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ctf之lcg演算法

2020-10-10 15:21:37 軟體設計

線性同余方法(LCG)是一種產生偽亂數的方法,
在這里插入圖片描述
線性同余法最重要的是定義了三個整數,乘數 a、增量 b和模數 m,其中a,b,m是產生器設定的常數,
為了方便理解,我打個比方
假設現在有亂數X1=1234,乘數a=2,增量b=3,模數m=1000
那么下一個亂數X2=(2*1234+3)%1000=2471%1000=471

解題用到的公式:

目的公式
1.Xn+1反推出XnXn=(a-1 (Xn+1 - b))%m
2.求aa=((Xn+2-Xn+1)(Xn+1-Xn)-1)%m
3.求bb=(Xn+1 - aXn)%m

好了,然后根據lcg演算法有五種ctf題型

lcg-1

from Crypto.Util.number import *
flag = b'Spirit{***********************}'

plaintext = bytes_to_long(flag)
length = plaintext.bit_length()

a = getPrime(length)
b = getPrime(length)
n = getPrime(length)

seed = 33477128523140105764301644224721378964069
print("seed = ",seed)
for i in range(10):
    seed = (a*seed+b)%n
ciphertext = seed^plaintext
print("a = ",a)
print("b = ",b)
print("n = ",n)
print("c = ",ciphertext)
# seed =  33477128523140105764301644224721378964069
# a =  216636540518719887613942270143367229109002078444183475587474655399326769391
# b =  186914533399403414430047931765983818420963789311681346652500920904075344361
# n =  155908129777160236018105193822448288416284495517789603884888599242193844951
# c =  209481865531297761516458182436122824479565806914713408748457524641378381493

這道題的題意是:
他定義了一個變數叫plaintext,長位元組字串flag轉換為整數得到的.
定義了一個整數seed = 33477128523140105764301644224721378964069
seed通過10次lcg轉換之后再和plaintext二進制異或得到ciphertext
getPrime是根據輸入length產生亂數的函式
思路:
想要得到flag就要知道plaintext
想要知道plaintext只能通過ciphertext = seed ^ plaintex這個運算式推出
而ciphertext==c我們知道,式子中的seed可以通過他給的初始seed,a,b,n運用演算法lcg十次得到
然后根據異或的特性求解出plaintext,即plaintext = seed ^ ciphertext
(異或特性,c=a異或b,那么a=b異或c,或者b=a異或c)
解題代碼如下

seed = 33477128523140105764301644224721378964069
a = 216636540518719887613942270143367229109002078444183475587474655399326769391
b = 186914533399403414430047931765983818420963789311681346652500920904075344361
n = 155908129777160236018105193822448288416284495517789603884888599242193844951
c = 209481865531297761516458182436122824479565806914713408748457524641378381493

for i in range(10):
    seed = (a*seed+b)%n
plaintext=seed^c
print(long_to_bytes(plaintext))
答案Spirit{0ops!___you_know__LCG!!}

lcg-2

from Crypto.Util.number import *
flag = b'Spirit{*****************************}'

plaintext = bytes_to_long(flag)
length = plaintext.bit_length()

a = getPrime(length)
b = getPrime(length)
n = getPrime(length)

seed = plaintext

for i in range(10):
    seed = (a*seed+b)%n
ciphertext = seed

print("a = ",a)
print("b = ",b)
print("n = ",n)
print("c = ",ciphertext)

# a =  59398519837969938359106832224056187683937568250770488082448642852427682484407513407602969
# b =  32787000674666987602016858366912565306237308217749461581158833948068732710645816477126137
# n =  43520375935212094874930431059580037292338304730539718469760580887565958566208139467751467
# c =  8594514452808046357337682911504074858048299513743867887936794439125949418153561841842276

根據題意求flag相當于求plaintext,求plaintext相當于求初始seed,我們知道lcg演算法十次之后的seed=ciphertext=c,而c我們已知,我們還知道a,b,n,所以這道題要我們從lcg十次之后的seed推算出初始seed
用公式1:Xn=(a-1 (Xn+1 - b))%n
這里a-1是a相對于模數m的逆元,他也有公式

MMI = lambda A, n,s=1,t=0,N=0: (n < 2 and t%N or MMI(n, A%n, t, s-A//n*t, N or n),-1)[n<1] #逆元計算

