artifact。部署分两个环境:同仓库 PR 通过 verify 后,
staging Environment 把该 artifact 原子发布到腾讯云 Nginx
https://labtest.lwzheng.tech(实验性部署,供合并前验收;无 sudo 专用 SSH
账号、独立 release、共享内容寻址 VM 资源、原子软链接切换、失败自动回滚);
合并进受保护的 main 后,production Environment 只把 artifact 发布到
EdgeOne Makers seclabtest(makers-iehfqellwnxf)生产环境,并通过
https://lab.lwzheng.tech 验收。fork PR 不会运行部署 job,也不会获得任何
部署 Secret。
受版本控制的日常原子发布逻辑位于 scripts/deploy-release.sh;服务器账号初始化、
GitHub Environment、密钥轮换和故障恢复见
生产 CI/CD 手册。本机 .deploy/ 继续保存 Nginx、证书和
手工发布资料,不会进入仓库或 GitHub artifact。
11. 已知限制
- 性能:v86 是纯软件虚拟化,重计算任务较慢(教学目标均无影响)。
- 无快照恢复:MVP 通过「整机重启 + 幂等关卡初始化」实现重置;
VirtualMachineController.restoreLevel() 已预留快照替换点
(v86 的 save_state/restore_state 已列入后续规划)。
- 工具差异:
curl 是基于 busybox wget 的兼容层(仅支持本实验的基本
用法),file 是简化的魔数识别脚本,没有 objdump 和 Python 3
(控制体积的取舍,见后续规划)。
- 关卡切换依赖串口命令:前端会先退出已知的 GDB、debugger 和汇编 TUI 会话再切换;
若用户自行运行了其他持续占用前台的交互程序,切换命令仍可能进入该程序的输入。
- 移动端:可以查看任务说明与页面,但终端操作体验针对桌面优化;
窄屏会显示提示横幅,建议桌面浏览器完成实验。
- 中文输入法:在终端内输入命令前请切换到英文输入状态——全角引号、
全角空格不会被 Shell 识别。任务面板的答案输入框会自动做全角→半角
归一化,但终端内直接输入不受影响。
- 客户端答案可推导:明文答案文件不再进入镜像(关卡只携带
answer.sha256 校验值,评分由 SUID 的 htcheck 完成并对结果签名);
但镜像与前端都运行在用户浏览器里,认真分析仍能推出答案——
这在教学场景是可接受的(见安全说明)。
12. 浏览器兼容性
- 推荐:最新版 Chrome / Edge / Firefox(Wasm SIMD 支持最佳,启动最快)。
- Safari 16.4+:可用(自动回退到非 SIMD 的
v86-fallback.wasm,速度略慢)。
- 需要开启 WebAssembly;
SharedArrayBuffer 不可用时会自动降级,不影响使用。
- 屏幕:1366×768 及以上桌面分辨率体验最佳;移动端可正常阅读任务面板。
13. 安全说明
- 虚拟机没有网卡(内核未编译驱动、v86 未配置网络设备),
无法主动访问公网;第 9 关的 Web 服务只监听虚拟机内部的
127.0.0.1。
- 不连接宿主机 Shell,不提供浏览器到任何服务器的命令执行接口。
- 前端与磁盘镜像中不包含任何真实密钥;所有令牌均为教学道具。
- 客户端状态不是安全边界:关卡逻辑、答案、进度都运行在用户浏览器里,
可以被分析和修改——这是刻意的教学取舍。为抬高直接伪造通关记录的门槛,
VM 内的评分结果由 SUID 的
htcheck 用每次启动随机生成的会话密钥签名,
前端验签通过后才计入进度;但这仍不构成服务端可信边界。
- 本项目用于教学和纳新体验,不适合直接作为有奖金或正式排名的比赛系统。
- 所有安全实验仅作用于随网页提供的隔离环境;请勿把其中的思路
用于任何未经授权的真实系统。
14. 后续规划
- 快照启动:用 v86
save_state 制作「已登录基础快照」,
页面加载即恢复,消除每次的完整引导(接口已预留)。
- 每关独立快照:
restoreLevel() 切换到快照恢复,实现真正的
关卡级环境隔离与秒级重置。
- 更丰富的用户态:仅在独立 profile 的体积、Python ABI 与启动预算通过审计后,
再评估精简 Python 3 或其他程序分析工具。
- 关卡扩展:计划中的方向包括简易二进制逆向与逆向工程基础、
安全开发小练习(修复一个有 bug 的脚本)。
- 资源优化:Brotli 预压缩静态资源、Service Worker 离线缓存。
