Bugku-CTF加密篇之python(N1CTF) [HRlgC2ReHW1/WRk2DikfNBo1dl1XZBJrRR9qECMNOjNHDktBJSxcI1hZIz07YjVx]

python(N1CTF)

 

 

 

本题要点： Feistel加密结构、 DES算法、AES算法 

 

 

​

代码如下：

1 from N1ES import N1ES
2 import base64
3 key = "wxy191iss00000000000cute"
4 n1es = N1ES(key)
5 flag = "N1CTF{*****************************************}"
6 cipher = n1es.encrypt(flag)
7 print base64.b64encode(cipher)  # HRlgC2ReHW1/WRk2DikfNBo1dl1XZBJrRR9qECMNOjNHDktBJSxcI1hZIz07YjVx

 

 

代码如下：

# -*- coding: utf-8 -*-
def round_add(a, b):
    f = lambda x, y: x + y - 2 * (x & y)
    res = ''
    for i in range(len(a)):
        res += chr(f(ord(a[i]), ord(b[i])))
    return res
 
 
def permutate(table, block):
        return list(map(lambda x: block[x], table))
 
 
def string_to_bits(data):
    data = [ord(c) for c in data]
    l = len(data) * 8
    result = [0] * l
    pos = 0
    for ch in data:
        for i in range(0,8):
            result[(pos<<3)+i] = (ch>>i) & 1
        pos += 1
    return result
 
 
s_box = [54, 132, 138, 83, 16, 73, 187, 84, 146, 30, 95, 21, 148, 63, 65, 189, 188, 151, 72, 161, 116, 63, 161, 91, 37, 24, 126, 107, 87, 30, 117, 185, 98, 90, 0, 42, 140, 70, 86, 0, 42, 150, 54, 22, 144, 153, 36, 90, 149, 54, 156, 8, 59, 40, 110, 56,1, 84, 103, 22, 65, 17, 190, 41, 99, 151, 119, 124, 68, 17, 166, 125, 95, 65, 105, 133, 49, 19, 138, 29, 110, 7, 81, 134, 70, 87, 180, 78, 175, 108, 26, 121, 74, 29, 68, 162, 142, 177, 143, 86, 129, 101, 117, 41, 57, 34, 177, 103, 61, 135, 191, 74, 69, 147, 90, 49, 135, 124, 106, 19, 89, 38, 21, 41, 17, 155, 83, 38, 159, 179, 19, 157, 68, 105, 151, 166, 171, 122, 179, 114, 52, 183, 89, 107, 113, 65, 161, 141, 18, 121, 95, 4, 95, 101, 81, 156, 17, 190, 38, 84, 9, 171, 180, 59, 45, 15, 34, 89, 75, 164, 190, 140, 6, 41, 188, 77, 165, 105, 5, 107, 31, 183, 107, 141, 66, 63, 10, 9, 125, 50, 2, 153, 156, 162, 186, 76, 158, 153, 117, 9, 77, 156, 11, 145, 12, 169, 52, 57, 161, 7, 158, 110, 191, 43, 82, 186, 49, 102, 166, 31, 41, 5, 189, 27]
 
 
def generate(o):
    k = permutate(s_box,o)
    b = []
    for i in range(0, len(k), 7):
        b.append(k[i:i+7] + [1])
    c = []
    for i in range(32):
                pos = 0
                x = 0
                for j in b[i]:
                        x += (j<<pos)
                        pos += 1
                c.append((0x10001**x) % (0x7f))
    return c
 
 
 
 
 
 
class N1ES:
    def __init__(self, key):
        if (len(key) != 24 or isinstance(key, bytes) == False ):
            raise Exception("key must be 24 bytes long")
        self.key = key
        self.gen_subkey()
 
 
    def gen_subkey(self):
        o = string_to_bits(self.key)
        k = []
        for i in range(8):
                o = generate(o)
                k.extend(o)
                o = string_to_bits([chr(c) for c in o[0:24]])
        self.Kn = []
        for i in range(32):
            self.Kn.append(map(chr, k[i * 8: i * 8 + 8]))
        return
 
 
    def encrypt(self, plaintext):
        if (len(plaintext) % 16 != 0 or isinstance(plaintext, bytes) == False):
            raise Exception("plaintext must be a multiple of 16 in length")
        res = ''
        for i in range(len(plaintext) / 16):
            block = plaintext[i * 16:(i + 1) * 16]
            L = block[:8]
            R = block[8:]
            for round_cnt in range(32):
                L, R = R, (round_add(L, self.Kn[round_cnt]))
            L, R = R, L
            res += L + R
        return res
 

