crypto必知必会

最近参加了个ctf比赛，在i春秋，南邮方面刷了一些crypto密码学题目，从中也增长了不少知识，在此关于常见的密码学知识做个小总结！

Base编码

Base编码中用的比较多的是base64，首先就说一下Base64编码方式

将字符串以字节的方式进行分组，每三个字节一组，每组共24个二进制位。（不满3个字节的用‘=’填充）
对以上的分组，每一组又分为4个小组，即24bits分为4小组，每小组6个bits。
对每小组前加上00，将其拓展成32个二进制（4个字节）
每小组将其转化为ascii字符，根据以下图表进行转换

base64转换表

码值	字符	码值	字符	码值	字符	码值	字符
0	A	16	Q	32	g	48	w
1	B	17	R	33	h	49	x
2	C	18	S	34	i	50	y
3	D	19	T	35	j	51	z
4	E	20	U	36	k	52	0
5	F	21	V	37	l	53	1
6	G	22	W	38	m	54	2
7	H	23	X	39	n	55	3
8	I	24	Y	40	o	56	4
9	J	25	Z	41	p	57	5
10	K	26	a	42	q	58	6
11	L	27	b	43	r	59	7
12	M	28	c	44	s	60	8
13	N	29	d	45	t	61	9
14	O	30	e	46	u	62	+
15	P	31	f	47	v	63	/

用处：一般不用于加密，主要把二进制数转成普通字符串进行网络传输，因为某些二进制字符在传输协议属于控制字符，不能直接传输。

而base32与base64类似。

base32转换表

RFC 4648 Base32 字母表
值	符号	值	符号	值	符号	值	符号
0	A	8	I	16	Q	24	Y
1	B	9	J	17	R	25	Z
2	C	10	K	18	S	26	2
3	D	11	L	19	T	27	3
4	E	12	M	20	U	28	4
5	F	13	N	21	V	29	5
6	G	14	O	22	W	30	6
7	H	15	P	23	X	31	7
填充	=

Base32将任意字符串按照字节进行切分，并将每个字节对应的二进制值（不足8比特高位补0）串联起来，按照5比特一组进行切分，并将每组二进制值转换成十进制来对应32个可打印字符中的一个。

base16转换表

Base16 编码表
值	编码	值	编码
0	0	8	8
1	1	9	9
2	2	10	A
3	3	11	B
4	4	12	C
5	5	13	D
6	6	14	E
7	7	15	F

Base16编码使用16个ASCII可打印字符（数字0-9和字母A-F）对任意字节数据进行编码。Base16先获取输入字符串每个字节的二进制值（不足8比特在高位补0），然后将其串联进来，再按照4比特一组进行切分，将每组二进制数分别转换成十进制，在下述表格中找到对应的编码串接起来就是Base16编码。可以看到8比特数据按照4比特切分刚好是两组，所以Base16不可能用到填充符号“=”。

需要注意的是Base各种编码秘文的区分。

比如base16没有F之后的字母以及没有[a-zG-Z]，base32没有[a-z0-1+/]，快速区分base编码有助于解码。

python3里实现base64加解密有 base64.b64decode()等各种方法。

RSA解密

关于RSA加密原理请看这里传送门：RSA算法原理（一）

以及RSA简单理解请看这里传送门：RSA算法原理（二）

这里我简单说说CTF题目中的RSA

一般RSA题目会给出n，e，c,有时候也会给出p，q（c一般就是指密）

一般计算过程是先计算phi，有了phi和e可以求出d（密钥）再根据c，d，n就可以求得明文！

具体python3实现代码（需要安装第三方库gmpy2）

import gmpy2
import binascii
n = 
p = 
q = 
c = 
e = 
phi = (p-1) * (q-1)
d = gmpy2.invert(e, phi)
n = p * q
print(pow(c, d, n))
print(binascii.a2b_hex(hex(pow(c, d, N))[2:]))

不过很多时候会只给出n而没有给出p，q这种情况要求通过n而求出q和p。这里提供一个可以分解n的网站

而且要注意e=1或者2，3这种情况，仔细看传送门：RSA算法原理（二）你会发现如果e=1，明文plain = c + n*k（k=0，1，2，3....）,这种情况在题目中也遇到过，要注意！

恺撒密码

基本思想：通过把字母移动一定的位数来实现加解密。如果移动的位数是13，加解密的算法一样。如下一个简单demo。

# -*- coding: utf-8 -*-
from string import ascii_uppercase, ascii_lowercase
__author__ = 'lateink'

cryptoMessage = 'synt{5pq1004q-86n5-46q8-o720-oro5on0417r1}'

message = ''

for i in cryptoMessage:
    if i in ascii_uppercase:
        x = (ord(i) - ord('A') + 13) % 26
        message += chr(x + ord('A'))
    elif i in ascii_lowercase:
        x = (ord(i) - ord('a') + 13) % 26
        message += chr(x + ord('a'))
    else:
        message += i

print(message)

变异恺撒

变异恺撒并不是简单把字母移动一定的位数，而是每个字母根据密码字典进行加密，这种必须要有密码字典才能解密。如果没有密码字典，如果爆破的话，数量级大概是26！但是一般情况并不会真的通过爆破去获取密码字典。一般密文是英文单词，而英文单词的话，可以通过词频分析这攻击手段破解。这里提供一个词频分析解密网站quipquip.

奇偶位变化

恺撒密码中有一种套路是，字符串的奇数位加，偶数位减（或者相反），如果解密过程中没什么头绪的时候不妨试试这种方式。

md5

md5采用hash算法加密数据，不可逆，不能从密文推算出明文。有些网站提供md5解密，大概都是使用一个比较大密码字典爆破md5密文，搜索密码字典里是否有对应的密码加密后与要解密的密文相等。感觉没啥用。

密文特征

32个或者16个16进制字符串

其他奇奇怪怪的加密

猪圈密码

{ 'a': 'j', 'b': 'k', 'c': 'l', 'd': 'm', 'e': 'n', 'f': 'o', 'g': 'p', 'h': 'q', 'i': 'r',
's': 'w', 'v': 'z', 't': 'x', 'u': 'y'
}
猪圈密码就是根据上面密文字典加解密

异或

ctf题中还有一种常见的密文解密是用到疑惑，需要明文和密文异或才能得到一串有意义的字符串。