攻防世界 Crypto进阶 简单的rsa

1、题目

#! /usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-

from Crypto.Util.number import getPrime, long_to_bytes, bytes_to_long, isPrime, getRandomNBitInteger
from libnum import invmod

def destory(x, num):
	while True:
		dt = getRandomNBitInteger(num)
		r = x ^ dt
		if isPrime(r):
			return r

flag = "xxxxxxx"
flag = bytes_to_long(flag)

p = getPrime(2048)
q = getPrime(2048)
n = p*q
e = 0x10001
phi_n = (p-1)*(q-1)
d = invmod(e, phi_n)
print "n: ", hex(n)
print "e: ", hex(e)
print "d: ", hex(d)
print "Destory q, p"
new_p = destory(p, 900)
new_q = destory(q, 900)

new_n = new_p * new_q
print "new n: ", hex(new_n)
c = pow(flag, e, new_n)
print "enc_flag: ", hex(c)

'''
n:  0x73cec712124b33c0294e01eb52e8c3cd2fe9ddbcbf457b3b950360063dfae42cbbe9855bd986bcfea0948fadfb252f5e2ff3c982ff47afb6596a496636f1fc5ecfe9f5db7620b23fe9e30d230aa9299ab9a7
由于没有直接的关于攻防世界cryptoeasy_RSA”题目的具体引用内容,下面基于常见的RSA密码学题目给出通用的解题思路和技术分析。 ### RSA算法基础 RSA算法是一种非对称加密算法,其核心涉及到以下几个关键参数: - **公钥**:由两个参数 $(n, e)$ 组成,其中 $n = p \times q$($p$ 和 $q$ 是两个大素数),$e$ 是与 $\varphi(n)=(p - 1)\times(q - 1)$ 互质的整数。 - **私钥**:由参数 $d$ 组成,$d$ 满足 $e\times d\equiv 1\pmod{\varphi(n)}$。 - **加密过程**:明文 $m$ 加密得到密文 $c$,公式为 $c = m^e\bmod n$。 - **解密过程**:密文 $c$ 解密得到明文 $m$,公式为 $m = c^d\bmod n$。 ### 解题思路 #### 1. 分解 $n$ 如果能够分解出 $n$ 的两个素因子 $p$ 和 $q$,就可以计算出 $\varphi(n)=(p - 1)\times(q - 1)$,进而计算出私钥 $d$。通常可以使用以下方法分解 $n$: - **小素数试除法**:当 $n$ 包含较小的素因子时,可以尝试用小于 $\sqrt{n}$ 的素数去试除 $n$。 ```python import math def trial_division(n): for i in range(2, int(math.sqrt(n)) + 1): if n % i == 0: return i, n // i return None, None n = 15 p, q = trial_division(n) if p: print(f"p = {p}, q = {q}") else: print("No factors found.") ``` - **Pollard's Rho算法**:适用于 $n$ 不是特别大的情况,是一种概率性的分解算法。 #### 2. 计算 $\varphi(n)$ 和 $d$ 在得到 $p$ 和 $q$ 后,计算 $\varphi(n)=(p - 1)\times(q - 1)$,然后使用扩展欧几里得算法计算 $d$,使得 $e\times d\equiv 1\pmod{\varphi(n)}$。 ```python def extended_gcd(a, b): if a == 0: return (b, 0, 1) else: g, y, x = extended_gcd(b % a, a) return (g, x - (b // a) * y, y) def mod_inverse(e, phi): g, x, y = extended_gcd(e, phi) if g != 1: raise Exception('Modular inverse does not exist') else: return x % phi e = 65537 phi = (p - 1) * (q - 1) d = mod_inverse(e, phi) print(f"d = {d}") ``` #### 3. 解密密文 使用私钥 $d$ 对密文 $c$ 进行解密,得到明文 $m = c^d\bmod n$。 ```python c = 1234 m = pow(c, d, n) print(f"Plaintext m = {m}") ``` ### 技术分析 #### 攻击场景 - **$n$ 分解困难**:如果 $p$ 和 $q$ 选择不当,例如 $p$ 和 $q$ 过于接近,或者 $n$ 包含较小的素因子,就会导致 $n$ 容易被分解。 - **低指数攻击**:当公钥指数 $e$ 较小时,例如 $e = 3$,可以利用低指数的特性进行攻击。如果多个不同的 $n$ 对相同的明文 $m$ 进行加密,就可以通过中国剩余定理恢复出 $m^e$,进而开方得到 $m$。 #### 防御措施 - **选择大素数**:$p$ 和 $q$ 应该选择足够大的素数,并且它们的差值要足够大。 - **选择合适的公钥指数**:公钥指数 $e$ 应该选择一个较大的素数,例如 $e = 65537$。
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