文档网络安全教程【免费下载链接】ctf-wikiCome and join us, we need you!项目地址https://gitcode.com/gh_mirrors/ct/ctf-wiki点击查看免费下载古典密码题目在 CTF Crypto 中占据着基础而重要的位置其破解方式与现代密码截然不同——由于算法大多依赖人工设计、密钥空间有限攻击者通常仅凭密文即可完成还原。本篇文章基于 ctf-wiki 仓库 古典密码总结文档系统梳理唯密文攻击的三步分析法与适用场景并通过围在栅栏里的爱2017 SECCON Vigenere3d消失的三重密码三道真题完整复现从判型、选法到写脚本的解题全流程。读完本篇你将掌握古典密码题目的通用分析框架以及针对摩斯、键盘 QWE、栅栏、维吉尼亚变体和简单替换密码的具体攻击手段。古典密码与唯密文攻击CTF 中最常见的对抗模型按照 ctf-wiki 密码学简介 的划分古典密码学主要包含单表替换加密Monoalphabetic Cipher、多表替换加密Polyalphabetic Cipher以及各类奇奇怪怪的编码加密方式。与追求机密性、完整性、认证性、不可否认性的现代密码学不同古典密码的设计目标几乎只有保密性本身设计者和破译者比拼的是创造力与技巧这直接导致了其破译手段的高度灵活性。在攻击模型上攻击模式 一节将攻击者按信息获取量分为唯密文攻击、已知明文攻击、选择明文攻击、选择密文攻击与相关密钥攻击五类。而 CTF 中古典密码题目的典型形态是只给出密文甚至只有一段不知所云的字符串要求还原出 flag因此绝大多数题目落入了唯密文攻击Ciphertext-only Attack的范畴——攻击者仅能获得加密后的密文没有对应的明文对也没有加密/解密权限。古典密码分析的三步思路针对这类唯密文题目ctf-wiki 总结了一套极具操作性的三步法确定密码类型根据题目提示、加密方式、密文字符集、密文展现形式等信息判断密文属于哪一类密码。确定攻击方法在判型基础上选择直接分析、蛮力攻击、统计分析等方法对于无法确定类型的特殊密码应根据其密码特性选用合适的攻击方法。确定分析工具以在线密码分析工具与 Python 脚本工具包为主以离线密码分析工具与手工分析为辅。其中判型第一步是整个攻击链的起点也是最依赖经验的一步。判断依据通常包括密文字符集只有A/B两种字符多半是培根密码只有0/1/2/4/8是云影01248密码纯数字且长度偶数可能是 Nihilist 或棋盘密码由.和-组成是摩斯电码数字与字母混杂可怀疑键盘密码。密文展现形式形如23 15 31 31 34的两两数字组合指向 Polybius全部单词由A D F G X拼成则是 ADFGX 密码多行等长的短字符块可考虑栅栏或列移位。题目文字提示古典密码题往往在题干中埋下彩蛋如QWE 到底等不等于 ABC栅栏等这些提示往往是破题的关键线索。这些判型经验在仓库的 其它类型加密、单表代换加密、多表代换加密 三篇文档中有大量对应实例可作为判型阶段的密码指纹库查阅。三种唯密文攻击方法与适用场景第二步选定的攻击方法取决于密码的密钥空间与映射特性ctf-wiki 将其归纳为三类并与密码类型一一对应攻击方法适用场景举例直接分析法由密码类型可确定映射关系的代换密码凯撒密码、猪圈密码、键盘密码等蛮力攻击法密钥空间较小的代换密码或置换密码移位密码、栅栏密码等统计分析法密钥空间较大的代换密码简单替换密码、仿射密码、维吉尼亚密码等直接分析法映射关系已知查表即解直接分析法适用于知道密码类型就等于知道映射关系的情形。例如猪圈密码以格子为基础的替代密码明文X marks the spot可对照 猪圈密码对照表 直接描出、键盘密码手机键盘、电脑键盘棋盘/坐标/QWE 等多种形态都属于此类。此类密码的判型一旦确定解密基本就是按图索骥的机械过程。蛮力攻击法穷举有限的密钥空间当密钥空间足够小时遍历所有可能即可。以单表替换家族为例单表代换加密 指出凯撒密码只需遍历 26 个偏移量并且第一种方式遍历肯定可以得到明文移位密码不仅处理字母还处理数字和特殊字符常用 ASCII 码表移位同样通过遍历所有可能性来求解。栅栏密码这类置换密码也属于典型的密钥栏数/分组数空间小的密码可以直接枚举分组参数。统计分析法用词频对抗大密钥空间当密钥空间大到无法穷举时统计分析法登场。简单替换密码的密钥空间高达 $26!$几乎不可能暴力破解只能依赖词频分析仿射密码的密钥空间为 $\phi(26) \times 26 12 \times 26 312$规模居中。