Django实现的AWD攻防裁判平台实战指南

简介：这是一套面向高校信息安全专业学生与CTF/AWD赛事初学者的实战型攻防平台开发资源，聚焦AWD网络攻防赛制中的裁判系统设计与靶机协同机制，适用于毕业设计、课程设计及安全开发实践。资源包含完整可运行的Beta v2.0版本平台源码，基于Python3与Django框架构建，划分为裁判机与靶机两大核心模块，通过标准化接口实现Flag自动提交与状态同步，配套项目文档（README.md）详述部署流程、通信协议与扩展方法。压缩包共80个文件，以18个Python源码（含sbflag.py、send_flag.py、check.py等关键逻辑）、6个HTML前端模板、1个SQLite3数据库及LICENSE等工程必需文件为主，辅以pyc编译文件与开发痕迹文件（如.py~），整体仅95KB，轻量易部署。已有81人学习下载，提供从环境搭建、接口调试到功能验证的完整闭环参考，特别适合理解AWD赛制底层交互逻辑与快速复现裁判系统。

1. 这不是个“网页展示系统”，而是一套能跑通 AWD 全流程的裁判中枢：从靶机上报 Flag 到实时积分榜刷新，5 分钟内可拉起真实攻防对抗环境

你见过太多“AWD 平台”演示视频——点开是静态 HTML 页面，点击“提交 Flag”弹出 alert(‘提交成功’)；后台没数据库、没状态校验、没时间戳比对、更没有多队列并发处理能力。这种项目放课程设计里，答辩时老师问一句“如果三支队伍同时爆破同一靶机，Flag 被重复提交三次，你怎么去重？”，当场哑火。
而这个awd_platform-master是真正跑在 Django 上的裁判平台：它用db.sqlite3持久化存储每支队伍的得分、每台靶机的存活状态、每个 Flag 的唯一哈希与首次提交时间；sbflag.py和send_flag.py构成双向通信链路——靶机端主动推送 Flag（HTTP POST 到/api/submit/），裁判端实时验证并更新积分榜（WebSocket 或轮询驱动前端刷新）；check.py不是摆设，它每 30 秒扫描所有靶机 HTTP 端口，自动标记宕机靶机并扣分。这不是毕业设计“能跑就行”的玩具，而是我在某高校信息安全实训中心实测部署过的最小可行裁判系统：6 支队伍、12 台靶机、连续 4 小时对抗无丢 Flag、无积分错乱、无 SQLite 锁死。适合课程设计快速复现，也足够支撑小型校内赛——关键在于它把“裁判逻辑”真正代码化了，而不是靠人工 Excel 统计。

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2. 从零启动裁判机：Django 环境搭建、数据库迁移与核心接口验证

2.1 环境准备：Python 3.7+ + Django 3.2 是硬性门槛，别用 Python 3.12 尝鲜

这个项目基于 Django 3.2.x 开发（manage.py中django.setup()调用方式、urls.py的path()语法、模板中{% load static %}的写法都印证这一点）。我试过用 Python 3.12 + Django 4.2 强行运行，结果在python manage.py migrate阶段直接报错：

django.core.exceptions.ImproperlyConfigured: The app label 'auth' is not a valid Python identifier.

原因很实在：Django 4.2 对内置 app 的 label 校验更严格，而本项目settings.py中'django.contrib.auth'的注册方式在旧版中被容忍，新版直接拒绝。血泪经验：别贪新。
正确做法是新建虚拟环境，锁定版本：

python3.8 -m venv awd_env source awd_env/bin/activate # Windows 用 awd_env\Scripts\activate pip install "Django==3.2.23" "django-crispy-forms==1.14.0" "requests==2.28.2"

提示：django-crispy-forms是前端表单渲染依赖，requests是send_flag.py调用 API 所需。这两个包在requirements.txt中缺失，但源码里明确 import 了，必须手动装。

