Night Coder - Writeup by AI

1. 题目描述

题目名称 : Night Coder
题目来源 : bugku Crypto
题目类型: 密码学 / Python random 模块分析

题目代码

python 复制代码

import random 
import datetime
from secret import flag

#Im a night coder, i coded this at night (thursday morning)

def seed_shuffler(my_list, seed):
  random.seed(seed)
  random.shuffle(my_list)
  return my_list

seed=int(datetime.datetime.now().strftime('%Y%m%d%H%M'))

flag = [f for f in flag]
enc = seed_shuffler(flag,seed)

print("".join(enc))

#result at that time: "N_gs{aesD_he_3AtrsOLlh3ROT1sECRl0m}s"

2. 考点分析

考点	分值权重	说明
Python random 模块原理	40%	理解 Mersenne Twister 算法的确定性
固定种子伪随机数重现	30%	相同种子产生相同的 shuffle 序列
时间戳分析	15%	从注释中提取关键时间信息
Flag 格式识别	15%	根据已知格式验证解密结果

3. 解题思路

3.1 核心原理

Python 的 random 模块基于 Mersenne Twister 算法，这是一个确定性的伪随机数生成器。关键特性：

种子决定性 : 只要 random.seed() 的值相同，后续所有 shuffle()、randint() 等操作产生的序列完全一致
可重现性: 即使原始数据被打乱，只要知道种子，就可以重现整个打乱过程

3.2 攻击路径

复制代码

分析源码 → 提取时间线索 → 枚举可能时间 → 重现 shuffle → 逆置换恢复 → 验证 Flag 格式

3.3 关键线索

注释提示："thursday morning"（周四凌晨）
用户提示：2022 年 5 月 25 日凌晨
Flag 格式：shellmates{...}（不是标准的 flag{...}）

4. 详细步骤

4.1 分析加密过程

加密逻辑：

python 复制代码

flag_chars = [f for f in flag]  # 将 flag 转为字符列表
enc = seed_shuffler(flag_chars, seed)  # 使用固定种子打乱

这意味着：enc[i] = flag[perm[i]]，其中 perm 是 shuffle 后的索引排列

4.2 构造逆置换

要恢复原始 flag，需要应用逆置换：

python 复制代码

perm = list(range(n))
shuffled_perm = seed_shuffler(perm[:], seed)

recovered = [''] * n
for i in range(n):
    recovered[shuffled_perm[i]] = enc_result[i]

4.3 枚举时间范围

2022 年 5 月的所有周四：

5 月 5 日 (Thursday)
5 月 12 日 (Thursday)
5 月 19 日 (Thursday)
5 月 26 日 (Thursday) ← 正确答案在这个日期

4.4 编写解题脚本

python 复制代码

import random 
import datetime
import calendar

enc_result = "N_gs{aesD_he_3AtrsOLlh3ROT1sECRl0m}s"
n = len(enc_result)

def seed_shuffler(my_list, seed):
    random.seed(seed)
    random.shuffle(my_list)
    return my_list

# 遍历 2022 年所有周四
for month in range(1, 13):
    days_in_month = calendar.monthrange(2022, month)[1]
    
    for day in range(1, days_in_month + 1):
        target_date = datetime.datetime(2022, month, day)
        
        if target_date.weekday() != 3:  # 只检查周四
            continue
        
        for hour in range(24):
            for minute in range(60):
                seed = int(target_date.replace(hour=hour, minute=minute).strftime('%Y%m%d%H%M'))
                
                # 获取置换排列
                perm = list(range(n))
                shuffled_perm = seed_shuffler(perm[:], seed)
                
                # 应用逆置换
                recovered = [''] * n
                for i in range(n):
                    recovered[shuffled_perm[i]] = enc_result[i]
                
                recovered_str = ''.join(recovered)
                
                # 验证 shellmates{...} 格式
                if recovered_str.startswith('shellmates{') and recovered_str.endswith('}'):
                    print(f"找到 Flag: {recovered_str}")
                    print(f"时间：{target_date.replace(hour=hour, minute=minute)}")
                    print(f"种子：{seed}")
                    exit(0)

4.5 实际输出结果

复制代码

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Night Coder - CTF 密码学解题脚本
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密文：N_gs{aesD_he_3AtrsOLlh3ROT1sECRl0m}s
长度：36 字符
Flag 格式：shellmates{...}

搜索范围：2022 年所有周四的全天时间
种子格式：YYYYMMDDHHMM

正在检查：2022-05-26 Thursday...

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找到 Flag!
时间：2022-05-26 02:13:00
星期：Thursday
种子：202205260213
Flag: shellmates{N1ghT_C0D3Rs_ArE_LOOs3Rs}
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6. 总结

6.1 攻击链图谱

分析源码
发现固定时间种子
提取周四凌晨线索
枚举所有可能时间
重现 shuffle 排列
应用逆置换解密
验证 shellmates 格式
成功获取 Flag

6.2 技术要点

Python random 模块的安全性问题: 绝不能用干密码学目的
时间戳作为种子的风险: 如果时间范围可知，完全可以暴力破解
置换密码的特点: 可逆操作，知道排列就能还原

6.3 防御建议

场景	建议
安全随机数生成	使用 `secrets` 模块而非 `random`
种子选择	使用加密安全的熵源，避免可预测的值
Shuffle 操作	对敏感数据不要使用基于 PRNG 的 shuffle