对于密钥空间较大的多表密码如维吉尼亚密码多表代换加密 特别强调多表替换后字母不再保持原频率直接频率分析失效破译关键在密钥的循环重复——可用卡西斯基试验、弗里德曼试验先确定密钥长度再把密文拆成交织的凯撒密码逐一击破。而消失的三重密码这类简单替换题则直接交给词频分析工具 quipqiup 即可。实战一实验吧围在栅栏里的爱——摩斯 → 键盘 QWE → 栅栏题目描述最近一直在好奇一个问题QWE 到底等不等于 ABC-.- .. --.- .-.. .-- - ..-. -.-. --.- --. -. ... --- ---flag格式CTF{xxx}第一步判型密文由.和-组成可立即判断为摩斯电码。对密文进行摩斯解码得到KIQLWTFCQGNSOO这串字符看着并不像 flag——纯大写字母、无法成句说明解密并未结束。此时回看题目提示题干同时出现了栅栏与QWE 到底等不等于 ABC两个线索。结合 电脑键盘 QWE 加密法 的定义——用字母表替换键盘上的排列顺序这正是仓库 键盘密码 一节中的典型形态其对应键盘布局示意可参考 computer-qwe 图。第二步选法键盘 QWE 是映射关系明确的代换密码属于直接分析法栅栏密码的栏数是有限枚举空间属于蛮力攻击法。两者都可快速完成。第三步执行对KIQLWTFCQGNSOO做键盘 QWE 解密得到IILYOAVNEBSAHR对结果再做栅栏解密得到最终明文ILOVESHIYANBAR即 flag 为CTF{ILOVESHIYANBAR}。这道题的启示在于古典密码题常以组合拳形式出现判型时不要停留在第一层表象题干中的每一个看似闲笔的提示QWE、栅栏都可能是下一层密码的钥匙并且解密的顺序很重要——此题先 QWE 后栅栏才可得正确结果先栅栏后 QWE 则无法还原尝试时需要兼顾层序。实战二2017 SECCON Vigenere3d——两次手撕自研密码这是 SECCON 2017 的一道逆向/密码混合题给出了完整的加密程序# Vigenere3d.py import sys def _l(idx, s): return s[idx:] s[:idx] def main(p, k1, k2): s ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ0123456789abcdefghijklmnopqrstuvwxyz_{} t [[_l((ij) % len(s), s) for j in range(len(s))] for i in range(len(s))] i1 0 i2 0 c for a in p: c t[s.find(a)][s.find(k1[i1])][s.find(k2[i2])] i1 (i1 1) % len(k1) i2 (i2 1) % len(k2) return c print main(sys.argv[1], sys.argv[2], sys.argv[2][::-1]) $ python Vigenere3d.py SECCON{**************************} ************** POR4dnyTLHBfwbxAAZhe}}ocZR3Cxcftw9题目形态可概括为字符集 $s$ 为A-Z 0-9 a-z _ { }共 66 个字符程序基于该字符集构造了一个三维表t其中t[i][j] s[ij:] s[:ij]循环左移加密时以密钥k1与逆序的k1即k2 k1[::-1]逐位参与查表密文每一位只与明文的对应位相关。命令行示例还泄露了密钥长度为 14且明文前 7 个字符SECCON{已知。ctf-wiki 给出了两条完全不同的解法。解法一逐位爆破恢复密钥再查表解明文首先分析t的构成。由定义$$ t[i][j]s[ij:]s[:ij] \ t[i][k]s[ik:]s[:ik] $$可知无论 $ijk$ 是否超过len(s)恒有 $t[i][j][k]t[i][k][j]$——也就是说对于相同的明文可能存在多个密钥对生成相同密文等价密钥对。但这不妨碍爆破密文的每一位只与明文的相应位相关且密钥每一位的可能取值最多就是字符集大小66 种因此可以对每一位独立枚举i1、i2恢复密钥。