古典密码之仿射(Affine)

发布时间 2024-01-02 17:18:05作者: folio

引言

还记得ctf入门时,做的第一道题目是跟仿射有关的,当时就感觉很神秘,很遗憾那道题目现在找不到了;后面随着学习的深入发现凯撒、ROT之类的都是仿射的子集,网上找到一个类似的题目:

例题

Crypto-GUET梦极光杯

┌──────────────────────────────────────────┐
│             Simple Cipher                │
│                 200                      │
│  E(x)=(11x + 6) (mod 26)                 │
│  C="GJJQTYCLKPHEULGPFKQWDYLKQTHYLYWHQTU" │
│  flag内容为大写,用GUETCTF包裹              │
└──────────────────────────────────────────┘

来源

https://www.cnblogs.com/ta0tie/articles/15585996.html

Writeup(WP)

PS:wp的说明和截图就要完整,又不涉及什么保密信息;互联网不就是分享精神吗?吐槽一下某些人的做法,总是最小化截图,很不利于新人学习。

flag

GUETCTF{AFFINECRYPTOGRAPHYISVERYINTERESTING}

算法原理

仿射密码(Affine cipher)加密过程:

  1. 将纯文本字母表中的每个字母转换为0到m -1范围内的相应整数;
  2. 对每个字母数值进行如下算式计算(其中a和b是密码的密钥):E(x)=(ax + b)mod m
  3. 即将纯文本字母的整数值乘以a,然后将b加到结果中,最后我们取模数m(也就是说,当解除以m时取余数,或者取掉字母的长度,直到得到小于该长度的数字)。

例如,让我们使用密钥a = 5,b = 8加密明文“AFFINE CIPHER”:

  1. 首先,我们必须找到明文字母表中每个字母的整数值(以字母表中的26个字母为例),如:
    A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z
    0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
  2. 找到的明文字母的整数值后,对这些值执行计算,在此例中,所需的计算为(5x + 8);
  3. 最后,我们必须确保所有答案均在mod 26中计算,并将整数转换回密文字母。
    最后,得到的密文是“IHHWVC SWFRCP”。

仿射密码(Affine cipher)解密过程,使用解密F(x) = a-1(x - b) (mod m)进行计算,即可得到对应的解密后的原文。
仿射密码仍为单字母表密码, 其依旧保留了该类别加密之弱处,当a=1,仿射加密为凯撒密码,因该加密方程可简化为线性移动。

python实现

'''
仿射密码
(a,b)
m = 26,字符集为大写字母
加密函数是E(x)= (ax + b) (mod m)
解密函数为D(x) = (a^-1)(x - b) (mod m),其中a^-1是a的乘法逆元
'''

#通过一个简单的遍历得到a的乘法逆元,也可以通过gmpy2库中的invert函数实现
def get_inverse(a):
    for i in range(1,27):
        if a*i%26==1:
            return i

#加密
def encipher(a, b, p):
    c=[]
    for i in p:
        temp=((ord(i)-65)*a+b)%26+65
        c.append(chr(temp))
    print(''.join(c))

#解密
def decipher(a, b, c):
    a_inv = get_inverse(a)
    p=[]
    for i in c:
        temp=(((ord(i)-65)-b)*a_inv)%26+65
        p.append(chr(temp))
    print(''.join(p))

if __name__ == "__main__":
    a = 11
    b = 6
    message = 'GJJQTYCLKPHEULGPFKQWDYLKQTHYLYWHQTU'
    #encipher(a,b,message)
    decipher(a,b,message)
落之~