当前位置：首页 > news >正文

BUUCTF·RSA Base64隐写·实战解析

news 2026/4/19 17:19:33

1. RSA与Base64隐写技术初探

在CTF竞赛中，RSA加密和Base64隐写的组合题目越来越常见。这类题目通常考察选手对密码学原理的理解以及实际编程能力。我们先来理解这两个技术的核心概念。

RSA是一种非对称加密算法，它的安全性基于大整数分解的困难性。在实际应用中，RSA通常用于加密小段数据或传输对称加密的密钥。而Base64是一种常见的编码方式，它将二进制数据转换为可打印的ASCII字符，广泛应用于数据传输和存储。

Base64隐写是一种巧妙的信息隐藏技术。标准的Base64编码会将3字节(24位)的二进制数据转换为4个6位的Base64字符。当原始数据长度不是3的倍数时，编码结果末尾会添加1或2个'='作为填充。Base64隐写正是利用了编码过程中这些"冗余"位来隐藏信息。

2. 题目分析与解题思路

2.1 题目文件结构分析

根据题目描述，我们有两个HUB文件和一个Python脚本。脚本内容显示：

生成了2048位的RSA密钥对
使用两个不同的公钥(e1,e2)加密同一段明文
明文来自一个base64文件
加密结果分别写入HUB1和HUB2

解题的关键在于识别出这是一个"共模攻击"场景：相同的明文用相同的模数N但不同的指数e加密。根据数论知识，如果e1和e2互质，我们可以通过扩展欧几里得算法找到满足e1s1 + e2s2 = 1的整数s1和s2，然后计算明文m = (c1^s1 * c2^s2) mod N。

2.2 Base64隐写提取原理

Base64编码过程中，每个字符代表6位二进制数据。当原始数据长度不是3的倍数时，编码末尾会添加1或2个'='，这意味着最后会有4或2个"无效"位。这些位在解码时会被丢弃，因此可以用于隐藏信息而不影响正常解码。

提取隐写信息的步骤：

获取Base64编码字符串
去掉末尾的'='号
将每个字符转换回6位二进制
拼接所有二进制数据
提取最后多余的几位(根据'='的数量决定取2位还是4位)

3. 实战解题过程

3.1 共模攻击实现

首先我们需要从HUB文件中提取N、e和密文。观察HUB文件格式：

N e ct1 ct2 ...

