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从数盲到口算 ——带你玩转RSA加密算法(一)

从数盲到口算 ——带你玩转RSA加密算法(一)

作者: 漏斗社区 | 来源:发表于2017-09-20 15:15 被阅读77次

    RSA是一种非对称加密算法,它由 公钥(n/e),私钥(n/d),明文M和密文C组成。我们做CTF题目时,一般题目中会给出公钥和密文让我们推出对应的私钥或者明文。RSA的相关公式都写在上面脑图中,在正式讲解RSA加密算法前我们先来普及一波数学的基本知识。

    一、相关数学基础

    1.1素数和互质数

    素数也称质数,它的定义为除本身和 1 的乘积外,不能表示其他数的乘积。比如2,3,5,7,11,13,17……等都是素数。

    互素数也称互质数,定义是公约数只有1的两个自然数,如:

    1和任何自然数 1 & 2

    任意 2个质数 2 & 3

    相邻2个自然数 4 & 5

    3 & 10 、7 & 10 、5 & 26等等。

    1.2模指数运算

    模运算就是取余数,如5 mod 3 =2。而模指数就是,先做指数运算在做mod运算。

    如:53 mod 7 = 125 mod 7 =6

    我们可以使用python的pow()来求解模指数运算。

    1.3同余运算

    两个整数a,b,它们除以整数M所得的余数相等:a ≡ b(mod m),比如说5除3余数为2,11除3余数也为2,于是可写成11 ≡ 5(mod 3)。

    二、RSA加密算法

    2.1加解密算法

    前面已经说过,RSA是一种非对称加密算法,这个算法的特点就是明文使用公钥进行加密得到密文,而密文解密使用私钥来解。

    所需的密钥对为n,d,e。密钥对是如何生成的?

    2.2生成密钥对

    密钥对的生成步骤如下:n→L→e→d(L作为生成过程中的中间数)

    三、CTF题目实战

    3.1 First Blood已知p、q、e求d

    题目链接 :http://www.shiyanbar.com/ctf/1828

    题目:

    在一次RSA密钥对生成中,假设p=473398607161,q=4511491,e=17,求解出d

    此题直接告诉我们p、q、e,让我们求解d

    而d的计算公式为d*e1(mod L*i),i=1,2,3...,

    由于1和任何数做mod都为1,所有该公式又可转换为:

    d*emod (L*i )=1 , i=1,2,3...。

    d*e除(L*i)的余数为1,即d*e= (L*I) + 1。

    直接使用脚本进行实现。

    p=int(raw_input("Enter

    a p: "))

    q=int(raw_input("Enter

    a q: "))

    e=int(raw_input("Enter

    a e: "))

    t=(p-1)*(q-1)

    i=0

    whileTrue:

    if(1-t*i)%e==0:

    breaki-=1

    printi

    print'ok:'+'%d'%((1-t*i)/e)

    求d的脚本,也可以又rsatool.py这个脚本来实现,需要安装gmpy这个模块,链接如下:

    链接:http://pan.baidu.com/s/1bCDyoQ密码:09gj

    3.2 Double Kill已知p、q、e和密文 求明文

    题目链接 :http://www.shiyanbar.com/ctf/1979

    题目:

    Use RSA to find the secret message

    直接跑上题脚本获取d:

    5577446633554466577768879988

    3.3 Triple Kill已知n、e和密文 求明文

    题目链接 :http://www.shiyanbar.com/ctf/1918

    n=920139713,e=19

    因式分解n用yafu或者在线因式分解

    使用yafu:链接:http://pan.baidu.com/s/1croXpO密码:w43p

    在线地址:

    http://www.atool.org/quality_factor.php

    p=18443,q=49891

    求d:

    d=96849619

    解密:

    flag{13212je2ue28fy71w8u87y31r78eu1e2}

    3.4 Quadra Kill已知公钥和密文求明文

    题目链接 :http://www.shiyanbar.com/ctf/1772

    题目:

    此题只给了公钥,并没有做分解,我们可以对题目所给的公钥进行分解。

    python实现:

    getn-e.py

    fromCrypto.PublicKeyimportRSA

    pub=RSA.importKey(open('public.pem').read())

    n=long(pub.n)

    e=long(pub.e)

    print"n=",hex(n)

    print"e=",hex(e)

    或则使用openssl:

    使用yafu分解n的值:

    rsa-d.py计算d的值:

    明文=密文dmod n

    3.5 Penta Kill已知公钥和密文求明文

    题目链接 :http://www.shiyanbar.com/ctf/730

    题目:

    分解公钥得n、e的值,然后求解d,这边提供另外一种求解d的方案,就是利用github上的一个开源项目。

    github:https://github.com/pablocelayes/rsa-wiener-attack

    python脚本下载:链接:http://pan.baidu.com/s/1qXVhKpI密码:fuef

    三、总结

    限于篇幅,本篇先到这里告一个断落,下期会带来一些有一定难度RSA题目的解法,敬请期待,让斗哥带你走上RSA超神之路吧!

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