单字节异或密码(python)

Question

这是我目前正在学习的一个现代密码学类。

挑战是cryptopals挑战3：单字节异或密码，我正试图使用python 3来帮助完成这项任务。

我知道我应该对字符串进行异或运算并转换为英语。十六进制字符串为"1b3373331363f78151b7f2b7834313333d78397783772d363c78373e783a393b3736"，可转换为十进制形式的"80674845337190240905117429187545859274380033785421566549206796642836053682239286"。

我已经对多个十六进制字节组合(2个十六进制数字)进行了异或运算，但我不知道如何将其转换为英语。在这一点上，这只是暴力和有教养的猜测吗？

我知道ETAOIN SHRDLU，但这并没有真正的帮助。

感谢您的时间和帮助。

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添加：此外，我尝试了挑战#4，但这段代码似乎不起作用。但它确实适用于挑战#3，所以我很困惑。

挑战#3挑战#4

Answer 1

您可以使用binascii.hexlify、binascii.unhexlify将字节字符串转换为十六进制，反之亦然：

>>> import binascii
>>> binascii.hexlify(b'HELLO')  # to Hex
b'48454c4c4f'
>>> binascii.unhexlify('48454c4c4f')  # from Hex
b'HELLO'

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使用str.isprintable，您可以筛选出不可打印的候选者：

>>> 'abcd'.isprintable()
True
>>> 'x00'.isprintable()
False
>>> 'x7f'.isprintable()
False

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import binascii
encoded = binascii.unhexlify('1b37373331363f78151b7f2b783431333d78397828372d363c78373e783a393b3736')
for xor_key in range(256):
decoded = ''.join(chr(b ^ xor_key) for b in encoded)
if decoded.isprintable():
print(xor_key, decoded)

Answer 2

基于@falsetru的答案，但只显示具有最多空格字符的解码字符串：

>>> encoded = '1b37373331363f78151b7f2b783431333d78397828372d363c78373e783a393b3736'
>>> import binascii
>>> nums = binascii.unhexlify(encoded)
>>> strings = (''.join(chr(num ^ key) for num in nums) for key in range(256))
>>> max(strings, key=lambda s: s.count(' '))
"Cooking MC's like a pound of bacon"

您可以使用ETAOIN SHRDLU("英语中最常用的12个字母的大致频率顺序")来计算权重，而不是计算空格，但这里没有必要。

顺便说一句，我认为如果你和挑战联系在一起会很好。

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编辑：或者，您可以尝试找到密钥(或一些最有前途的密钥)，然后只使用该密钥(或这些少数密钥)进行解码。例如，假设计算空格将决定获胜者：

>>> encoded = '1b37373331363f78151b7f2b783431333d78397828372d363c78373e783a393b3736'
>>> import binascii
>>> nums = binascii.unhexlify(encoded)
>>> key = max(nums, key=nums.count) ^ ord(' ')
>>> ''.join(chr(num ^ key) for num in nums)
"Cooking MC's like a pound of bacon"

这甚至可以很容易地手工完成(尽管挑战告诉你不要这样做)。

Answer 3

通过观察，您可以在编码字符串中找到"3737"，因此它可以是"e"、"e"、"o"、"o"、"r"、"r"，对于一个英语单词来说可能是？使用逆向工程，XOR结果显示"R"、"R"、"X"、"X"、"E"、"E"为潜在密钥。在尝试这些潜在的密钥后，您将获得"X"是密钥；-)