[Dream Hack - Crypto] X-Time Pad

One-Time Pad

One-Time Pad 는 일회성 패드를 이용하여 보안기능을 제공하는 암호 시스템이다. 평문과 키의 길이가 서로 동일해야 하며, 키는 단 한번만 사용되어야 한다. 암호화 과정에서 평문과 키 간의 XOR 연산을 사용한다.

 

문제 해석

1. flag_enc = FLAG ^ key
2. FLAG 값을 읽어와서 key 와 xor 한 후 flag_enc 를 출력한다.
3. new_key = key ^ rand_bit
4. key에 무작위한 bit열을 더해서 새로운 키를 생성한다. 이때, rand_bit의 길이가 64byte이므로 new_key의 길이도 64byte에 근접할 것이라 추측할 수 있다.
5. input_enc = {input} ^ new_key
6. 우리가 입력한 값에 새로운 키를 xor 하여 암호화된 값을 출력한다. input의 길이 만큼만 key를 잘라서 사용하는 코드가 존재하므로 input에 넣을 수 있는 최대 길이를 넣도록 한다.

 

서버 실행

flag_enc: 0b10100000100111011101010101011110 ... 

Plain text : 0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000
input_enc: 3346417034361305867439072305201355648991850274910930070918752521983423720001914392514304897965851295662176779195519267721152888101451266383436211583479274

 

풀이 코드

문제 해석 단계의 연산을 거꾸로 올라가다보면 FLAG 값을 구할 수 있다.

# input 평문 
input_txt = '0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000'
input_enc = 3346417034361305867439072305201355648991850274910930070918752521983423720001914392514304897965851295662176779195519267721152888101451266383436211583479274
flag_enc = 0b10100000010011101110101010101111011111100010001011101001111100000001010001000100010101111001101111010011111001011100111011000001001011010011011010100000000011010110001010101011101100000000100001100110010011100110100110010110111010110001100101111111001101111111010101010100001011110011001001000010011101000010001000000110001111101011000111101001001101001011111010000010110001011111001101110101000110110011000001110000100111110100011001100010011011000100010001011100010000111100000110110011101010011100001000010010

# input을 이진수로 변환
binary_list = ['0b']
for ch in input_txt:
    binary_list.append(format(ord(ch), 'b').zfill(8))
binf = "".join(binary_list)

# 3. new_key = input ^ input_enc
new_key = int(binf, 2) ^ input_enc

# 2. key = new_key ^ rand_bit
old_key = bin(new_key ^ 0b10010110101011100100111011100101101011110011001110000101111010111110010111100000111110000000010101101011001100010100010101111000111111100010001010110000010111110111110010001111110011110101001011111010100101010100001110010111111010001101111110011001010110011001010101010000001010100000101101001010010010100010100001011101011011010011010101111111010010100111011001100000101011100001010111111101000110011000110101111111010111001101111110011101101100011101001111111000010011010111100010111001100101011111101111111001)

# 1. FLAG = key ^ flag_enc
flag_bin = bin(int(old_key, 2) ^ flag_enc)[2:]

# flag_bin의 앞에 0이 생략 되었을 수 있으므로 8을 나눠 나머지 연산
remainder = (len(flag_bin)) % 8
print(chr(int(flag_bin[0:remainder], 2)), end='')
flag_binary = [chr(int(flag_bin[i:i+8], 2)) for i in range(6, len(flag_bin), 8)]
FLAG = "".join(flag_binary)

print(FLAG)