Как прервать вызов XOR с повторяющимся ключом, используя однобайтовый шифр XOR - PullRequest
Новая
       30

Как прервать вызов XOR с повторяющимся ключом, используя однобайтовый шифр XOR

0 голосов
/ 04 июня 2018

Этот вопрос о вызове № 6 в наборе номера 1 в вызовах "криптопробных крипто-задач" .

Задача:

Здесь есть файл .Это было base64 после шифрования с помощью XOR с повторяющимся ключом.

Расшифровать его.

После этого есть описание шагов для расшифровки файла. Всего 8 шагов,Вы можете найти их на сайте .

Я пытался решить эту проблему некоторое время, и я борюсь с последними двумя шагами.Несмотря на то, что я решил задачу № 3, и она содержит решение для этих шагов.

Примечание. Конечно, возможно, что в первых 6 шагах есть ошибка, но они, кажется, работают хорошопосле просмотра print после каждого шага.

Мой код:

Написано в Python 3.6.

Чтобы не обрабатывать веб-запросы,и поскольку это не является целью этого вызова.Я просто скопировал содержимое файла в строку в самом начале. Вы можете сделать это также перед запуском кода. 

import base64

# Encoding the file from base64 to binary
file = base64.b64decode("""HUIfTQsP...JwwRTWM=""")
print(file)
print()

# Step 1 - guess key size
KEYSIZE = 4


# Step 2 - find hamming distance - number of differing bits
def hamming2(s1, s2):
    """Calculate the Hamming distance between two bit strings"""
    assert len(s1) == len(s2)
    return sum(c1 != c2 for c1, c2 in zip(s1, s2))


def distance(a, b):  # Hamming distance
    calc = 0
    for ca, cb in [(a[i], b[i]) for i in range(len(a))]:
        bina = '{:08b}'.format(int(ca))
        binb = '{:08b}'.format(int(cb))
        calc += hamming2(bina, binb)
    return calc

# Test step 2
print("distance: 'this is a test' and 'wokka wokka!!!' =", distance([ord(c) for c in "this is a test"], [ord(c) for c in "wokka wokka!!!"]))  # 37 - Working
print()


# Step 3
key_sizes = []
# For each key size
for KEYSIZE in range(2, 41):
    # take the first KEYSIZE worth of bytes, and the second KEYSIZE worth of bytes -
    # file[0:KEYSIZE], file[KEYSIZE:2*KEYSIZE]
    # and find the edit distance between them
    # Normalize this result by dividing by KEYSIZE
    key_sizes.append((distance(file[0:KEYSIZE], file[KEYSIZE:2*KEYSIZE]) / KEYSIZE, KEYSIZE))
key_sizes.sort(key=lambda a: a[0])


# Step 4
for val, key in key_sizes:
    print(key, ":", val)
KEYSIZE = key_sizes[0][1]
print()


# Step 5 + 6
# Each line is a list of all the bytes in that index
splited_file = [[] for i in range(KEYSIZE)]
counter = 0
for char in file:
    splited_file[counter].append(char)
    counter += 1
    counter %= KEYSIZE
for line in splited_file:
    print(line)
print()


# Step 7
# Code from another level
# Gets a string and a single char
# Doing a single-byte XOR over it
def single_char_string(a, b):
    final = ""
    for c in a:
        final += chr(c ^ b)
    return final


# Going over all the bytes and listing the result arter the XOR by number of bytes
def find_single_byte(in_string):
    helper_list = []
    for num in range(256):
        helper_list.append((single_char_string(in_string, num), num))
    helper_list.sort(key=lambda a: a[0].count(' '), reverse=True)
    return helper_list[0]

# Step 8
final_key = ""
key_list = []
for line in splited_file:
    result = find_single_byte(line)
    print(result)
    final_key += chr(result[1])
    key_list.append(result[1])
print(final_key)
print(key_list)

Вывод: 

b'\x1dB\x1fM\x0b\x0f\x02\x1fO\x13N<\x1aie\x1fI...\x08VA;R\x1d\x06\x06TT\x0e\x10N\x05\x16I\x1e\x10\'\x0c\x11Mc'

distance: 'this is a test' and 'wokka wokka!!!' = 37

5 : 1.2
3 : 2.0
2 : 2.5
.
.
.
26 : 3.5
28 : 3.5357142857142856
9 : 3.5555555555555554
22 : 3.727272727272727
6 : 4.0

[29, 15, 78, 31, 19, 27, 0, 32, ... 17, 26, 78, 38, 28, 2, 1, 65, 6, 78, 16, 99]
[66, 2, 60, 73, 1, 1, 30, 3, 13, ... 26, 14, 0, 26, 79, 99, 8, 79, 11, 4, 82, 59, 84, 5, 39]
[31, 31, 19, 26, 79, 47, 17, 28, ... 71, 89, 12, 1, 16, 45, 78, 3, 120, 11, 42, 82, 84, 22, 12]
[77, 79, 105, 14, 7, 69, 73, 29, 101, ... 54, 70, 78, 55, 7, 79, 31, 88, 10, 69, 65, 8, 29, 14, 73, 17]
[11, 19, 101, 78, 78, 54, 100, 67, 82, ... 1, 76, 26, 1, 2, 73, 21, 72, 73, 49, 27, 86, 6, 16, 30, 77]

('=/n?3; \x00\x13&-,>1...r1:n\x06<"!a&n0C', 32)
('b"\x1ci!!>ts es(ogg ...5i<% tc:. :oC(o+$r\x1bt%\x07', 32)
('??:<+6!=ngm2i4\x0byD...&h9&2:-)sm.a)u\x06&=\x0ct&~n +=&*4X:<(3:o\x0f1<mE gy,!0\rn#X+\nrt6,', 32)
('moI.\'ei=Et\'\x1c:l ...6k=\x1b m~t*\x155\x1ei+=+ts/e*9$sgl0\'\x02\x16fn\x17\'o?x*ea(=.i1', 32)
('+3Enn\x16Dcr<$,)\x01...i5\x01,hi\x11;v&0>m', 32)

[32, 32, 32, 32, 32]

Обратите внимание, что впечать ключа в виде строки, которую вы не можете видеть, но там есть 5 символов.

Это неправильный ответ, поскольку вы можете видеть, что в четвертой части - после XOR результаты делаютне похоже на слова ... Вероятно, проблема в последних двух функциях, но я не мог понять это.

Я также пробовал некоторые другие длины, и это, похоже, не проблема.

Так что я прошу не исправлять мой код, я хочу решить эту проблему самостоятельно :).Я хотел бы, чтобы вы сказали мне, где я не прав?Зачем?и как мне продолжать?

Спасибо за помощь.

1 Ответ

0 голосов
/ 05 июня 2018

После долгих раздумий и проверки был сделан вывод, что проблема в шаге № 3. Результат оказался недостаточно хорошим, поскольку я посмотрел только на первые два блока.

Я исправил код, чтобы онвычислит KEYSIZE по всем блокам.

Код шага 3 теперь выглядит следующим образом: 

# Step 3
key_sizes = []
# For each key size
for KEYSIZE in range(2, 41):
    running_sum = []
    for i in range(0, int(len(file) / KEYSIZE) - 1):
        running_sum.append(distance(file[i * KEYSIZE:(i + 1) * KEYSIZE],
                                     file[(i + 1) * KEYSIZE:(i + 2) * KEYSIZE]) / KEYSIZE)
    key_sizes.append((sum(running_sum)/ len(running_sum), KEYSIZE))
key_sizes.sort(key=lambda a: a[0])

Спасибо всем, кто пытался помочь.

...