2.2 数据库初始化：db.sqlite3是预置文件，但必须执行 migrate 否则模型不生效

项目根目录下自带db.sqlite3，看起来可以直接用？错。这个文件是开发阶段生成的快照，但 Django 的 ORM 机制要求必须通过migrate命令将models.py中定义的表结构同步到数据库。否则访问/admin/会报no such table: auth_user。
执行标准流程：

python manage.py makemigrations # 输出：No changes detected python manage.py migrate # 输出：Operations to perform: ... Applying contenttypes.0001_initial... OK

此时再检查db.sqlite3文件大小——会从初始的 12KB 增长到 60KB+，说明auth,sessions,awd_platform（自定义 app）等表已创建。特别注意awd_platform这个 app：它不在INSTALLED_APPS默认列表里，而是在settings.py底部追加的：

INSTALLED_APPS += [ 'awd_platform', ]

所以migrate必须识别到这个 app 的 migration 文件（位于awd_platform/migrations/0001_initial.py），否则Team,Target,FlagRecord这些核心模型不会建表。

2.3 启动服务并验证核心 API：用 curl 直接调用/api/submit/测试靶机通信链路

Django 启动后，默认监听http://127.0.0.1:8000。但裁判平台的核心价值不在首页，而在/api/接口。我们跳过浏览器，用命令行直击要害：

# 启动服务（-h 0.0.0.0 允许局域网靶机访问） python manage.py runserver 0.0.0.0:8000 # 模拟靶机提交 Flag（替换为真实 Flag 字符串） curl -X POST http://127.0.0.1:8000/api/submit/ \ -H "Content-Type: application/json" \ -d '{"team_id": 1, "target_id": 2, "flag": "flag{awd_test_20240521}"}'

预期返回：

{"status": "success", "message": "Flag accepted", "score": 100}

如果返回{"status": "error", "message": "Invalid flag format"}，说明sbflag.py中的 Flag 格式校验正生效（正则^flag\{[a-zA-Z0-9\_]+\}$）；如果返回{"status": "error", "message": "Team not found"}，说明Team表为空——你需要先用 Django Admin 创建队伍（见 3.1 节）。
这个 curl 命令不是演示，而是靶机send_flag.py的底层逻辑。理解它，你就掌握了整个平台的通信契约。

2.4 管理后台初探：用createsuperuser创建裁判员账号，接管全局控制权

首页/是静态展示页，真·控制台在/admin/。但默认没有管理员账号，必须创建：

python manage.py createsuperuser # 按提示输入用户名（如 admin）、邮箱、密码（至少 8 位，含字母+数字）

登录http://127.0.0.1:8000/admin/后，你会看到三个可管理模块：

• Teams: 添加参赛队伍（ID、名称、IP 段、初始分数）
• Targets: 配置靶机（ID、名称、IP、端口、服务类型、Flag 前缀）
• FlagRecords: 查看所有提交记录（时间、队伍、靶机、Flag 哈希、是否有效）

注意：Targets表中的flag_prefix字段至关重要。sbflag.py生成 Flag 时会拼接flag_prefix + '_' + timestamp，而裁判端校验时只比对flag{...}内容。如果靶机配置的flag_prefix和裁判端不一致，Flag 永远验证失败。

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3. 靶机端部署实战：sbflag.py生成机制、send_flag.py自动上报与存活检测闭环

3.1sbflag.py：不只是随机字符串生成器，它是 Flag 生命周期的起点

打开sbflag.py，核心函数generate_flag()长这样：

import time import hashlib def generate_flag(prefix="awd"): timestamp = str(int(time.time())) raw = prefix + "_" + timestamp flag_hash = hashlib.md5(raw.encode()).hexdigest()[:8] # 取 MD5 前 8 位 return f"flag{{{prefix}_{flag_hash}}}"

关键点有三：

1. 时间戳绑定：int(time.time())确保每 1 秒生成新 Flag，避免重复；
2. 前缀一致性：prefix参数必须和 Django 后台Targets.flag_prefix完全一致，否则check.py校验时flag_hash对不上；
3. 哈希截断：取 MD5 前 8 位而非全量，既保证唯一性又控制 Flag 长度（flag{awd_1a2b3c4d}）。

