Git og útgáfustjórnun

CTF-verkefni og öryggistól eru oft birt sem Git-hirslur. Git hjálpar okkur að sækja kóða, sjá hvað breyttist milli útgáfa og vinna án þess að glata eigin breytingum. Í sumum verkefnum er útgáfusagan sjálf hluti af þrautinni: skrá sem var eytt úr nýjustu útgáfu getur enn verið varðveitt í eldri staðfestingu.

Git er hins vegar ekki það sama og GitHub. Git er dreift útgáfustjórnunarkerfi (e. version control system) sem keyrir staðbundið. GitHub, GitLab og sambærilegar þjónustur hýsa Git-hirslur og bæta við vefviðmóti, aðgangsstýringu og samstarfsverkfærum.

Hvað geymir Git?

Git-hirsla (e. Git repository) er mappa með verkefnisskrám og falinni .git/-möppu. .git/ geymir meðal annars staðfestingar, tilvísanir í greinar og stillingar hirslunnar.

verkefni/
├── .git/          ← Git-gagnagrunnurinn
├── README.md
├── app.py
└── tests/

Venjulegu skrárnar sem við breytum mynda vinnutréð (e. working tree). Git greinir þrjú mikilvæg ástand:

vinnutré ──git add──► sviðsetning ──git commit──► saga hirslunnar

• Vinnutré: núverandi skrár á diskinum.
• Sviðsetningarsvæði (e. staging area eða index): nákvæmlega þær breytingar sem eiga að fara í næstu staðfestingu.
• Git-staðfesting (e. commit): varðveitt mynd af sviðsettum breytingum ásamt höfundi, tíma, lýsingu og tilvísun í fyrri staðfestingu.

Stofnum örugga æfingahirslu

Búum til hirslu sem við megum breyta og eyða:

mkdir -p ~/ctf/git-aefing
cd ~/ctf/git-aefing
git init -b main

git init býr til .git/ en staðfestir engar skrár. Skoðum stöðuna:

git status
ls -la

Ný Git-uppsetning þarf nafn og netfang fyrir höfund staðfestinga. Fyrir kennslu getum við stillt þau aðeins í þessari hirslu:

git config user.name 'CTF nemandi'
git config user.email 'nemandi@example.invalid'

Án --global gilda stillingarnar aðeins hér. Skoðum hvaðan stillingar koma:

git config --list --show-origin

Frá skrá að staðfestingu

Búum til tvær skrár:

printf '# Git-æfing\n' > README.md
printf 'status=byrjun\n' > settings.txt

git status sýnir þær sem óraktar (e. untracked):

git status --short

?? README.md
?? settings.txt

Sviðsetjum og staðfestum:

git add README.md settings.txt
git status --short
git commit -m 'Bæti við fyrstu æfingaskrám'

Eftir git add merkir A að skrárnar séu sviðsettar. git commit varðveitir aðeins sviðsetta ástandið, ekki allar handahófskenndar breytingar í vinnutrénu.

Hvað breyttist?

Bætum við línu:

printf 'mode=training\n' >> settings.txt

Ósviðsettar breytingar:

git diff

Sviðsetjum skrána:

git add settings.txt

Nú sýnir venjulegt git diff ekkert, því breytingin er komin á sviðsetningarsvæðið. Berum sviðsetninguna saman við síðustu staðfestingu:

git diff --staged

Þessi aðgreining er lykilatriði:

git diff           vinnutré ↔ sviðsetning
git diff --staged  sviðsetning ↔ síðasta staðfesting

Staðfestum:

git commit -m 'Set æfingaham'

Æfing 1: tvær breytingar, ein staðfesting

printf 'Þetta er örugg æfing.\n' >> README.md
printf 'color=blue\n' >> settings.txt

git add README.md
git diff --staged
git commit -m 'Útskýri æfinguna'
git status --short
git diff settings.txt

Lesum söguna

Stutt yfirlit:

git log --oneline --decorate --graph --all

Nákvæm staðfesting:

git show HEAD
git show --stat HEAD

HEAD vísar venjulega á staðfestinguna sem núverandi grein stendur á. HEAD~1 er foreldri hennar:

git show HEAD~1
git diff HEAD~1 HEAD

Sýnum skrá eins og hún var, án þess að breyta vinnutrénu:

git show HEAD~1:settings.txt

Almenna sniðið er:

git show STAÐFESTING:SLÓÐ

Þetta er sérstaklega gagnlegt í CTF þegar við viljum lesa gamla skrá en ekki skipta allri hirslunni yfir í eldri útgáfu.

Tætigildi staðfestinga

Hver staðfesting hefur auðkenni sem lítur út eins og langt tætigildi. Auðkennið byggist meðal annars á verkefnistrénu, foreldri, höfundi, tíma og skilaboðum. Ef innihaldið breytist verður auðkennið annað.

