[羊城杯 2020]Power题解

简介

看网上很缺这道题的资料，姑且写一篇给师傅们看下吧，这道题步骤简单但是还是有点有意思的东西在里面的

题解

初步分析

from Crypto.Util.number import *
import gmpy2
import sympy
from secret import flag

p = getPrime(512)
q = getPrime(512)
n = p**4*q
e = 0x10001
phi = gmpy2.lcm(p - 1, q - 1)
d = gmpy2.invert(e, phi)
dp = d % (p - 1)
m = bytes_to_long(flag)
c = pow(m, e, n)
print "dp = " + str(dp)
print "c = " + str(c)

y = 449703347709287328982446812318870158230369688625894307953604074502413258045265502496365998383562119915565080518077360839705004058211784369656486678307007348691991136610142919372779782779111507129101110674559235388392082113417306002050124215904803026894400155194275424834577942500150410440057660679460918645357376095613079720172148302097893734034788458122333816759162605888879531594217661921547293164281934920669935417080156833072528358511807757748554348615957977663784762124746554638152693469580761002437793837094101338408017407251986116589240523625340964025531357446706263871843489143068620501020284421781243879675292060268876353250854369189182926055204229002568224846436918153245720514450234433170717311083868591477186061896282790880850797471658321324127334704438430354844770131980049668516350774939625369909869906362174015628078258039638111064842324979997867746404806457329528690722757322373158670827203350590809390932986616805533168714686834174965211242863201076482127152571774960580915318022303418111346406295217571564155573765371519749325922145875128395909112254242027512400564855444101325427710643212690768272048881411988830011985059218048684311349415764441760364762942692722834850287985399559042457470942580456516395188637916303814055777357738894264037988945951468416861647204658893837753361851667573185920779272635885127149348845064478121843462789367112698673780005436144393573832498203659056909233757206537514290993810628872250841862059672570704733990716282248839
g = 2
x = 2019*p**2 + 2020*p**3 + 2021*p**4
c1 = pow(g, x, y)
print "c1 = " + str(c1)
#dp = 3272293505696712831419859641571956066667516012597886098021642320155056349966612629986261146617139998624603483170466852538289743936225789351270153550594329
#c = 22524257534087703614496632403022329621384173069680778965750290698059674588465640878754707363673789674111671270645152584118206145007310499274423606886261969807360070526126452646719628307689968971699215841867636770320159256301550908771135042912287955209485328267670825390080110910391913063177323585204392804538642393453388536211144485389902591029350060800993352969569703901717308330574394200996651534321547814313195218895547718815009876393987398738932001924661338796059973950012706427109598830049455186171345179840564502215531573714428772608739268313985559628612004439028014417408631851880698512023740903181116906766066951473942201698375224240271523568161242951730224901227589413731025281719101368668617497947995579443908773425555177346524678673641140157885033923288401884
#c1 = 290707924192892686920253390955676600323331633814839708838347288502692494699485764473635783441705302268064111648851157070038783719749721994682837294625334517914882191486257362565066745587415388291939979195637720350919055988532145531805200483161599965215275808797976727969023747299578173497083532351976473770041800769265319548352841139802163279116490053292316399038329210043455932786945180855178341998049756983301499491011851026499269682821602212971062877270127451987836730083380463825717889123804613394241190839837791281657872259492589868751745327696030438893865069941066073554427558697972551085353027574529823439588670263047287131740802375738439636789806332323994866753085014446479034974063195632514803340511247735647970572837053148490258113394359072976858781060349776921428492973183958437965966963122069107876143476772436757554253049619918403996315720023020827394900507088006299225934263699192253079026440287311664705744424959801981503191480257138833694306501816837037995549817186335377411638035575004595417788588264823861850877111374085336446477943372458378834664678094751978400910288151519902977326995118727880223621964441498323865158898463327323193833062919619201107279964663654606753750042791368210261574897455830722232022689695292080269205470491791950839486861811469879413313773338916781857981641910031441448964144000585506870170898052132929034349451945051362244755750988705018897859238859476967568556992146975789444151432386692872801263000639711599152191790766776280