 

 

 

 

从两个文件的代码可以判断：

  N1ES.py是封装好的类， challenge.py是定义的对象。 

 

 

先来解释一下：

 

  一、什么是Feistel加密结构？ 

 

 

 

构造过程：

 

令F 为轮函数；令K1，K2，……，Kn 分别为第1，2，……，n 轮的子密钥。那么基本构造过程如下：

（1）将明文信息均分为两块：（L0，R0）；

（2）在每一轮中，进行如下运算（i 为当前轮数）：

Li+1 = Ri；

Ri+1 = Li ⊕F （Ri，Ki）。（其中⊕为异或操作）

所得的结果即为：(Ri+1，Li+1）。

 

解密过程：

 

对于密文（Rn+1，Ln+1），我们将i 由n 向0 进行，即， i = n，n-1，……，0。然后对密文进行加密的逆向操作，如下：

（1）Ri = Li+1；

（2）Li = Ri+1⊕F （Li+1，Ki）。（其中⊕为异或操作）

所得结果为（L0，R0），即原来的明文信息。

 

 

（图片摘自百度百科）

 

Feistel 密码结构，在密码学研究中，Feistel 密码结构是用于分组密码中的一种对称结构。

Feistel 的优点：由于它是对称的密码结构，所以对信息的加密和解密的过程就极为相似，甚至完全一样。这就使得在实施的过程中，对编码量和线路传输的要求就减少了几乎一半。

 

  二、什么是des算法？ 

 

DES(Data Encryption Standard)是目前最为流行的加密算法之一。

DES是对称的，也就是说它使用同一个密钥来加密和解密数据。

DES还是一种分组加密算法，该算法每次处理固定长度的数据段，称之为分组。

DES分组的大小是64位，如果加密的数据长度不是64位的倍数，可以按照某种具体的规则来填充位。

 

算法原理：

1.输入64位明文数据，并进行初始置换IP。

2.在初始置换IP后，明文数据再被分为左右两部分，每部分32位，以L0，R0表示。

3.在秘钥的控制下，经过16轮运算(f)。

4.16轮后，左、右两部分交换，并连接再一起，再进行逆置换。

5.输出64位密文。

 

 

 

 

 

 

  三、什么是AES算法？ 

 

AES的全称是Advanced Encryption Standard，意思是高级加密标准。

AES的出现主要是为了取代DES加密算法的，因为我们都知道DES算法的密钥长度是56Bit，因此算法的理论安全强度是2的56次方。

 

算法流程：

 

 

 

介绍完成。

 

 （密码学是真的难学！ ）

 

challenge.py中：  HRlgC2ReHW1/WRk2DikfNBo1dl1XZBJrRR9qECMNOjNHDktBJSxcI1hZIz07YjVx 为密文。

 

 

参考这位大佬的解密代码如下：

（本人太菜，写不出来，QAQ）

 

 

# -*- coding: utf-8 -*-
import base64
def round_add(a,b):
    f = lambda x,y: x + y - 2 * (x & y)
    res = ''
    for i in range(len(a)):
        res += chr(f(ord(a[i]),ord(b[i])))
    return res
 
 
def permutate(table,block):
    return list(map(lambda x: block[x], table))
 
 
def string_to_bits(data):
    data = [ord(c) for c in data]
    l = len(data)*8
    result = [0] * l
    pos = 0
    for ch in data:
        for i in range(0,8):
            result[(pos<<3)+i] = (ch>>i) & 1
        pos += 1
    return result
 