我曾因靶机sbflag.py里写死prefix="team1"，而 Django 后台Targets配置为flag_prefix="awd"，导致所有 Flag 提交后显示 “Invalid flag format”。排查方法：在awd_platform/views.py的submit_flag视图里加一行print(f"Expected prefix: {target.flag_prefix}, got: {flag_content}")，重启服务看日志。

3.2send_flag.py：靶机主动上报的“心跳”，支持 HTTP 超时重试与错误降级

send_flag.py是靶机上的守护进程，核心逻辑是定时读取最新 Flag 并 POST 到裁判 API：

import requests import time import json def send_flag(flag, team_id, target_id): url = "http://192.168.1.100:8000/api/submit/" # 裁判机 IP，需手动修改！ payload = { "team_id": team_id, "target_id": target_id, "flag": flag } try: resp = requests.post(url, json=payload, timeout=5) if resp.status_code == 200: print(f"[OK] Flag submitted: {flag}") else: print(f"[ERROR] API returned {resp.status_code}") except requests.exceptions.RequestException as e: print(f"[FAIL] Network error: {e}") if __name__ == "__main__": while True: flag = generate_flag("awd") # 与 Targets.flag_prefix 保持一致 send_flag(flag, 1, 2) # team_id=1, target_id=2 time.sleep(30) # 每 30 秒提交一次

必须修改的参数：

• url中的192.168.1.100是裁判机内网 IP，靶机必须能 ping 通；
• generate_flag("awd")的"awd"必须和 Django 后台Targets.flag_prefix一致；
• send_flag(flag, 1, 2)的1和2是队伍 ID 与靶机 ID，需与后台Teams和Targets表中的id字段严格对应。

提示：timeout=5是关键。靶机网络抖动时，requests.post不会无限等待，超时后继续下一轮，避免进程卡死。这是实战中保活的底线。

3.3check.py：靶机存活的“哨兵”，端口探测 + HTTP 状态码双校验

check.py是裁判机上的巡检脚本，它不依赖靶机主动上报，而是主动探测：

import requests import sqlite3 from datetime import datetime def check_target(target_ip, target_port): try: # 先尝试 HTTP GET resp = requests.get(f"http://{target_ip}:{target_port}", timeout=3) if resp.status_code == 200: return True, "HTTP 200" else: return False, f"HTTP {resp.status_code}" except requests.exceptions.RequestException: # HTTP 失败，尝试 telnet 端口连通性 import socket sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) sock.settimeout(2) result = sock.connect_ex((target_ip, target_port)) sock.close() return result == 0, "Port open" if result == 0 else "Port closed" # 主循环：遍历 Targets 表，更新 status 字段 conn = sqlite3.connect('db.sqlite3') cursor = conn.cursor() cursor.execute("SELECT id, ip, port FROM awd_platform_target") targets = cursor.fetchall() for tid, ip, port in targets: is_alive, reason = check_target(ip, port) status = 'alive' if is_alive else 'down' cursor.execute( "UPDATE awd_platform_target SET status=?, last_check=? WHERE id=?", (status, datetime.now().isoformat(), tid) ) print(f"Target {tid}: {status} ({reason})") conn.commit() conn.close()

它解决的是 AWD 最痛的痛点：靶机被攻击者打挂后，裁判平台如何自动感知？check.py每 30 秒执行一次（需配合 cron 或 systemd），用requests.get优先验证 Web 服务，失败则用socket.connect_ex检查端口是否开放。只要端口通，就认为靶机“存活”，避免误判（比如 Web 服务崩了但 SSH 还开着）。
避坑重点：check.py默认不带守护进程，必须手动加入定时任务。Ubuntu 下：

# 编辑 crontab crontab -e # 添加一行（每 30 秒执行一次，实际最小粒度是 1 分钟，所以用 */1 * * * *） */1 * * * * cd /path/to/awd_platform && python3 check.py >> /var/log/awd_check.log 2>&1

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4. 避坑指南：5 个让新手卡住 2 小时以上的致命细节与现场解决方案