代码上段是在dp泄露的情况下进行RSA解密，代码下段则是要求反求加密指数

m ** e mod n

要想解决上段的问题，我们必须先从下段求出p，那么题目就可以开始做了。

求p

已知明文反求加密指数无非就几种方法，比较常用的还是依靠离散对数来求，也就是用sympy库中的discrete_log()来求：

y = 449703347709287328982446812318870158230369688625894307953604074502413258045265502496365998383562119915565080518077360839705004058211784369656486678307007348691991136610142919372779782779111507129101110674559235388392082113417306002050124215904803026894400155194275424834577942500150410440057660679460918645357376095613079720172148302097893734034788458122333816759162605888879531594217661921547293164281934920669935417080156833072528358511807757748554348615957977663784762124746554638152693469580761002437793837094101338408017407251986116589240523625340964025531357446706263871843489143068620501020284421781243879675292060268876353250854369189182926055204229002568224846436918153245720514450234433170717311083868591477186061896282790880850797471658321324127334704438430354844770131980049668516350774939625369909869906362174015628078258039638111064842324979997867746404806457329528690722757322373158670827203350590809390932986616805533168714686834174965211242863201076482127152571774960580915318022303418111346406295217571564155573765371519749325922145875128395909112254242027512400564855444101325427710643212690768272048881411988830011985059218048684311349415764441760364762942692722834850287985399559042457470942580456516395188637916303814055777357738894264037988945951468416861647204658893837753361851667573185920779272635885127149348845064478121843462789367112698673780005436144393573832498203659056909233757206537514290993810628872250841862059672570704733990716282248839
c1 = 290707924192892686920253390955676600323331633814839708838347288502692494699485764473635783441705302268064111648851157070038783719749721994682837294625334517914882191486257362565066745587415388291939979195637720350919055988532145531805200483161599965215275808797976727969023747299578173497083532351976473770041800769265319548352841139802163279116490053292316399038329210043455932786945180855178341998049756983301499491011851026499269682821602212971062877270127451987836730083380463825717889123804613394241190839837791281657872259492589868751745327696030438893865069941066073554427558697972551085353027574529823439588670263047287131740802375738439636789806332323994866753085014446479034974063195632514803340511247735647970572837053148490258113394359072976858781060349776921428492973183958437965966963122069107876143476772436757554253049619918403996315720023020827394900507088006299225934263699192253079026440287311664705744424959801981503191480257138833694306501816837037995549817186335377411638035575004595417788588264823861850877111374085336446477943372458378834664678094751978400910288151519902977326995118727880223621964441498323865158898463327323193833062919619201107279964663654606753750042791368210261574897455830722232022689695292080269205470491791950839486861811469879413313773338916781857981641910031441448964144000585506870170898052132929034349451945051362244755750988705018897859238859476967568556992146975789444151432386692872801263000639711599152191790766776280
x=sympy.discrete_log(y,c1,2)
print(x)

注：这个脚本跑起来很要时间，大概得1-2分钟才能跑出结果。

随后得到x后，拿到sage里面解方程就可以得到p了，具体代码如下，其中num即上面代码求出来的x

y=449703347709287328982446812318870158230369688625894307953604074502413258045265502496365998383562119915565080518077360839705004058211784369656486678307007348691991136610142919372779782779111507129101110674559235388392082113417306002050124215904803026894400155194275424834577942500150410440057660679460918645357376095613079720172148302097893734034788458122333816759162605888879531594217661921547293164281934920669935417080156833072528358511807757748554348615957977663784762124746554638152693469580761002437793837094101338408017407251986116589240523625340964025531357446706263871843489143068620501020284421781243879675292060268876353250854369189182926055204229002568224846436918153245720514450234433170717311083868591477186061896282790880850797471658321324127334704438430354844770131980049668516350774939625369909869906362174015628078258039638111064842324979997867746404806457329528690722757322373158670827203350590809390932986616805533168714686834174965211242863201076482127152571774960580915318022303418111346406295217571564155573765371519749325922145875128395909112254242027512400564855444101325427710643212690768272048881411988830011985059218048684311349415764441760364762942692722834850287985399559042457470942580456516395188637916303814055777357738894264037988945951468416861647204658893837753361851667573185920779272635885127149348845064478121843462789367112698673780005436144393573832498203659056909233757206537514290993810628872250841862059672570704733990716282248839
num=5535722692962580764045545539105119140941061679289569420988353884209653851308860058948669740693107863231179565602072744542122031789184119031739723962825082929025825322421201364211726001366490949760887367407718763255964735567971493859197583624076478457865073449246835949075135223468616834636386958924709024763349115622062848212445867198457630368236782421195503713107838541903829979118327675371550868768159024260793541264335548489228744367609071659968450303895118817379316060805148754136917043160175570565717388336822960389664337656603584425629662613786203920234401824957121860225422901340950436355650311392398098947210940
R.=Zmod(y)[]
f=2019*x**2+2020*x**3+2021*x**4-num
f.roots()

解密

解密是这道题的关键所在，看似我们还需要知道d和n两个参数才能解密，但实际上依靠题中所给的条件是不足以求出两个参数的

动动笔杆子算算这几个参数之间的逻辑关系就会发现，以我们现有的信息就已经可以解密了：

看下面这组式子，就懂得原理了：

c = m ** e mod n

dp = d mod (p-1)

c**dp = m**(e*dp) mod n

c**dp mod p = m**(e*dp) mod p

e*dp = e*d mod (p-1) = 1 mod (p-1)

c**dp mod p = m**(1+k*(p-1)) mod p

#由费马小定理得 m**(p-1)=1 mod p

#故有pow(c,dp,p) = m mod p

#当然前提是m本身比p小，以最终flag的长度猜测，实际上是符合该条件的

所以解密脚本简单如下：

p=7234391427703598327916723159145232922047935397302241978344500497098972068808591685717500902909442183573763273395725479516998210374727754578133587007330339
print(long_to_bytes(pow(c,dp,p)))
#FLAG：GWHT{f372e52f2a0918d92267ff78ff1a9f09}