所以解題代碼如下

a =  59398519837969938359106832224056187683937568250770488082448642852427682484407513407602969
b =  32787000674666987602016858366912565306237308217749461581158833948068732710645816477126137
n =  43520375935212094874930431059580037292338304730539718469760580887565958566208139467751467
c =  8594514452808046357337682911504074858048299513743867887936794439125949418153561841842276
MMI = lambda A, n,s=1,t=0,N=0: (n < 2 and t%N or MMI(n, A%n, t, s-A//n*t, N or n),-1)[n<1] #逆元計算
ani=MMI(a,n) 
seed=c
for i in range(10):
    seed = (ani*(seed-b))%n
print(long_to_bytes(seed)
答案Spirit{Orzzz__number_the0ry_master!!}

lcg-3

from Crypto.Util.number import *
flag = b'Spirit{*********************}'
plaintext = bytes_to_long(flag)
length = plaintext.bit_length()

a = getPrime(length)
seed = getPrime(length)
n = getPrime(length)

b = plaintext

output = []
for i in range(10):
    seed = (a*seed+b)%n
    output.append(seed)
ciphertext = seed

print("a = ",a)
print("n = ",n)
print("output1 = ",output[6])
print("output2 = ",output[7])

# a =  3227817955364471534349157142678648291258297398767210469734127072571531
# n =  2731559135349690299261470294200742325021575620377673492747570362484359
# output1 =  56589787378668192618096432693925935599152815634076528548991768641673
# output2 =  2551791066380515596393984193995180671839531603273409907026871637002460

求flag相當于求plaintext,plaintext相當于求b,然后在看看我們已知的條件,我們知道a,知道n知道10次lcg中的第6次和第7次的結果,所以我們要根據已知的資訊求b
用公式3:b=(Xn+1 - aXn)%n直接求出b
上代碼

a =  3227817955364471534349157142678648291258297398767210469734127072571531
n =  2731559135349690299261470294200742325021575620377673492747570362484359
output1 =  56589787378668192618096432693925935599152815634076528548991768641673
output2 =  2551791066380515596393984193995180671839531603273409907026871637002460
b=(output2-a*output1)%n
plaintext=b
print(long_to_bytes(plaintext))
答案Spirit{Y0u_@r3_g00d_at__math}

lcg-4

from Crypto.Util.number import *
flag = b'Spirit{********************************}'

plaintext = bytes_to_long(flag)
length = plaintext.bit_length()

a = getPrime(length)
b = getPrime(length)
n = getPrime(length)

seed = plaintext
output = []
for i in range(10):
    seed = (a*seed+b)%n
    output.append(seed)


print("n = ",n)
print("output = ",output)
# n =  714326667532888136341930300469812503108568533171958701229258381897431946521867367344505142446819
# output =  [683884150135567569054700309393082274015273418755015984639210872641629102776137288905334345358223, 285126221039239401347664578761309935673889193236512702131697050766454881029340147180552409870425, 276893085775448203669487661735680485319995668779836512706851431217470824660349740546793492847822, 670041467944152108349892479463033808393249475608933110640580388877206700116661070302382578388629, 122640993538161410588195475312610802051543155060328971488277224112081166784263153107636108815824, 695403107966797625391061914491496301998976621394944936827202540832952594905520247784142392337171, 108297989103402878258100342544600235524390749601427490182149765480916965811652000881230504838949, 3348901603647903020607356217291999644800579775392251732059562193080862524671584235203807354488, 632094372828241320671255647451901056399237760301503199444470380543753167478243100611604222284853, 54758061879225024125896909645034267106973514243188358677311238070832154883782028437203621709276]

第四題給了n和10次lcg的output序列
用公式2:a=((Xn+2-Xn+1)(Xn+1-Xn)-1)%n
用已知資訊可以求出a
再用a,output序列,n求出b
根據output序列第一個反推出初始seed
即可求解

n =  714326667532888136341930300469812503108568533171958701229258381897431946521867367344505142446819
output =  [683884150135567569054700309393082274015273418755015984639210872641629102776137288905334345358223, 285126221039239401347664578761309935673889193236512702131697050766454881029340147180552409870425, 276893085775448203669487661735680485319995668779836512706851431217470824660349740546793492847822, 670041467944152108349892479463033808393249475608933110640580388877206700116661070302382578388629, 122640993538161410588195475312610802051543155060328971488277224112081166784263153107636108815824, 695403107966797625391061914491496301998976621394944936827202540832952594905520247784142392337171, 108297989103402878258100342544600235524390749601427490182149765480916965811652000881230504838949, 3348901603647903020607356217291999644800579775392251732059562193080862524671584235203807354488, 632094372828241320671255647451901056399237760301503199444470380543753167478243100611604222284853, 54758061879225024125896909645034267106973514243188358677311238070832154883782028437203621709276]

