这题涉及了大量的 RSA 相关的破解知识。
题目
阅读题目之后实际上就是解数个方程，在没有 hint 的情况下，方程如下：
$$\begin{cases} p^4 \equiv C_{1} \pmod{N_{1}} \ p^4 \equiv C_{2} \pmod{N_{2}} \ p^4 \equiv C_{3} \pmod{N_{3}} \ p^4 \equiv C_{4} \pmod{N_{4}}\end{cases}$$
$$\begin{cases} (e_1)^{42} &\equiv C_{e1} \pmod{N_e} \ (e_2 + T)^3 &\equiv C_{e2} \pmod{N_e}\end{cases}$$
$$q_1 * x = N_q \text{ where } q_1 < x$$
$$\begin{cases} flag^{e_1} \equiv C_{f1} \pmod{p * q_1} \ flag^{e_2} \equiv C_{f2} \pmod{p * q_2}\end{cases}$$
上面所有方程的大写字母均为已知数字。
脚本
最后的分析使用了三个攻击技巧（实现方式详见 https://github.com/shesl-meow/shesl-crypto）：
分解大小相近的素数积
小指数得到明文
指数与欧拉函数不互素求解。
关于其中的第三点。因为在最后一步需要解下面的方程（其中只有 flag 一个未知数）：
- $$flag^{e_1} \equiv C_{f1} \pmod{p * q_1}$$
因为上面的 e1 与 phi(p*q1) 不是互素的，不能用常规的方程求解。
上面的方程显然可以被我们分解成两个独立的方程，然后我们单独研究后者（因为指数 e 与后者的欧拉函数，最小公倍数更小，我们更容易直接开方）：
- 设：$$phi = q_1 -1, g = gcd(phi, e_1)$$
- 我们考虑 $$flag^{g}$$ 作为这个加密体系的明文，可以根据常规的
RSA 解出：- $$\displaystyle e_g = \frac{e_1}{g}, d_g \equiv (e_g)^{-1} \pmod{phi}$$
- $$flag^g \equiv (C_{f1})^{d_g} \pmod{q_1}$$
- 因为这个时候的 g，已经非常小了可以直接按小指数得到明文
完整的脚本如下：
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
| #!/usr/bin/env python2
from sage.all import *
from binascii import a2b_hex
from sheslcrypto.RSA import CrackNearPQ, CrackSmallE, CrackEPhiNotRP
from const import *
if __name__ == "__main__":
p4 = crt([C1, C2, C3, C4], [N1, N2, N3, N4])
CRSE = CrackSmallE(p4, 4, N1 * N2 * N3 * N4)
p = CRSE.crack()
assert is_prime(p)
print "p: %d" % p
CRSE = CrackSmallE(Ce1, 42, Ne)
e1 = CRSE.crack()
print "e1: %d" % e1
CRSE = CrackSmallE(Ce2, 3, Ne)
e2 = (CRSE.crack() - T) % Ne
print "e2: %d" % e2
CNPQ = CrackNearPQ(Nq)
q1,_ = CNPQ.crack()
print "q1: %d" % q1
CEPM = CrackEPhiNotRP(Cf1, e1, p, q1)
flag = CEPM.crack_by_q()
print "flag: %s" % a2b_hex(flag.hex())
|
附录
const.py
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
| N1 = 20129615352491765499340112943188317180548761597861300847305827141510465619670536844634558246439230371658836928103063432870245707180355907194284861510906071265352409579441048101084995923962148527097370705452070577098780246282820065573711015664291991372085157016901209114191068574208680397710042842835940428451949500607613634682684113208766694028789275748528254287705759528498986306494267817198340658241873024800336013946294891687591013414935237821291805123285905335762719823771647853378892868896078424572232934360940672962436849523915563328779942134504499568866135266628078485232098208237036724121481835035731201383423L
C1 = 19131432661217908470262338421299691998526157790583544156741981238822158563988520225986915234570037383888112724408392918113942721994125505014727545946133307329781747600302829588248042922635714391033431930411180545085316438084317927348705241927570432757892985091396044950085462429575440060652967253845041398399648442340042970814415571904057667028157512971079384601724816308078631844480110201787343583073815186771790477712040051157180318804422120472007636722063989315320863580631330647116993819777750684150950416298085261478841177681677867236865666207391847046483954029213495373613490690687473081930148461830425717614569L
N2 = 31221650155627849964466413749414700613823841060149524451234901677160009099014018926581094879840097248543411980533066831976617023676225625067854003317018794041723612556008471579060428898117790587991055681380408263382761841625714415879087478072771968160384909919958010983669368360788505288855946124159513118847747998656422521414980295212646675850690937883764000571667574381419144372824211798018586804674824564606122592483286575800685232128273820087791811663878057827386379787882962763290066072231248814920468264741654086011072638211075445447843691049847262485759393290853117072868406861840793895816215956869523289231421L
C2 = 15341898433226638235160072029875733826956799982958107910250055958334922460202554924743144122170018355117452459472017133614642242411479849369061482860570279863692425621526056862808425135267608544855833358314071200687340442512856575278712986641573012456729402660597339609443771145347181268285050728925993518704899005416187250003304581230701444705157412790787027926810710998646191467130550713600765898234392350153965811595060656753711278308005193370936296124790772689433773414703645703910742193898471800081321469055211709339846392500706523670145259024267858368216902176489814789679472227343363035428541915118378163012031L
N3 = 29944537515397953361520922774124192605524711306753835303703478890414163510777460559798334313021216389356251874917792007638299225821018849648520673813786772452822809546571129816310207232883239771324122884804993418958309460009406342872173189008449237959577469114158991202433476710581356243815713762802478454390273808377430685157110095496727966308001254107517967559384019734279861840997239176254236069001453544559786063915970071130087811123912044312219535513880663913831358790376650439083660611831156205113873793106880255882114422025746986403355066996567909581710647746463994280444700922867397754748628425967488232530303L
C3 = 18715065071648040017967211297231106538139985087685358555650567057715550586464814763683688299037897182845007578571401359061213777645114414642903077003568155508465819628553747173244235936586812445440095450755154357646737087071605811984163416590278352605433362327949048243722556262979909488202442530307505819371594747936223835233586945423522256938701002370646382097846105014981763307729234675737702252155130837154876831885888669150418885088089324534892506199724486783446267336789872782137895552509353583305880144947714110009893134162185382309992604435664777436197587312317224862723813510974493087450281755452428746194446L