Stutt auðkenni eins og a1b2c3d er þægileg framsetning svo lengi sem það er einkvæmt í hirslunni:

git rev-parse HEAD
git rev-parse --short HEAD

Auðkennið er ekki leyndarmál og staðfesting er ekki dulkóðun.

Endurheimtum skrá úr sögunni

Búum til og staðfestum tilbúna vísbendingu:

printf 'gg{git_geymir_soguna}\n' > clue.txt
git add clue.txt
git commit -m 'Bæti við tímabundinni vísbendingu'

Eyðum henni og staðfestum eyðinguna:

git rm clue.txt
git commit -m 'Fjarlægi vísbendingu úr nýjustu útgáfu'

ls finnur ekki skrána, en sagan geymir hana:

git log --all -- clue.txt
git log --diff-filter=D --summary --all
git show HEAD~1:clue.txt

Við getum endurheimt hana í vinnutréð úr tiltekinni staðfestingu:

git restore --source=HEAD~1 -- clue.txt

Síðan er hún óstaðfest breyting; git status segir nákvæmlega stöðuna.

Æfing 2: finndu eydda fánann

git log --diff-filter=D --summary --all
git show HEAD~1:clue.txt

git show <auðkenni-fyrri-staðfestingar>:clue.txt

Greinar

Git-grein (e. branch) er hreyfanleg tilvísun á staðfestingu. Grein gerir okkur kleift að vinna að breytingu án þess að færa aðalgreinina strax.

Skoðum greinar og búum til nýja:

git branch
git switch -c tilraun

Breyting og staðfesting á tilraun:

printf 'experiment=true\n' >> settings.txt
git add settings.txt
git commit -m 'Prófa tilraunastillingu'

Förum aftur á aðalgrein. Nýjar Git-hirslur geta kallað hana main eða master; git branch sýnir nafnið:

git switch main

Sameinum síðan ef við viljum halda breytingunni:

git merge tilraun

Ef báðar greinar breyta sömu línum getur Git ekki valið sjálft. Þá merkir það árekstur (e. merge conflict) í skránni:

<<<<<<< HEAD
texti á núverandi grein
=======
texti á hinni greininni
>>>>>>> tilraun

Við breytum skránni í rétta lokaútgáfu, fjarlægjum merkin, sviðsetjum og staðfestum tvinnunina.

Afturkallanir án glundroða

Git býður margar skipanir sem hljóma svipað. Byrjum á þeim afmörkuðu:

Hendum ósviðsettri breytingu

git diff -- settings.txt
git restore -- settings.txt

Þetta skrifar síðasta sviðsetta eða staðfesta ástand yfir breytinguna í vinnutrénu. Óstaðfesta breytingin getur glatast.

Tökum skrá af sviðsetningarsvæðinu

git restore --staged settings.txt

Skráin helst breytt í vinnutrénu en fer ekki í næstu staðfestingu.

Búum til nýja staðfestingu sem snýr annarri við

git revert <auðkenni>

revert varðveitir söguna og bætir við andhverfri breytingu. Það hentar betur en að endurskrifa sameiginlega sögu.

Geymum breytingar tímabundið

Ef við þurfum hreint vinnutré án þess að staðfesta hálfkláraða vinnu getum við notað stash:

git stash push -m 'hálfkláruð CTF-greining'
git stash list
git stash show -p stash@{0}
git stash pop

Stash er staðbundið hjálpartæki, ekki langtímageymsla eða öryggisafrit. Óraktar skrár fylgja ekki sjálfkrafa nema við notum sérstaka stillingu.

Fjartengd hirsla

Fjarhirsla (e. remote repository) er annað eintak hirslunnar sem við tengjum við með nafni, oft origin.

Sækjum opinbera æfingahirslu:

git clone https://example.invalid/ctf/verkefni.git
cd verkefni
git remote -v

Slóðin er gervidæmi og virkar ekki. Raunverulegt clone býr til möppu, sækir sögu og stillir origin.

Mikilvægar skipanir:

git fetch origin
git log --oneline --all --graph --decorate
git pull --ff-only
git push origin main

• fetch sækir nýja hluti og fjarvísanir en tvinnar ekki vinnutréð.
• pull er í grófum dráttum fetch og síðan tvinnun.
• pull --ff-only hafnar ef staðbundin og fjarlæg saga hafa kvíslast.
• push sendir staðfestingar okkar; það krefst skrifheimildar.

Í CTF þurfum við oft aðeins clone, fetch, log og show. Við ýtum ekki breytingum í hirslu annarra nema samstarfsflæðið segi það.