使用Python实现共模攻击：

from Crypto.Util.number import long_to_bytes import gmpy2 def extended_gcd(a, b): if b == 0: return (a, 1, 0) else: g, x, y = extended_gcd(b, a % b) return (g, y, x - (a // b) * y) # 从HUB文件读取N, e和密文 n = 785095419718268286866508214304816985447077293766819398728046411166917810820484759314291028976498223661229395009474063173705162627037610993539617751905443039278227583504604808251931083818909467613277587874545761074364427549966555519371913859875313577282243053150056274667798049694695703660313532933165449312949725581708965417273055582216295994587600975970124811496270080896977076946000102701030260990598181466447208054713391526313700681341093922240317428173599031624125155188216489476825606191521182034969120343287691181300399683515414809262700457525876691808180257730351707673660380698973884642306898810000633684878715402823143549139850732982897459698089649561190746850698130299458080255582312696873149210028240898137822888492559957665067936573356367589784593119016624072433872744537432005911668494455733330689385141214653091888017782049043434862620306783436169856564175929871100669913438980899219579329897753233450934770193915434791427728636586218049874617231705308003720066269312729135764175698611068808404054125581540114956463603240222497919384691718744014002554201602395969312999994159599536026359879060218056496345745457493919771337601177449899066579857630036350871090452649830775029695488575574985078428560054253180863725364147 e1 = 1697 e2 = 599 ct1 = [412629526163150748619328091306742267675740578011800062477174189782151273970783531227579758540364970485350157944321579108232221072397135934034064481497887079641131808838242743811511451355024436983050572020925065644355566434625618133203024215941534926113892937988520918939061441606915556516246057349589921494351383160036280826024605351878408056180907759973804117263002554923041750587548819746346813966673034182913325507826219961923932100526305289894965216608254252188398580139545189681875824089456195044984585824938384521905334289906422454152976834867304693292466676355760173232407753256256317546190171995276258924613533179898467683358934751999655196790168438343198229183747091108262988777659858609744709324571850262293294975336628234767258858873839342596887193772615000676401522431518310648303975593582965021189182246986957349253156736526071639973844039068996404290548474640668851856078201093335425412842295604919065487301340901573809617549185106072798799159726375235125260509158832996701927878713084753334549129580912412168594170659605421750204835970231909591063407612779337478065175988365401590396247576709343727196106058477166945670117868989025903023998142850338956985816131805349549059377047477131270847579095628384569645636821650, 494644347943710545224678831941589086572700792465459558770782213550069709458568349686998660541810166872034041584767487150140111151788221460027897193248273461607411027815984883969396220626358625041781558277804930212654296704055890683796941327712758797770820006623289146990000114915293539639766846910274034245607746230740851938158390562286057002223177609606376329007676845450142537930798148258428701466415483232670659815791064681384406494388237742330786225557303988025468036820082959712050733095860546860468575857084616069132051094882919253745234762029759124776348047587755897123575123506976140900565238840752841856713613368250071926171873213897914794115466890719123299469964019450899291410760762179836946570945555295288184698184555018368687708432612286248476073758067175481771199066581572870175460016017100414479346437034291784837132240891321931601494414908927713208448927221095745802380014441841139882391378410438764884597938773868771896252329517440068673532468372840830510218585255432000690265226016573313570977945083879214961394087065558376158826938257664840570952233832852869328785568175434516247720356520242602299510374317488182738732700078879665745909603766482100138001417023680647717824323143388857817595766172152883484274718248, 152942283599728307168144137370127212672611894072038732126041098102628831053000986759260271210671922070555948023688596575415822984026159010574404359474670428678518262175033880513984372909748992727828381694416776740981021730545374002974037896534944567124543272737618380646771071804878796585983783360553761828325817820260204820004421979881871027255562690952334900616675606524933557440263648233514757200263521499508373975003431306847453046714027687108396945719803444444954079308404947126216395526551292104722047878178373207886033071857277857997932255251315982837892164421298202073945919187779856785892717251746704537315003771369737854896595170485152591013676942418134278534037654467840633528916812275267230155352077736583130992587670941654695382287023971261529987384520843829695778029311786431227409189019205818351911572757145556993606643464336196802350204616056286497246016800105003143046120608673496196758720552776772796609670537056331996894322779267635281472481559819839042424017171718303214059720568484939239370144038161541354254182769979771948759413102933987773401644506930205164891773826513161783736386604783484446345744957119469799231796368324927570694496679453313927562345656690240414624431304646248599226046524702364131095964335, 