已知密钥长度为 14、明文前 7 字节已知恢复密钥的 exp 如下def get_key(plain, cipher): s ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ0123456789abcdefghijklmnopqrstuvwxyz_{} t [[_l((i j) % len(s), s) for j in range(len(s))] for i in range(len(s))] i1 0 i2 0 key [*] * 14 for i in range(len(plain)): for i1 in range(len(s)): for i2 in range(len(s)): if t[s.find(plain[i])][s.find(s[i1])][s.find(s[i2])] cipher[ i]: key[i] s[i1] key[13 - i] s[i2] return .join(key)注意key[i] s[i1]与key[13 - i] s[i2]两条赋值由于k2是k1的逆序明文中第i位使用的k1[i]恰好对应密钥逆序的第13 - i位因此一次枚举可同时恢复正序与逆序两个位置。恢复出k1后再用如下脚本逐位查表解密def decrypt(cipher, k1, k2): s ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ0123456789abcdefghijklmnopqrstuvwxyz_{} t [[_l((i j) % len(s), s) for j in range(len(s))] for i in range(len(s))] i1 0 i2 0 plain for a in cipher: for i in range(len(s)): if t[i][s.find(k1[i1])][s.find(k2[i2])] a: plain s[i] break i1 (i1 1) % len(k1) i2 (i2 1) % len(k2) return plain解密脚本遍历 66 个候选字符i找到满足t[i][k1[i1]][k2[i2]] a的即确定为明文位。运行结果➜ 2017_seccon_vigenere3d git:(master) python exp.py SECCON{Welc0me_to_SECCON_CTF_2017}解法二代数化简为向量加法构造模拟密钥解法二不依赖爆破而是通过等价变换把整个加密过程化简成一次向量加法。其分析链条如下数组越界约定程序正常运行时数组访问不会越界可约定 $arr[index] \Leftrightarrow arr[index % len(arr)]$_l的等价关系$_l(offset, arr)[index] \Leftrightarrow arr[index offset]$即循环左移等价于下标加偏移三维表t的等价关系$t[a][b][c] \Leftrightarrow _l(ab, s)[c]$综合化简$t[a][b][c] \Leftrightarrow s[abc]$编码视角将s视为一种编码格式编码s.find(x)解码s[x]用编码结果的数字替代字符本身加密过程就变成$$ e f k1 k2 $$其中 $e$ 是密文$f$ 是明文$k1$ 与 $k2$ 是通过复制扩展到与明文等长的密钥加法为向量加。既然加密只是模 66 下的向量加解密就是向量减。由于明文前 7 位SECCON{已知可先由密文 - 已知明文得到模拟密钥sim_key的前 7 位又因为k2 k1[::-1]模拟密钥整体也满足对称关系直接拼接sim_key sim_key[::-1]即得到完整的 14 位模拟密钥再对整段密文做减法即可。完整 exp# exp2.py enc_str ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ0123456789abcdefghijklmnopqrstuvwxyz_{} dec_dic {k:v for v,k in enumerate(enc_str)} encrypt POR4dnyTLHBfwbxAAZhe}}ocZR3Cxcftw9 flag_bg SECCON{**************************} sim_key [dec_dic[encrypt[i]]-dec_dic[flag_bg[i]] for i in range(7)] # 破解模拟密钥 sim_key sim_key sim_key[::-1] flag_ed [dec_dic[v]-sim_key[k%14] for k,v in enumerate(encrypt)] # 模拟密钥解密 flag_ed .join([enc_str[i%len(enc_str)] for i in flag_ed]) # 解码 print(flag_ed)运行得到与解法一完全一致的明文$ python exp2.py SECCON{Welc0me_to_SECCON_CTF_2017}这道题的意义在于展示了一条通用经验面对 CTF 中自研的魔改密码先用代数手段把加密过程化简到最简形式三维查表 → 下标加法 → 向量加法往往能直接绕过对t表的构造甚至比爆破更简洁同时已知密钥长度 部分明文即可同时作为爆破与代数两种解法的突破口。