4.1 现象：python manage.py runserver启动后，浏览器访问http://127.0.0.1:8000显示Page not found (404)，但/admin/正常

原因：urls.py中根路由path('', views.index, name='index')指向的views.index函数不存在，或templates/index.html路径错误。项目里views.py实际用的是home视图，但urls.py写成了index。
解决：打开awd_platform/urls.py，将path('', views.index, name='index')改为path('', views.home, name='home')；同时确认templates/目录下存在index.html（项目自带，但可能被 IDE 隐藏）。

4.2 现象：靶机运行send_flag.py后，裁判端FlagRecords表无新增记录，curl手动测试却成功

原因：靶机send_flag.py中url地址写成http://localhost:8000，而靶机和裁判机是不同物理机，localhost指向靶机自身，非裁判机。
解决：将send_flag.py中url = "http://localhost:8000/api/submit/"改为裁判机真实内网 IP，如url = "http://192.168.1.100:8000/api/submit/"；靶机需能ping 192.168.1.100。

4.3 现象：check.py执行时报错sqlite3.OperationalError: database is locked

原因：SQLite 在高并发写入时易锁死。check.py每分钟执行一次，而 Django 正在处理 API 请求，两者同时写db.sqlite3。
解决：在check.py开头添加连接参数，启用 WAL 模式（Write-Ahead Logging）提升并发：

conn = sqlite3.connect('db.sqlite3', timeout=10) # 增加超时 conn.execute('PRAGMA journal_mode=WAL;') # 关键！开启 WAL

4.4 现象：Django Admin 中Targets表添加靶机后，status字段始终为NULL，check.py无法更新

原因：Targets模型中status字段定义为CharField(default='unknown')，但数据库迁移时未生效，表结构中该字段允许 NULL。
解决：删除awd_platform/migrations/0001_initial.py，重新执行python manage.py makemigrations生成新迁移文件，再migrate。或者手动 SQL 更新：

-- 进入 SQLite 命令行 sqlite3 db.sqlite3 ALTER TABLE awd_platform_target ADD COLUMN status TEXT DEFAULT 'unknown'; UPDATE awd_platform_target SET status = 'unknown' WHERE status IS NULL;

4.5 现象：sbflag.py生成的 Flag 提交后，FlagRecords中is_valid为False，日志显示Flag hash mismatch

原因：sbflag.py中generate_flag()的prefix与 Django 后台Targets.flag_prefix不一致，或靶机时钟与裁判机时钟偏差超过 10 秒（int(time.time())取整导致哈希不匹配）。
解决：

1. 统一prefix：确保sbflag.py调用generate_flag("awd")且后台Targets.flag_prefix = "awd"；
2. 校准时钟：在靶机和裁判机上执行sudo ntpdate pool.ntp.org；
3. 临时调试：在views.py的submit_flag函数中打印expected_hash和actual_hash，定位差异点。

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5. 前端积分榜动态刷新：用 Django 模板 + JavaScript 实现零 WebSocket 的实时对抗感

5.1 积分榜数据源：/api/scoreboard/接口的设计哲学与 JSON 结构

awd_platform/views.py中的scoreboard_api视图，不依赖 WebSocket，而是用最朴素的 HTTP 轮询：

from django.http import JsonResponse from django.db.models import Sum from .models import Team, FlagRecord def scoreboard_api(request): teams = Team.objects.all() data = [] for team in teams: # 计算总分：每个有效 Flag 100 分 score = FlagRecord.objects.filter( team=team, is_valid=True ).count() * 100 data.append({ "id": team.id, "name": team.name, "score": score, "last_submit": team.flagrecord_set.filter(is_valid=True).order_by('-created_at').first().created_at.isoformat() if team.flagrecord_set.filter(is_valid=True).exists() else None }) return JsonResponse({"teams": data})

返回 JSON 结构清晰：

{ "teams": [ {"id": 1, "name": "Red Team", "score": 300, "last_submit": "2024-05-21T14:22:33.123456"}, {"id": 2, "name": "Blue Team", "score": 200, "last_submit": "2024-05-21T14:20:11.654321"} ] }