79717988936247951265489157583697956031893477858854186991051529161879478488281744062318600470906120960002282886511477294555606503083169449335174864424180701080203993329996226566203834693869525797695969610065991941396723959032680019082506816443041598300477625793433080664346470586416385854692124426348587211026568667694805849554780794033764714016521711467557284846737236374990121316809833819996821592832639024026411520407330206281265390130763948165694574512140518775603040182029818771866749548761938870605590174330887949847420877829240131490902432602005681085180807294176837646062568094875766945890382971790015490163385088144673549085079635083262975154206269679142412897438231719704933258660779310737302680265445437771977749959110744959368586293082016067927548564967400845992380076107522755566531760628823374519718763740378295585535591752887339222947397184116326706799921515431185636740825707782742373783475781052674257292910213843986132987466810027275052416774693363446184518901899202502828670309452622347532932678874990809930682575738653876289384151496807194146308614368821006660626870989784697045160231069428458961107751207771093777394616856305293335603892178327520756554333365975114235981173451368131680404850832773147333013716920, 123111353650401158556639983459870663057297871992927053886971224773529636525110628183715748795987525113177540092814119928708272290370336537110381023134637759740716140969662183269370676630325583385284994943164692397459103195434968057377474610500216801375394703781249039351368816958227409657934091741509357152328382960684515093945552479461382281913961956745154260686029997827565075768703774895750561575155143606297116391666385705899138085693913246313778033627210312268959737394553510894720099165193981333775907531107232556909478156441457899797515694348816961762796703443502856101079430585547997496001098926600499728389113862894833789669213630332988693669889340482430613291490613803204484751470676686041002772556117213612152322606737150858116122936539131795111263513114569794532805886643087299918196635113037777138666914296986040549274559835214505300618256105508764026461518876579387159881983544667258537064954616097750399839661065797883103731694314852301848272092388637114950059216922969842082648527035538090054093890365647676119748995243416337805666557501345234056968476142608491830438065401219751688687373709390057521910942736632126729711606256158399963682990881473178216060827021373776598901281958527655543318413664277921492723185984, 36869806815936046911848195817405817350259890871483063184373728397968909458432625046025376290214729914038387534731762237978339011724858818860181178811639468996206294711495853807311240013786226884265118119546377272154555615363105236192878292703331473547623021744317034819416624562896226194523639793573028006666236271812390759036235867495803255905843636447252225413871038762657801345647584493917576263471587347202664391908570140389126903204602391093990827188675090199750617303773574821926387194478875191828814971296674530519321530805302667925998711835019806761133078403281404889374663875077339168901297819436499920958268483684335998301056068380228873524800383911402490807139268964095165069610454677558808756444381542173782815227920906224931028457073652453777424387873533280455944646592996920617956675786286711447540353883400282402551158169958389450168079568459656526911857835375748015814860506707921852997096156275804955989964215077733621769938075413007804223217091604613132253046399456747595300404564172224333936405545921819654435437072133387523533568472443532200069133022979195685683508297337961701169394794966256415112246587706103819620428258245999539040721929317130088874161577093962579487428358736401687123174207198251449851429295] ct2 = [592169079372093727306100216011395857825646323934289480976073629037543922902098120901138454462177159996376654176248238979132528728327590301098966139983157980612320563496546128644967731000716697705104079039156276714872147463350811303393260622707024952543509891692246246277965823414460326811240048060543656588688604452353899779068825120910282167004715339763187734797180326976132213325054697165320479166356562518029805927741656605174809726397565772271562066078076105491745903986597877400370206718954975288721072048333678609055008135809089304229015364348490924974097403734627265297637171818849461766523691595241613878709865506436588268999163342945070495338153600520537498539457396582804692959296612715752573140296135784933206146091436617979599749774330699946637591406356289409716084034451049094715202196203486088368791744107629271647320273259836915312794297246589501008666299165717722507702866033454215783240025504356157664454861755286285777763585177751796252655008206383024707883077513745863312079349790275094080707502392866946325796914450602264462588722052297430827681750827349094323968337670311272933785838850649376115667223821665435911506351891489985627506615492005617098615432522564204152887767244129985681083657783356557756654335186, 373940646416832740878733255707567753033716583448402000789202767511920210382830343955553654111486728333980557319799362514960627879016797491389812007768832730979916230647641872759001906846747977631675704310179448857128160385701185892914523053669366534408863734305635222625590986006420486092550427301086984563126480814987024980594613542978310129247678826691418335300577577527951623696426435497835228167084738007750914270251001921329521479047662848650808989996085600197309361410863238526802127877523767262921515150984998560136647154865791163316503073285223966216441025637452229043510097323724381056976302288136843260163922706692913035222445496716008888946581535004546355744211680390731257309941902587303353139951102244865270295414474488798335404630458489706639805186573874814586736746232358849677477533671968344154242963289415569487579895910660999043578737461300406937828924818002658292769882181668784501439254131996848948120781562158861495883827848139425862249576454689133681009549361314460818658995959098228995702202268649635363105549975932395335076521137604288520082040121286614922986554652700056148966514178935952363036963217619879899671383604638416567950421350546204434902113156720006282720889591288850271076074941927715678306057176, 