Crypto CTF Workflow

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初步排查清单

  1. 识别手上是什么：encoding vs encryption vs hash vs signature vs MAC。
  2. 确定哪些是受控的：plaintext/ciphertext, IV/nonce, key, oracle (padding/error/timing), partial leakage。
  3. 分类：symmetric (AES/CTR/GCM), public-key (RSA/ECC), hash/MAC (SHA/MD5/HMAC), classical (Vigenere/XOR)。
  4. 优先应用命中概率最高的检查：decode layers, known-plaintext XOR, nonce reuse, mode misuse, oracle behavior。
  5. 仅在必要时升级到高级方法：lattices (LLL/Coppersmith), SMT/Z3, side-channels。

在线资源与工具

这些在任务为识别和剥离层次，或需要快速验证假设时非常有用。

Hash lookups

Identification helpers

  • CyberChef (magic, decode, convert): https://gchq.github.io/CyberChef/
  • dCode (ciphers/encodings playground): https://www.dcode.fr/tools-list
  • Boxentriq (substitution solvers): https://www.boxentriq.com/code-breaking

Practice platforms / references

  • CryptoHack (hands-on crypto challenges): https://cryptohack.org/
  • Cryptopals (classic modern crypto pitfalls): https://cryptopals.com/

Automated decoding

  • Ciphey: https://github.com/Ciphey/Ciphey
  • python-codext (tries many bases/encodings): https://github.com/dhondta/python-codext

Encodings & classical ciphers

Technique

许多 CTF crypto 题目是分层变换：base encoding + simple substitution + compression。目标是识别各层并安全地剥离它们。

Encodings: try many bases

如果怀疑是分层编码（base64 → base32 → …），尝试：

  • CyberChef “Magic”
  • codext (python-codext): codext <string>

常见特征：

  • Base64: A-Za-z0-9+/= (padding = is common)
  • Base32: A-Z2-7= (often lots of = padding)
  • Ascii85/Base85: dense punctuation; sometimes wrapped in <~ ~>

Substitution / monoalphabetic

  • Boxentriq cryptogram solver: https://www.boxentriq.com/code-breaking/cryptogram
  • quipqiup: https://quipqiup.com/

Caesar / ROT / Atbash

  • Nayuki auto breaker: https://www.nayuki.io/page/automatic-caesar-cipher-breaker-javascript
  • Atbash: http://rumkin.com/tools/cipher/atbash.php

Vigenère

Bacon cipher

Often appears as groups of 5 bits or 5 letters:

00111 01101 01010 00000 ...
AABBB ABBAB ABABA AAAAA ...

Morse

.... --- .-.. -.-. .- .-. .- -.-. --- .-.. .-

符文

符文通常是替代字母表；搜索 “futhark cipher” 并尝试映射表。

挑战中的压缩

技术

压缩经常作为额外层出现（zlib/deflate/gzip/xz/zstd），有时是嵌套的。如果输出几乎可以解析但看起来像垃圾，就怀疑是压缩。

Quick identification

  • file <blob>
  • Look for magic bytes:
  • gzip: 1f 8b
  • zlib: 通常 78 01/9c/da
  • zip: 50 4b 03 04
  • bzip2: 42 5a 68 (BZh)
  • xz: fd 37 7a 58 5a 00
  • zstd: 28 b5 2f fd

Raw DEFLATE

CyberChef 有 Raw Deflate/Raw Inflate，当 blob 看起来被压缩但 zlib 失败时，这通常是最快的路径。

有用的 CLI

python3 - <<'PY'
import sys, zlib
data = sys.stdin.buffer.read()
for wbits in [zlib.MAX_WBITS, -zlib.MAX_WBITS]:
try:
print(zlib.decompress(data, wbits=wbits)[:200])
except Exception:
pass
PY

常见 CTF crypto 构造

Technique

这些常见出现，因为它们是现实中的开发者错误或常用库被错误使用。目标通常是识别并应用已知的提取或重构工作流。

Fernet

典型提示：两个 Base64 字符串（token + key）。

  • Decoder/notes: https://asecuritysite.com/encryption/ferdecode
  • In Python: from cryptography.fernet import Fernet

Shamir Secret Sharing

如果你看到多个份额并且提到了阈值 t，很可能是 Shamir。

  • Online reconstructor (handy for CTFs): http://christian.gen.co/secrets/

OpenSSL salted formats

CTF 题目有时会给出 openssl enc 输出（header 通常以 Salted__ 开头）。

Bruteforce helpers:

General toolset

  • RsaCtfTool: https://github.com/Ganapati/RsaCtfTool
  • featherduster: https://github.com/nccgroup/featherduster
  • cryptovenom: https://github.com/lockedbyte/cryptovenom

Practical CTF stack:

  • Python + pycryptodome 用于对称原语和快速原型开发
  • SageMath 用于模运算、CRT、格以及 RSA/ECC 相关工作
  • Z3 用于基于约束的题目（当密码学问题化为约束时）

Suggested Python packages:

pip install pycryptodome gmpy2 sympy pwntools z3-solver

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