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
| 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
| 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。