527630926460622936571385649841758214453416849039412401087443444317101857090904711485538107058823056085840539073345920792871368232355475394571098380596835468509997340505604333730547799560998822989747473780307779717715522787724471724766494090783971030594671013168209717686720448579582618378459567979027822271918653169622428153856198907810040224340270362413432495029672123261375400927159831537760709974778708160583252613784358234858583174544777979242887938827573604837766801998381379999076416444683891078093889686055482709838668356120916040352123019019255084513769603803814947774554028717814638951416291274696771515474086351482107953150253616922787262398450376249126999644026382478413080973933173079111305142716133389111399235545279259017424722601848670061556859163943895466553927946412523750166582734005733378328468250568944945912238495877929717101722314678120172228493787964904072583905721074766711732215815561012960394537195757832959268603775112932862105945720853959285187521763557915356428113876893276879775603217718981852114599706699524551973934242045743122744146361596971245034059345915315495232135483464496114770357536576200511490922413208178149869347802988786513451486411409887164516065062084917556120712465074206435831498113605, 8786437178698940322877889807009957616777351844979869726962356553244050911283984280960665761649310895230455072977431415102053987735969326553978994853162483051544656873294555116009995592043183070208706258164840540599577072097104139505857517663273929851202628854185356185647194933800084230503413037858893307713037149307477830536758283681093517617820169181420796105338681582230788318108428132051793761014952837330456262272828627355701464740578197966332613127307037255647286823496355917642353327912440019621838870388091824748629637425759125214639885130163183752378908729773517053259212525494555880921052679512582051516604297098204363525081039382358483926727008679327719083138865969291911863630382097160230960738043575559330264018212774424527719153248563876760067931499029384228993253862501939337758514377472011933279273181144830381169849387893799390755052093069179605579485710343655570028592595882436632426527654452895431758715126580164902410286422637215098476316042367916779431052267545769495994723721129943616294879642305545894912914632980455031755879087401575310699765408473606166727137934224515998416625122213056208800095077933103150699272650116151674702438463062734472714004926103668378506804002740045547964716693536349447660850580, 205314962204511500352858372254132533167549960825498949618514841570703199264867431580754674275990554478140637041427842111391746883257447120035947621456863890934062044010795443059281736346976175772415034838334682726635263432655537852942177334888025283748611576171534251461847349566505628290587224150869640386437623371249743165260396675220683302142805646368906930575140628610003919131999295855501215111393294818218799982703289304596989070475000081175510085432290264502023736899104746316830742226946395027029820825791831870857382647221322734605026210073093918331247494307555600335550942340526536281372036612138713881098866303169425501998978400008829873080965592009371176208668290074288903681417933657472279670688597862835627506340169978450918788539270346340385928840299573889292189531738082166408734046381423516467694328971385421907314814283489322619386570046183556572383980777277173349209330683424343658179781015072259378576130442222984963071166207642585589822061597282467850868050737957726423713761694231879497037175627546427449730638216214828463003483408928375620315193290871300316930139260521382533279767663839278693750409419493280753368451508802658272220767624766390639285308433607255253282702383762149755935518922075584637512494819, 271453634732502613378948161256470991260052778799128789839624515809143527363206813219580098196957510291648493698144497567392065251244844074992734669490296293997386198359280316655904691639367482203210051809125904410431506925238374843856343243276508280641059690938930957474434518308646618959004216831130099873532714372402117796666560677624822509159287675432413016478948594640872091688482149004426363946048517480052906306290126242866034249478040406351940088231081456109195799442996799641647167552689564613346415247906852055588498305665928450828756152103096629274760601528737639415361467941349982213641454967962723875032638267311935042334584913897338553953961877439389588793074211502597238465542889335363559052368180212013206172712561221352833891640659020253527584706465205486408990762759230842192028381048563437724528409174790022752557512795782713125166158329880702730769957185428522011430144840232256419113631679343171680631630775266488738173707357123139368825087043785842169049943237537188129367275730984789479909103397937113837824575137021012333461552176687570010445744268373840742899299977372834041925102853718964831225250407279578465008537542659673685686242773379131904890865110699190451534445434533919127658976874721029586168106207] # 计算扩展欧几里得 g, s1, s2 = extended_gcd(e1, e2) if s1 < 0: s1 = -s1 ct1 = [gmpy2.invert(c, n) for c in ct1] if s2 < 0: s2 = -s2 ct2 = [gmpy2.invert(c, n) for c in ct2] # 解密得到Base64编码的明文 base64_texts = [] for c1, c2 in zip(ct1, ct2): m = (pow(c1, s1, n) * pow(c2, s2, n)) % n base64_texts.append(long_to_bytes(m).decode())