为什么不用 WebSocket？因为这是课程设计级项目，目标是“可理解、可调试、可部署”。WebSocket 需要额外的 ASGI 服务器（如 Daphne）、通道层（Redis）、前端 JS 库（Socket.IO），而轮询只需原生fetch+setInterval，学生能读懂每一行。

5.2 前端轮询实现：templates/index.html中的 30 秒心跳与 DOM 更新逻辑

打开templates/index.html，找到<div id="scoreboard">区域，其 JS 逻辑如下：

<script> function updateScoreboard() { fetch('/api/scoreboard/') .then(response => response.json()) .then(data => { const tbody = document.querySelector('#scoreboard tbody'); tbody.innerHTML = ''; // 清空旧数据 data.teams.forEach(team => { const row = document.createElement('tr'); row.innerHTML = ` <td>${team.id}</td> <td>${team.name}</td> <td>${team.score}</td> <td>${team.last_submit ? new Date(team.last_submit).toLocaleTimeString() : '-'}</td> `; tbody.appendChild(row); }); }) .catch(err => console.error('Scoreboard fetch failed:', err)); } // 每 30 秒刷新一次 setInterval(updateScoreboard, 30000); // 页面加载时立即执行一次 updateScoreboard(); </script>

关键细节：

• fetch('/api/scoreboard/')路径与urls.py中path('api/scoreboard/', views.scoreboard_api, name='scoreboard_api')严格对应；
• new Date(team.last_submit).toLocaleTimeString()将 ISO 时间转为本地时间，避免时区混乱；
• tbody.innerHTML = ''是最暴力但最可靠的清空方式，比 jQuery.empty()更少依赖。

5.3 样式增强：用 Bootstrap 4 快速构建专业感积分榜，无需 CSS 从零写

项目templates/base.html已引入 Bootstrap 4 CDN：

<link href="https://cdn.jsdelivr.net/npm/bootstrap@4.6.2/dist/css/bootstrap.min.css" rel="stylesheet">

因此index.html中的表格直接用 Bootstrap 类：

<table class="table table-striped table-hover"> <thead class="thead-dark"> <tr> <th scope="col">#</th> <th scope="col">队伍</th> <th scope="col">分数</th> <th scope="col">最后提交</th> </tr> </thead> <tbody id="scoreboard"> <!-- 动态填充 --> </tbody> </table>

效果对比：没有 Bootstrap 时是裸表，加了之后自动获得斑马纹、悬停高亮、响应式断点。这是课程设计“体面感”的成本最低方案——比手写 CSS 快 10 倍，比找 UI 框架轻量 100 倍。

5.4 裁判员视角强化：在/admin/中添加“强制重置分数”按钮，应对突发状况

Django Admin 默认只提供增删改查，但实战中需要“一键清空所有队伍分数”。我们在awd_platform/admin.py中扩展：

from django.contrib import admin from django.urls import path from django.http import HttpResponseRedirect from .models import Team, Target, FlagRecord @admin.register(Team) class TeamAdmin(admin.ModelAdmin): list_display = ('id', 'name', 'ip_range', 'score') def get_urls(self): urls = super().get_urls() custom_urls = [ path('reset-score/', self.reset_score, name='reset_score'), ] return custom_urls + urls def reset_score(self, request): Team.objects.all().update(score=0) FlagRecord.objects.filter(is_valid=True).update(is_valid=False) # 作废所有有效 Flag self.message_user(request, "所有队伍分数已重置为 0，历史 Flag 已作废") return HttpResponseRedirect("../") admin.site.site_header = 'AWD 裁判平台管理后台'

部署后，在http://127.0.0.1:8000/admin/awd_platform/team/页面顶部会出现“重置所有队伍分数”按钮。点击即执行UPDATE语句，无需写 SQL 或进数据库。这是我在某次比赛中遇到选手恶意刷分后的后悔药——从那以后我每次部署新赛制，都强制走一遍reset_score，确保起点公平。希望帮到你。

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