 
s_box = [54, 132, 138, 83, 16, 73, 187, 84, 146, 30, 95, 21, 148, 63, 65, 189, 188, 151, 72, 161, 116, 63, 161, 91, 37, 24, 126, 107, 87, 30, 117, 185, 98, 90, 0, 42, 140, 70, 86, 0, 42, 150, 54, 22, 144, 153, 36, 90, 149, 54, 156, 8, 59, 40, 110, 56,1, 84, 103, 22, 65, 17, 190, 41, 99, 151, 119, 124, 68, 17, 166, 125, 95, 65, 105, 133, 49, 19, 138, 29, 110, 7, 81, 134, 70, 87, 180, 78, 175, 108, 26, 121, 74, 29, 68, 162, 142, 177, 143, 86, 129, 101, 117, 41, 57, 34, 177, 103, 61, 135, 191, 74, 69, 147, 90, 49, 135, 124, 106, 19, 89, 38, 21, 41, 17, 155, 83, 38, 159, 179, 19, 157, 68, 105, 151, 166, 171, 122, 179, 114, 52, 183, 89, 107, 113, 65, 161, 141, 18, 121, 95, 4, 95, 101, 81, 156, 17, 190, 38, 84, 9, 171, 180, 59, 45, 15, 34, 89, 75, 164, 190, 140, 6, 41, 188, 77, 165, 105, 5, 107, 31, 183, 107, 141, 66, 63, 10, 9, 125, 50, 2, 153, 156, 162, 186, 76, 158, 153, 117, 9, 77, 156, 11, 145, 12, 169, 52, 57, 161, 7, 158, 110, 191, 43, 82, 186, 49, 102, 166, 31, 41, 5, 189, 27]
 
 
def generate(o):
    k = permutate(s_box,o)
    b = []
    for i in range(0,len(k),7):
        b.append(k[i:i+7]+[1])
    c = []
    for i in range(32):
        pos = 0
        x = 0
        for j in b[i]:
            x += (j<<pos)
            pos += 1
        c.append((0x10001**x) % (0x7f))
    return c
 
 
class N1ES:
    def __init__(self,key):
        if (len(key) != 24 or isinstance(key,bytes) == False):
            raise Exception("key must be 24 bytes long")
        self.key = key
        self.gen_subkey()
    
    def gen_subkey(self):
        o = string_to_bits(self.key)
        k = []
        for i in range(8):
            o = generate(o)
            k.extend(o)
            o = string_to_bits([chr(c) for c in o[0:24]])
        self.Kn = []
        for i in range(32):
            self.Kn.append(map(chr,k[i*8: i*8+8]))
        return
    
    def decrypt(self,plaintext):
        res = ''
        for i in range(len(plaintext)/16):
            block = plaintext[i*16:(i + 1)*16]    
            L = block[:8]
            R = block[8:]
            for round_cnt in range(32):
                L,R = R, (round_add(L, self.Kn[31-round_cnt]))
            L,R = R,L
            res += L + R
        return res
 
 
 
key = "wxy191iss00000000000cute"
nles = N1ES(key)
flag = base64.b64decode("HRlgC2ReHW1/WRk2DikfNBo1dl1XZBJrRR9qECMNOjNHDktBJSxcI1hZIz07YjVx")
flag = nles.decrypt(flag)
print flag
 
 

 

 

注：

这段代码的运行环境为py2哦~ 

py3运行会报错~

（然而突然发觉自己没装py2的环境.....假如你也没装，我们可以用菜鸟工具的python的在线运行网站运行啦~哈哈哈哈）

 

菜鸟工具的python的在线运行网站：

https://c.runoob.com/compile/6

 

 

 

 

如果你有py2的环境，你也可以这样操作：

 

解密的源码（参考自N1CTF baby_N1ES writeup）：

import base64,string,N1ES
key = "wxy191iss00000000000cute"
c = base64.b64decode("HRlgC2ReHW1/WRk2DikfNBo1dl1XZBJrRR9qECMNOjNHDktBJSxcI1hZIz07YjVx")
n1es = N1ES.N1ES(key)
f=""
for i in xrange(3):
    for j in xrange(16):
        for k in string.printable:
            s="x"*i*16+"x"*j+k+"x"*(48-i*16-j-1)
            e=n1es.encrypt(s)
            check=c[i*16+j+8]==e[i*16+j+8] if j<8 else c[i*16+j-8]==e[i*16+j-8]
            if check:
                f+=k
                break
print f
 

 

 

 

把题目中给的两个py文件和解密的源码放在同一个文件夹下，然后运行cmd，就可以得到同样的答案啦~

 

 

提交：

 

  N1CTF{F3istel_n3tw0rk_c4n_b3_ea5i1y_s0lv3d_/--/} 

 

 

bingo~

 

 

 

参考资料：

 

 

https://bbs.pediy.com/thread-253884.htm

https://baike.baidu.com/item/des算法/10306073?fr=aladdin

https://blog.csdn.net/prowes5/article/details/85167667

https://findneo.github.io/180310N1CTFWP/