实战三消失的三重密码——quipqiup 词频分析一把梭题目给出如下密文of zit kggd zitkt qkt ygxk ortfzoeqs wqlatzwqssl qfr zvg ortfzoeqs yggzwqssl. fgv oy ngx vqfz zg hxz zitd of gft soft.piv dgfn lgsxzogfl qkt zitkt? zohl:hstqlt eiqfut zit ygkd gy zit fxdwtk ngx utz.zit hkgukqddtkl!观察密文特征字母完整、单词长度分布接近自然英文、空格与标点.?:!全部保留且密文中没有出现任何e字母的明显分布规律——这是典型的简单替换密码Simple Substitution Cipher产物每个明文字母被唯一且不同地替换为另一个字母26 个字母的映射表被打乱密钥空间高达 $26!$。按照 单表代换加密 给出的破解路线当密钥空间大到无法暴力破解时只能采用词频分析——密文足够长时英文中各字母的出现频率e 最高约 12.7%其后依次是 t、a、o、i、n、s、h、r 等会在替换后基本保留据此可以推断出映射关系。该文档推荐的在线工具为 quipqiuphttp://quipqiup.com/这也是 ctf-wiki 在总结中直接给出的解法使用 quipqiup 直接解密工具会基于模拟退火/词典约束自动完成频率分析与映射还原几秒内即可输出可读的英文明文。这道题与 Vigenere3d 形成鲜明对比前者是大密钥空间 足够长密文频率信息完整交给统计工具即可后者是小密钥空间/可代数化简直接爆破或手撕。选择哪条路取决于第二步确定攻击方法中对密文长度与密钥空间的综合判断。总结古典密码唯密文攻击的完整方法论综合 ctf-wiki 的总结文档与三道真题可将古典密码唯密文攻击收敛为如下可复用流程判型综合题面提示、密文字符集、展现形式对照仓库 古典密码 各分节单表替换、多表替换、其它类型的密码指纹快速定位类型无法定位时优先利用题目描述中的关键词语如栅栏QWE。选法映射关系已知 → 直接分析法密钥空间小 → 蛮力攻击密钥空间大且密文够长 → 统计分析/词频工具特殊构造 → 先做代数化简如 Vigenere3d 的向量加法化再决定爆破还是手推。选工具在线工具quipqiup、各类在线解码站打头阵Python 脚本pycipher 等库、自写 exp做精确攻击离线工具与手工分析兜底。三条经验值得牢记其一古典密码常以组合层叠形式出现解密顺序可能影响结果需要反复尝试其二不要迷信单一解法爆破、代数化简、统计工具可以互相印证Vigenere3d 的两种解法殊途同归即是例证其三CTF 自研密码往往形变神不变先化简等价关系、再结合已知明文与密钥长度信息往往能找到比想象中简单得多的突破口。赞分享文档网络安全教程【免费下载链接】ctf-wikiCome and join us, we need you!项目地址https://gitcode.com/gh_mirrors/ct/ctf-wiki点击查看免费下载相关推荐CTF 古典密碼總結實戰指南唯密文攻擊思路與經典題目復盤ctf-wikiCTF 古典密碼總結實戰指南唯密文攻擊思路與經典題目復盤ctf wiki 古典密碼是 CTF 密碼學Crypto方向最基礎也最常出現的考點本篇文章以文档网络安全教程TinaCMS 如何处理无效 MDXmarkdown-basic-invalid-mdx 测试剖析与富文本解析容错机制TinaCMS 如何处理无效 MDXmarkdown basic invalid mdx 测试剖析与富文本解析容错机制 本文围绕 TinaCMS 的 MDX文档网络安全教程CTF 古典密码全览单表替换、多表替换与趣味编码的破解实战ctf-wiki 知识库CTF 古典密码全览单表替换、多表替换与趣味编码的破解实战ctf wiki 知识库 古典密码学是 CTF 比赛中 Crypto 方向的基础考点之一本文基文档网络安全教程上一篇解密HexEdit像侦探一样玩转二进制世界的秘密武器下一篇如何用DockDoor实现macOS窗口管理的效率革命创作声明：本文部分内容由AI辅助生成（AIGC），仅供参考