MMI = lambda A, n,s=1,t=0,N=0: (n < 2 and t%N or MMI(n, A%n, t, s-A//n*t, N or n),-1)[n<1] #逆元計算
a=(output[2]-output[1])*MMI((output[1]-output[0]),n)%n
ani=MMI(a,n)
b=(output[1]-a*output[0])%n
seed = (ani*(output[0]-b))%n
plaintext=seed
print(long_to_bytes(plaintext))
答案Spirit{Gr3at__J0b!_You_can_be___better!}

lcg-5

from Crypto.Util.number import *
flag = b'Spirit{*****************}'

plaintext = bytes_to_long(flag)
length = plaintext.bit_length()

a = getPrime(length)
b = getPrime(length)
n = getPrime(length)

seed = plaintext

output = []
for i in range(10):
    seed = (seed*a+b)%n
    output.append(seed>>64)
print("a = ",a)
print("b = ",b)
print("n = ",n)
print("output = ",output)
# a =  731111971045863129770849213414583830513204814328949766909151
# b =  456671883153709362919394459405008275757410555181682705944711
# n =  666147691257100304060287710111266554526660232037647662561651
# output =  [16985619148410545083429542035273917746612, 32633736473029292963326093326932585135645, 20531875000321097472853248514822638673918, 37524613187648387324374487657224279011, 21531154020699900519763323600774720747179, 1785016578450326289280053428455439687732, 15859114177482712954359285501450873939895, 10077571899928395052806024133320973530689, 30199391683019296398254401666338410561714, 21303634014034358798100587236618579995634

第五題比較復雜呢,有小伙伴做出來的可以分享一下呀

轉載請註明出處,本文鏈接:https://www.uj5u.com/ruanti/166277.html

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    一、UML決議器設計 ? 先看下題目:第四單元實作一個基于JDK 8帶有效性檢查的UML(Unified Modeling Language)類圖,順序圖,狀態圖分析器 MyUmlInteraction,實際上我們要建立一個有向圖模型,UML中的物件(元素)可能與同級元素連接,也可與低級元素相連形成 ......

    uj5u.com 2020-09-10 05:35:54 more
  • 6.1邏輯運算子

    邏輯運算子 1. && 短路與 運算式1 && 運算式2 01.運算式1為true并且運算式2也為true 整體回傳為true 02.運算式1為false,將不會執行運算式2 整體回傳為false 03.只要有一個運算式為false 整體回傳為false 2. || 短路或 運算式1 || 運算式2 ......

    uj5u.com 2020-09-10 05:35:56 more
  • BUAAOO 第四單元 & 課程總結

    1. 第四單元:StarUml檔案決議 本單元采用了圖模型決議UML。 UML檔案可以抽象為圖、子圖、邊的邏輯結構。 在實作中,圖的節點包括類、介面、屬性,子圖包括狀態圖、順序圖等。 采用了三次遍歷UML元素的方法建圖,第一遍遍歷建點,第二、三次遍歷設定屬性、連邊,實作圖物件的初始化。這里借鑒了一些 ......

    uj5u.com 2020-09-10 05:36:06 more
  • 談談我對C# 多型的理解

    面向物件三要素:封裝、繼承、多型。 封裝和繼承,這兩個比較好理解,但要理解多型的話,可就稍微有點難度了。今天,我們就來講講多型的理解。 我們應該經常會看到面試題目:請談談對多型的理解。 其實呢,多型非常簡單,就一句話:呼叫同一種方法產生了不同的結果。 具體實作方式有三種。 一、多載 多載很簡單。 p ......

    uj5u.com 2020-09-10 05:36:09 more
  • Python 資料驅動工具:DDT

    背景 python 的unittest 沒有自帶資料驅動功能。 所以如果使用unittest,同時又想使用資料驅動,那么就可以使用DDT來完成。 DDT是 “Data-Driven Tests”的縮寫。 資料:http://ddt.readthedocs.io/en/latest/ 使用方法 dd. ......

    uj5u.com 2020-09-10 05:36:13 more
  • Python里面的xlrd模塊詳解

    那我就一下面積個問題對xlrd模塊進行學習一下: 1.什么是xlrd模塊? 2.為什么使用xlrd模塊? 3.怎樣使用xlrd模塊? 1.什么是xlrd模塊? ?python操作excel主要用到xlrd和xlwt這兩個庫,即xlrd是讀excel,xlwt是寫excel的庫。 今天就先來說一下xl ......

    uj5u.com 2020-09-10 05:36:28 more
  • 當我們創建HashMap時,底層到底做了什么?

    jdk1.7中的底層實作程序(底層基于陣列+鏈表) 在我們new HashMap()時,底層創建了默認長度為16的一維陣列Entry[ ] table。當我們呼叫map.put(key1,value1)方法向HashMap里添加資料的時候: 首先,呼叫key1所在類的hashCode()計算key1 ......

    uj5u.com 2020-09-10 05:36:38 more
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  • 05單件模式

    #經典的單件模式 public class Singleton { private static Singleton uniqueInstance; //一個靜態變數持有Singleton類的唯一實體。 // 其他有用的實體變數寫在這里 //構造器宣告為私有,只有Singleton可以實體化這個類! ......

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  • 【架構與設計】常見微服務分層架構的區別和落地實踐

    軟體工程的方方面面都遵循一個最基本的道理:沒有銀彈,架構分層模型更是如此,每一種都有各自優缺點,所以請根據不同的業務場景,并遵循簡單、可演進這兩個重要的架構原則選擇合適的架構分層模型即可。 ......

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