N4 = 25703437855600135215185778453583925446912731661604054184163883272265503323016295700357253105301146726667897497435532579974951478354570415554221401778536104737296154316056314039449116386494323668483749833147800557403368489542273169489080222009368903993658498263905567516798684211462607069796613434661148186901892016282065916190920443378756167250809872483501712225782004396969996983057423942607174314132598421269169722518224478248836881076484639837343079324636997145199835034833367743079935361276149990997875905313642775214486046381368619638551892292787783137622261433528915269333426768947358552919740901860982679180791L
C4 = 2282284561224858293138480447463319262474918847630148770112472703128549032592187797289965592615199709857879008271766433462032328498580340968871260189669707518557157836592424973257334362931639831072584824103123486522582531666152363874396482744561758133655406410364442174983227005501860927820871260711861008830120617056883514525798709601744088135999465598338635794275123149165498933580159945032363880613524921913023341209439657145962332213468573402863796920571812418200814817086234262280338221161622789516829363805084715652121739036183264026120868756523770196284142271849879003202190966150390061195469351716819539183797L
Ce1 = 45722651786340123946960815003059322528810481841378247280642868553607692149509126962872583037142461398806689489141741494974836882341505234255325683219092163052843461632338442529011502378931140356111756932712822516814023166068902569458299933391973504078898958921809723346229893913662577294963528318424676803942288386430172430880307619748186863890050113934573820505570928109017842647598266634344447182347849367714564686341871007505886728393751147033556889217604647355628557502208364412269944908011305064122941446516990168924709684092200183860653173856272384
Ce2 = 13908468332333567158469136439932325992349696889129103935400760239319454409539725389747059213835238373047899198211128689374049729578146875309231962936554403287882999967840346216695208424582739777034261079550395918048421086843927009452479936045850799096750074359160775182238980989229190157551197830879877097703347301072427149474991803868325769967332356950863518504965486565464059770451458557744949735282131727956056279292800694203866167270268988437389945703117070604488999247750139568614939965885211276821987586882908159585863514561191905040244967655444219603287214405014887994238259270716355378069726760953320025828158
T = 864078778078609835167779565982540757684070450697854309005171742813414963447462554999012718960925081621571487444725528982424037419052194840720949809891134854871222612682162490991065015935449289960707882463387
Ne = 15911581555796798614711625288508309704791837516232122410440958830726078821069050404012820896260071751380436992710638364294658173571101596931605797509712839622479368850251206419748090059752427303611760004621378226431226983665746837779056271530181865648115862947527212787824629516204832313026456390047768174765687040950636530480549014401279054346098030395100387004111574278813749630986724706263655166289586230453975953773791945408589484679371854113457758157492241225180907090235116325034822993748409011554673180494306003272836905082473475046277554085737627846557240367696214081276345071055578169299060706794192776825039
Nq = 16278524034278364842964386062476113517067911891699789991355982121084973951738324063305190630865511554888330215827724887964565979607808294168282995825864982603759381323048907814961279012375346497781046417204954101076457350988751188332353062731641153547102721113593787978587135707313755661153376485647168543680503160420091693269984008764444291289486805840439906620313162344057956594836197521501755378387944609246120662335790110901623740990451586621846212047950084207251595169141015645449217847180683357626383565631317253913942886396494396189837432429078251573229378917400841832190737518763297323901586866664595327850603
Cf1 = 262739975753930281690942784321252339035906196846340713237510382364557685379543498765074448825799342194332681181129770046075018122033421983227887719610112028230603166527303021036386350781414447347150383783816869784006598225583375458609586450854602862569022571672049158809874763812834044257419199631217527367046624888837755311215081173386523806086783266198390289097231168172692326653657393522561741947951887577156666663584249108899327053951891486355179939770150550995812478327735917006194574412518819299303783243886962455399783601229227718787081785391010424030509937403600351414176138124705168002288620664809270046124
Cf2 = 7395591129228876649030819616685821899204832684995757724924450812977470787822266387122334722132760470911599176362617225218345404468270014548817267727669872896838106451520392806497466576907063295603746660003188440170919490157250829308173310715318925771643105064882620746171266499859049038016902162599261409050907140823352990750298239508355767238575709803167676810456559665476121149766947851911064706646506705397091626648713684511780456955453552020460909638016134124590438425738826828694773960514221910109473941451471431637903182205738738109429736425025621308300895473186381826756650667842656050416299166317372707709596
|