- 无障碍与移动端:终端缩放、虚拟键盘适配。
15. 问题反馈
页面检测到阻断类异常(进度档自相矛盾、判题会话密钥缺失、浏览器不支持验签)时
会弹出引导窗,按提示操作即可:
- 优先点主修复按钮(切换模式 / 重启实验环境),多数情况一次就好。
- 仍有问题:点「下载问题日志」得到一个
.json 现场文件(构建版本、页面环境、
进度档原文、启动日志;不自动上报任何内容),把它发到 SDUCTF 新手村 QQ 群,
并附一张终端最后几行的截图,开发者会跟进分析。
注意:启动日志里可能包含你的终端回显内容,日志文件请只发给开发者,不要公开粘贴。
附:目录结构
hashteam-web-lab/
├── README.md
├── package.json
├── vite.config.ts / tsconfig.json
├── public/
│ ├── v86/ # libv86.js / v86.wasm / v86-fallback.wasm / bios/
│ └── vm/ # bzImage / rootfs.cpio.gz(预构建产物)
├── crypto-lab/ # 独立离线密码学实验子站、算法实现与测试
├── src/
│ ├── main.ts / App.vue
│ ├── components/ # TopBar / LabTerminal / MissionPanel / DebuggerControls /
│ │ # LoadingScreen / CompletionPage / AboutModal
│ ├── composables/ # useVirtualMachine / useLabProgress / useSerialProtocol
│ ├── services/ # VM、协议、存储与 challenge manifest 校验
│ ├── data/levels.ts # 自动发现并加载全部 challenge.json
│ ├── types/lab.ts
│ └── styles/global.css
├── docs/challenges.md # 新增关卡的配置、脚本与测试指南
├── tests/ # vitest 单元测试(协议解析、进度持久化)
├── vm/
│ ├── build.sh # 虚拟机资源构建(内核 + initramfs + v86 资源)
│ ├── busybox-suid.config # 仅启用 su 的最小 BusyBox 配置
│ ├── toolchain-source/debugger/ # ptrace debugger 源码与工具链锁
│ └── rootfs-overlay/ # initramfs 内容;每关目录含 manifest、脚本和素材
└── scripts/
├── validate-challenges.mjs # 构建前校验关卡配置和目录完整性
├── generate-debugger-index.sh # 从锁定 ELF 生成指令与符号索引
├── pack-initramfs.py # 确定性 cpio 打包(显式权限位)
├── verify-suid-initramfs.py # 校验 SUID 权限与 applet 白名单
├── test-vm-checks.sh # Linux 检查脚本与绕过回归测试
├── integration-test.mjs # 端到端:Node 无头启动真实 VM 通关 10 关
├── prepare-corresponding-source.sh # 可选下载并校验 GPL/LGPL 对应源码
├── deploy-release.sh # Nginx 原子发布、校验和失败回滚
├── verify-release-archive.sh # 两个发布目标共用的 artifact 校验
├── verify-edgeone-project.mjs # EO 项目名称/ID 防误建预检
├── guard-edgeone-project.mjs # CLI 进程内禁止项目创建/API 回退
├── verify-edgeone-production.sh # EO 自定义域名完整验收
├── provision-deploy-user.sh # 一次性初始化无 sudo 部署账号
├── verify-dist.mjs # 校验生产 VM 资产清单和 SHA-256
├── prepare-vm-assets.sh # vm/build.sh 的便捷入口
└── verify-build.sh # 一键验证:资源 + 测试 + 构建
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