项目笔记：Webgoat靶场通关教程之Cryptographic Failures

最新推荐文章于 2025-11-30 22:23:34 发布

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#笔记 #网络安全

0x02.Cryptographic Failures（失败的加密）

1. 页面给的意思是让我们熟悉几种加密方式，往后走第二个是base64加密，直接解码复制粘贴

2.往后走，他给了其他几种编码，最重要的是xor解码

XOR（异或）加密是一种基础的对称加密方式，其核心逻辑是明文与密钥逐位异或得到密文，解密时密文与同一密钥再次异或即可还原明文。由于XOR操作具有自反性,因此加密与解密使用相同算法。

所以要破解xor编码，就要穷举他的密钥，这边成功找到了他的密钥为”_“(下划线)

3.再往后是哈希值，因为hash是不可逆的，但是目前网络上有很强大的彩虹表，就是将各种字符串的hash值进行计算后存起来，然后在提供明文查询，而且在题目里明确表示没有加Salt，因此我们在网上随便找个破解MD5的网站进行解密

4.这里讲的是对称加密和非对称加密这里简单介绍

对称加密（Symmetric Encryption）

核心原理：加密与解密使用同一密钥（如K），算法是公开的，安全性依赖密钥保密性。

典型算法：

AES（高级加密标准）：128/192/256位密钥，高效安全，全球通用（如TLS/SSL、文件加密）。
DES/3DES：56位密钥（已不安全，易被暴力破解），3DES通过三次DES加密增强安全性（逐步淘汰中）。
ChaCha20：基于流加密，抗侧信道攻击，常用于移动端和物联网（如TLS 1.3）

工作流程：

加密：
Ciphertext=E(Plaintext,K)
解密：
Plaintext=D(Ciphertext,K)

非对称加密（Asymmetric Encryption）

核心原理：基于数学难题（如大整数分解、椭圆曲线离散对数），使用公钥（Public Key）加密，私钥（Private Key）解密；或私钥签名，公钥验证。

典型算法：

RSA：基于大整数分解，支持加密和签名，广泛用于数字证书、SSH密钥。
ECC（椭圆曲线加密）：基于椭圆曲线离散对数，同等安全下密钥更短（如256位ECC≈3072位RSA），效率更高（如比特币、TLS 1.3）。
DSA/ECDSA：专用于数字签名（如区块链交易签名）。

工作流程：

加密：
Ciphertext=E(Plaintext,PK)
（仅私钥持有者可解密）
签名：
Signature=Sign(Hash(Data),SK)
，验证：
Verify(Hash(Data),Signature,PK)

混合加密

核心思想：结合对称与非对称加密优势，解决“安全+效率”矛盾。
典型应用：

TLS/SSL：
1. 非对称加密交换临时对称密钥（如ECDHE密钥协商）。
2. 对称加密（如AES-GCM）加密实际数据。
3. 哈希（如SHA-256）验证数据完整性。
PGP/GPG：用RSA加密对称密钥，对称加密加密邮件内容。

5.签名

签名作为数字世界的“防伪印章”，通过密码学技术确保数据完整性、身份认证与不可否认性。

1. RAW签名：最基础的数字签名

原理：
- 发送方（A）对原始数据计算哈希值（如SHA-256），用私钥加密该哈希生成签名。
- 接收方（B）用公钥解密签名得到哈希值，同时重新计算数据哈希值，两者比对一致则验证通过。
- 典型流程：数据 → 哈希 → 私钥加密 → 签名；验证：数据 → 哈希 → 公钥解密签名 → 比对哈希。
特点：
- 需单独传输数据、签名、公钥证书三要素，适合简单场景（如API接口签名）。
- 安全性依赖私钥保密性与哈希算法强度（如SHA-256抗碰撞性）。
场景：软件开发包签名、命令行工具验证（如GPG签名）、自定义协议安全扩展。

