Xoring_is_Caring - Writeup by AI

题目信息

项目	内容
题目来源	Bugku CTF
题目类型	Crypto (密码学)
Flag 格式	`shellmates{}`
题目描述	I've xored my flag using a random key, could you find my secret flag ?
密文	`b'\x8a\x16\xc1:\xdd\x9f\x0b\x1e\xf1\x88\x9b^\xce%\x9c\x91X\x04\xa5\xc0\x8d\x16\xcd%\x91\x9b\x19J\xe0\x93\x855\xc6y\x8a\x98\'n\xe9\xd4\x97\x10\xf7~\xce\x8e,a\xb1\xd7\xc9J\xcb"\x80'`
密文长度	55 字节

考点分析

考点	分值权重	说明
XOR 加密原理	25%	理解异或运算的可逆性：`A ^ B = C` 等价于 `C ^ B = A`
已知明文攻击	35%	利用已知的 flag 格式推导密钥
滑动窗口技术	25%	关键突破点：已知模式可能出现在密文的任意位置
密钥长度推断	15%	通过暴力破解不同长度的密钥找到正确解

解题思路

关键突破点

初始尝试假设 shellmates{ 在密文开头（位置 0），但推导出的密钥解密后得到的不是完整可读文本。

关键洞察 ：题目只说 flag 格式是 shellmates{}，但没说一定在密文开头！因此需要使用滑动窗口技术在密文的任意位置搜索该模式。

解题步骤

步骤 1: 基础分析

python 复制代码

enc = b'\x8a\x16\xc1:\xdd\x9f\x0b\x1e\xf1\x88\x9b^\xce%\x9c\x91X\x04\xa5\xc0\x8d\x16\xcd%\x91\x9b\x19J\xe0\x93\x855\xc6y\x8a\x98\'n\xe9\xd4\x97\x10\xf7~\xce\x8e,a\xb1\xd7\xc9J\xcb"\x80'
print(f"密文长度：{len(enc)}")  # 输出：55 字节

步骤 2: 错误尝试 - 假设在开头

python 复制代码

known = b"shellmates{"
key_at_start = bytes([enc[i] ^ known[i] for i in range(len(known))])
# 结果：f97ea456b1f26a6a94fbe0
# 用此密钥解密得到：shellmates{???... (后面不可读)

结论：密钥不是简单的 11 字节循环，或者 shellmates{ 不在开头。

步骤 3: 滑动窗口 + 短密钥暴力破解

核心思路：

遍历密文中所有可能的起始位置（0 到 44）
对于每个位置，假设这里是 shellmates{
尝试不同的密钥长度（1-10 字节）
推导密钥并解密整个密文
验证解密结果是否全部为可打印 ASCII 字符且包含完整的 shellmates{...}

python 复制代码

for start_pos in range(len(enc) - 11):
    for key_len in range(1, 11):
        # 推导密钥
        test_key = bytes([
            enc[start_pos + i] ^ known_pattern[i % len(known_pattern)]
            for i in range(key_len)
        ])
        
        # 解密
        decrypted = xor_decrypt(enc, test_key)
        
        # 验证
        if (b'shellmates{' in decrypted and 
            b'}' in decrypted and 
            all(32 <= b < 127 for b in decrypted)):
            print(f"找到解！位置={start_pos}, 密钥长度={key_len}")

步骤 4: 成功解密

发现：

起始位置: 20
密钥长度: 10
密钥 (hex) : fe7ea849fdf6783e85e0
完整明文 : this is the flag : shellmates{Kn0wn_Pl4in_73xT_4774ck}

完整代码

python 复制代码

#!/usr/bin/env python3
# -*- coding: utf-8 -*-

enc = b'\x8a\x16\xc1:\xdd\x9f\x0b\x1e\xf1\x88\x9b^\xce%\x9c\x91X\x04\xa5\xc0\x8d\x16\xcd%\x91\x9b\x19J\xe0\x93\x855\xc6y\x8a\x98\'n\xe9\xd4\x97\x10\xf7~\xce\x8e,a\xb1\xd7\xc9J\xcb"\x80'

def xor_decrypt(cipher, key):
    return bytes([cipher[i] ^ key[i % len(key)] for i in range(len(cipher))])

def is_all_printable(data):
    return all(32 <= b < 127 for b in data)

known_pattern = b"shellmates{"

# 滑动窗口 + 短密钥搜索
for key_len in range(1, 11):
    for start_pos in range(len(enc) - key_len):
        test_key = bytes([
            enc[start_pos + i] ^ known_pattern[i % len(known_pattern)]
            for i in range(key_len)
        ])
        
        decrypted = xor_decrypt(enc, test_key)
        
        if (b'shellmates{' in decrypted and 
            b'}' in decrypted and 
            is_all_printable(decrypted)):
            
            flag_start = decrypted.find(b'shellmates{')
            flag_end = decrypted.rfind(b'}')
            flag = decrypted[flag_start:flag_end+1]
            
            print(f"[✓] 找到解！")
            print(f"密钥长度：{key_len}")
            print(f"密钥 (hex): {test_key.hex()}")
            print(f"完整明文：{decrypted.decode('ascii')}")
            print(f"Flag: {flag.decode('ascii')}")
            exit()

运行结果：

复制代码

[✓] 找到解！
密钥长度：10
密钥 (hex): fe7ea849fdf6783e85e0
完整明文：this is the flag :  shellmates{XXX}
Flag: shellmates{XXX}