Undireiningar

Git-hirsla getur vísað á aðrar hirslur sem undireiningar (e. submodules). Þær eru ekki sjálfkrafa venjulegar möppur úr aðalhirslunni.

git submodule status

git clone --recurse-submodules sækir viðbótarhirslur og eykur því það magn ótrausts inntaks sem við tökum við. Skoðum .gitmodules og slóðir áður en við sækjum þær.

.gitignore og leyndarmál

.gitignore segir Git hvaða óraktar skrár það eigi almennt að hunsa:

.venv/
__pycache__/
*.pyc
.env
*.key

Ef .env var þegar staðfest hættir Git ekki að rekja hana aðeins vegna þess að við bætum henni í .gitignore. Við getum hætt að rekja nýjustu útgáfuna með:

git rm --cached .env

En leyndarmálið er enn í eldri sögu. Rétt viðbragð við birtum lykli er fyrst að ógilda eða snúa lyklinum. Að endurskrifa Git-sögu getur minnkað áframhaldandi dreifingu en gerir ekki þegar afrituð gögn leynd aftur.

CTF-vinnulag með ótraustri hirslu

Eftir clone keyrum við ekki forritið strax. Skoðum fyrst:

cd verkefni
pwd
git status
git remote -v
git log --oneline --decorate --graph --all | head -n 30
find . -maxdepth 2 -type f -print

Síðan leitum við að byggingar- og keyrsluskrám:

find . -maxdepth 2 -type f \
  \( -name 'Dockerfile*' -o -name 'Makefile' -o \
     -name 'pyproject.toml' -o -name 'package.json' -o \
     -name '*.sh' \) -print

Skoðum breytingar og eyddar skrár:

git log --all --stat
git log --all -p -- README.md
git log --all --diff-filter=D --summary
git grep -n 'TODO' $(git rev-list --all)

Síðasta skipunin getur skilað miklu úttaki. Í stærri hirslu leitum við markvisst að vísbendingu úr verkefnalýsingunni.

Æfing 3: búðu til söguþraut

mkdir -p ~/ctf/git-sogu-thraut
cd ~/ctf/git-sogu-thraut
git init -b main
git config user.name 'CTF nemandi'
git config user.email 'nemandi@example.invalid'

echo '# Söguþraut' > README.md
git add README.md
git commit -m 'Stofna verkefni'

echo 'gg{fortidin_geymir_svarid}' > secret.txt
git add secret.txt
git commit -m 'Bæti við tímabundinni skrá'

git rm secret.txt
git commit -m 'Hreinsa nýjustu útgáfu'

git log --diff-filter=D --summary --all
git show HEAD~1:secret.txt

Merki og útgáfur

Git-merki (e. tag) gefur tiltekinni staðfestingu stöðugt nafn, oft útgáfunúmer:

git tag -a v1.0 -m 'Fyrsta æfingaútgáfa'
git tag
git show v1.0

Grein færist þegar ný staðfesting bætist við; merki helst venjulega á sömu staðfestingu. Þegar við sækjum CTF-tól er skýr útgáfa eða merki endurtakanlegra en ótilgreind nýjasta aðalgrein.

Flytjum hreint verkefnisafrit

.git/ getur verið stórt og innihaldið sögu sem við viljum ekki hafa í afhendingu. git archive býr til safn úr staðfestri útgáfu án .git/:

git archive --format=tar.gz --output=verkefni-v1.0.tar.gz v1.0

Þetta tekur aðeins staðfestar skrár. Óstaðfestar breytingar og óraktar skrár fylgja ekki.

Æfing 4: berðu saman útgáfur

git tag v1
echo 'ný lína' >> README.md
echo 'feature=true' >> settings.txt
git add README.md settings.txt
git commit -m 'Undirbý v2'

git diff --stat v1 HEAD
git diff v1 HEAD

Lokaverkefni: greinum óþekkta hirslu

git clone <heimil-slod> verkefni
cd verkefni

git remote -v
git branch --all
git log --oneline --decorate --graph --all
git log --diff-filter=D --summary --all

git show <stadfesting>:<slod/i/skra>

Samantekt

Í þessum kafla lærðum við að:

• greina Git frá hýsingarþjónustum eins og GitHub,
• skilja vinnutré, sviðsetningu og staðfestingar,
• velja breytingar með git add,
• bera saman vinnutré, sviðsetningu og sögu,
• lesa staðfestingar með log, show og diff,
• endurheimta eyddar skrár úr eldri sögu,
• vinna með greinar og tvinnun,
• afturkalla afmarkaðar breytingar án reset --hard,
• sækja fjarhirslu án þess að keyra ótraustan kóða,
• skilja að .gitignore fjarlægir ekki leyndarmál úr sögu,
• merkja útgáfur og búa til hreint safn með git archive.

Næst skoðum við tmux: hvernig við höldum skipanalínulotum lifandi, skiptum skjánum og snúum aftur eftir rofna SSH-tengingu.