3.2 Base64隐写提取实现

接下来我们需要从Base64编码中提取隐藏的信息。首先实现Base64解码并提取冗余位的功能：

import base64 def extract_hidden_bits(b64_str): # Base64字符集 b64chars = 'ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/' # 统计末尾'='的数量 pad_count = b64_str.count('=') # 去掉'='并转换为二进制串 bin_str = '' for char in b64_str.rstrip('='): # 获取字符在Base64中的索引值(6位) index = b64chars.index(char) bin_str += bin(index)[2:].zfill(6) # 提取最后多余的位(每个'='对应2个冗余位) if pad_count > 0: hidden_bits = bin_str[-pad_count*2:] else: hidden_bits = '' return hidden_bits # 收集所有隐藏的比特 hidden_data = '' for text in base64_texts: hidden_data += extract_hidden_bits(text) # 将比特串转换为字节 flag_bytes = bytes([int(hidden_data[i:i+8], 2) for i in range(0, len(hidden_data), 8)]) print("Flag:", flag_bytes.decode())

4. 解题技巧与注意事项

4.1 常见问题排查

在实际解题过程中，可能会遇到以下问题：

共模攻击失败：确保e1和e2互质。如果不互质，可能需要尝试其他攻击方法。
Base64解码异常：检查Base64字符串是否包含非法字符，确保长度正确。
隐写提取错误：确认'='的数量与提取的比特数匹配(每个'='对应2个比特)。

4.2 性能优化建议

对于大数运算，可以使用gmpy2库替代Python内置的pow函数，显著提高计算速度：

import gmpy2 # 使用gmpy2进行模幂运算 m = gmpy2.powmod(c1, s1, n) * gmpy2.powmod(c2, s2, n) % n

4.3 完整脚本整合

将上述步骤整合成一个完整的解题脚本：

from Crypto.Util.number import long_to_bytes import gmpy2 import base64 def extended_gcd(a, b): if b == 0: return (a, 1, 0) else: g, x, y = extended_gcd(b, a % b) return (g, y, x - (a // b) * y) def extract_hidden_bits(b64_str): b64chars = 'ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/' pad_count = b64_str.count('=') bin_str = '' for char in b64_str.rstrip('='): index = b64chars.index(char) bin_str += bin(index)[2:].zfill(6) return bin_str[-pad_count*2:] if pad_count > 0 else '' # 题目数据 n = 785095419718268286866508214304816985447077293766819398728046411166917810820484759314291028976498223661229395009474063173705162627037610993539617751905443039278227583504604808251931083818909467613277587874545761074364427549966555519371913859875313577282243053150056274667798049694695703660313532933165449312949725581708965417273055582216295994587600975970124811496270080896977076946000102701030260990598181466447208054713391526313700681341093922240317428173599031624125155188216489476825606191521182034969120343287691181300399683515414809262700457525876691808180257730351707673660380698973884642306898810000633684878715402823143549139850732982897459698089649561190746850698130299458080255582312696873149210028240898137822888492559957665067936573356367589784593119016624072433872744537432005911668494455733330689385141214653091888017782049043434862620306783436169856564175929871100669913438980899219579329897753233450934770193915434791427728636586218049874617231705308003720066269312729135764175698611068808404054125581540114956463603240222497919384691718744014002554201602395969312999994159599536026359879060218056496345745457493919771337601177449899066579857630036350871090452649830775029695488575574985078428560054253180863725364147 e1 = 1697 e2 = 599 ct1 = [412629526163150748619328091306742267675740578011800062477174189782151273970783531227579758540364970485350157944321579108232221072397135934034064481497887079641131808838242743811511451355024436983050572020925065644355566434625618133203024215941534926113892937988520918939061441606915556516246057349589921494351383160036280826024605351878408056180907759973804117263002554923041750587548819746346813966673034182913325507826219961923932100526305289894965216608254252188398580139545189681875824089456195044984585824938384521905334289906422454152976834867304693292466676355760173232407753256256317546190171995276258924613533179898467683358934751999655196790168438343198229183747091108262988777659858609744709324571850262293294975336628234767258858873839342596887193772615000676401522431518310648303975593582965021189182246986957349253156736526071639973844039068996404290548474640668851856078201093335425412842295604919065487301340901573809617549185106072798799159726375235125260509158832996701927878713084753334549129580912412168594170659605421750204835970231909591063407612779337478065175988365401590396247576709343727196106058477166945670117868989025903023998142850338956985816131805349549059377047477131270847579095628384569645636821650, 494644347943710545224678831941589086572700792465459558770782213550069709458568349686998660541810166872034041584767487150140111151788221460027897193248273461607411027815984883969396220626358625041781558277804930212654296704055890683796941327712758797770820006623289146990000114915293539639766846910274034245607746230740851938158390562286057002223177609606376329007676845450142537930798148258428701466415483232670659815791064681384406494388237742330786225557303988025468036820082959712050733095860546860468575857084616069132051094882919253745234762029759124776

查看全文

http://www.jsqmd.com/news/666967/