2. CMS签名：标准化的“数字信封”

原理：
- 基于PKCS#7标准，将数据、签名、证书（含公钥）打包为单一文件（如.p7s/.p7m），支持S/MIME格式。
- 接收方通过解析CMS容器，自动获取公钥并验证证书链有效性（如是否由可信CA签发、是否过期/吊销）。
优势：
- 集成数据与签名，简化传输流程；支持多级证书链验证，增强信任传递。
- 广泛用于电子邮件加密（S/MIME）、文档数字签名（如Adobe PDF签名）。
案例：企业合同电子签章系统，通过CMS格式确保合同内容与签名不可分割。

3. SOAP签名：XML负载的“动态防护”

原理：
- 针对SOAP XML消息的特殊性（如可能包含动态时间戳、会话ID），采用XML Signature标准（如WS-Security）。
- 允许对XML的不同部分（如Body、Header）单独签名，支持多签名方协作（如多方会签场景）。
- 哈希计算需排除非内容元素（如时间戳），通过Canonicalization（规范化）确保相同内容生成一致哈希。
特点：
- 灵活适配复杂XML结构，支持消息级身份认证与防篡改。
- 常用于企业服务总线（ESB）、B2B集成平台的安全通信。

4. 电子邮件签名：身份认证的“数字身份证”

原理：
- 发送方使用私钥对邮件内容（含头部、正文、附件）进行签名，接收方通过公钥证书验证。
- 依赖第三方CA（如DigiCert、GlobalSign）颁发邮件签名证书，绑定发件人邮箱与公钥。
- 邮件客户端（如Outlook、Thunderbird）自动验证签名并显示“发件人已验证”标识。
价值：
- 防止钓鱼攻击（如伪造发件人地址），确保邮件来源可信；
- 支持法律证据留存（如电子合同邮件确认）。

5. PDF/Word签名：文档的“永久性防篡改标记”

原理：
- Adobe PDF使用PDF Signature标准，Microsoft Word使用数字签名功能，将签名嵌入文档元数据。
- 签名过程：计算文档哈希 → 私钥加密哈希 → 将签名与证书写入文档特定区域。
- 打开文档时，阅读器（如Adobe Reader）自动验证签名有效性（如证书状态、文档是否被修改）。
场景：
- 政府公文、法律合同、财务报告等需要长期存证的文件；
- 支持时间戳服务（如RFC 3161），确保签名时间可信。

对比总结：选择签名的关键考量

维度	RAW签名	CMS签名	SOAP签名	邮件签名	PDF/Word签名
集成度	低（需三要素）	高（自包含）	中（XML嵌入）	中（邮件头嵌入）	高（文档内嵌）
适用数据类型	任意二进制	任意二进制	XML负载	邮件内容	文档内容
验证复杂度	中（需公钥）	低（自动验证）	高（需解析XML）	中（依赖客户端）	低（自动验证）
典型场景	API接口	电子合同	企业服务集成	安全邮件	政府公文

题目提供一个private RSA key，把这个RSA key的modulus作为十六进制字符串，然后计算一个signature。这个作业需要一些openssl经验，直接写python脚本实现

核心代码：

try:
    # 加载私钥
    private_key = serialization.load_pem_private_key(
        private_key_pem.encode(),
        password=None,
        backend=default_backend()
    )
    
    # 生成公钥
    public_key = private_key.public_key()
    print("你的公钥是：")
    print(public_key.public_bytes(
        encoding=serialization.Encoding.PEM,
        format=serialization.PublicFormat.SubjectPublicKeyInfo
    ).decode())
    
    # 提取公钥的modulus
    modulus = public_key.public_numbers().n
    print("\n您的modulus为：")
    print(hex(modulus)[2:])  # 移除'0x'前缀
    
    # 使用私钥对示例数据签名
    data = b"hello world"  # 示例数据
    signature = private_key.sign(
        data,
        padding.PSS(
            mgf=padding.MGF1(hashes.SHA256()),
            salt_length=padding.PSS.MAX_LENGTH
        ),
        hashes.SHA256()
    )

6. default

因为我用的不是docker，所以一时半会也没找到解决此问题的办法（出题人口味独特）此问题其实就是默认配置问题，默认端口暴露，未加密私钥，默认管理员密码，和配置文件等。

未完待续...