RSA题解记录

  • RSA & CRT
  • Discrete Log
  • Polynomial Ring
  • ECC

[De1CTF2019]babyrsa

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
26
27
28
29
30
31
32
import binascii
from data import e1,e2,p,q1p,q1q,hint,flag

n = [20129615352491765499340112943188317180548761597861300847305827141510465619670536844634558246439230371658836928103063432870245707180355907194284861510906071265352409579441048101084995923962148527097370705452070577098780246282820065573711015664291991372085157016901209114191068574208680397710042842835940428451949500607613634682684113208766694028789275748528254287705759528498986306494267817198340658241873024800336013946294891687591013414935237821291805123285905335762719823771647853378892868896078424572232934360940672962436849523915563328779942134504499568866135266628078485232098208237036724121481835035731201383423L, 31221650155627849964466413749414700613823841060149524451234901677160009099014018926581094879840097248543411980533066831976617023676225625067854003317018794041723612556008471579060428898117790587991055681380408263382761841625714415879087478072771968160384909919958010983669368360788505288855946124159513118847747998656422521414980295212646675850690937883764000571667574381419144372824211798018586804674824564606122592483286575800685232128273820087791811663878057827386379787882962763290066072231248814920468264741654086011072638211075445447843691049847262485759393290853117072868406861840793895816215956869523289231421L, 29944537515397953361520922774124192605524711306753835303703478890414163510777460559798334313021216389356251874917792007638299225821018849648520673813786772452822809546571129816310207232883239771324122884804993418958309460009406342872173189008449237959577469114158991202433476710581356243815713762802478454390273808377430685157110095496727966308001254107517967559384019734279861840997239176254236069001453544559786063915970071130087811123912044312219535513880663913831358790376650439083660611831156205113873793106880255882114422025746986403355066996567909581710647746463994280444700922867397754748628425967488232530303L, 25703437855600135215185778453583925446912731661604054184163883272265503323016295700357253105301146726667897497435532579974951478354570415554221401778536104737296154316056314039449116386494323668483749833147800557403368489542273169489080222009368903993658498263905567516798684211462607069796613434661148186901892016282065916190920443378756167250809872483501712225782004396969996983057423942607174314132598421269169722518224478248836881076484639837343079324636997145199835034833367743079935361276149990997875905313642775214486046381368619638551892292787783137622261433528915269333426768947358552919740901860982679180791L]
c = [19131432661217908470262338421299691998526157790583544156741981238822158563988520225986915234570037383888112724408392918113942721994125505014727545946133307329781747600302829588248042922635714391033431930411180545085316438084317927348705241927570432757892985091396044950085462429575440060652967253845041398399648442340042970814415571904057667028157512971079384601724816308078631844480110201787343583073815186771790477712040051157180318804422120472007636722063989315320863580631330647116993819777750684150950416298085261478841177681677867236865666207391847046483954029213495373613490690687473081930148461830425717614569L, 15341898433226638235160072029875733826956799982958107910250055958334922460202554924743144122170018355117452459472017133614642242411479849369061482860570279863692425621526056862808425135267608544855833358314071200687340442512856575278712986641573012456729402660597339609443771145347181268285050728925993518704899005416187250003304581230701444705157412790787027926810710998646191467130550713600765898234392350153965811595060656753711278308005193370936296124790772689433773414703645703910742193898471800081321469055211709339846392500706523670145259024267858368216902176489814789679472227343363035428541915118378163012031L, 18715065071648040017967211297231106538139985087685358555650567057715550586464814763683688299037897182845007578571401359061213777645114414642903077003568155508465819628553747173244235936586812445440095450755154357646737087071605811984163416590278352605433362327949048243722556262979909488202442530307505819371594747936223835233586945423522256938701002370646382097846105014981763307729234675737702252155130837154876831885888669150418885088089324534892506199724486783446267336789872782137895552509353583305880144947714110009893134162185382309992604435664777436197587312317224862723813510974493087450281755452428746194446L, 2282284561224858293138480447463319262474918847630148770112472703128549032592187797289965592615199709857879008271766433462032328498580340968871260189669707518557157836592424973257334362931639831072584824103123486522582531666152363874396482744561758133655406410364442174983227005501860927820871260711861008830120617056883514525798709601744088135999465598338635794275123149165498933580159945032363880613524921913023341209439657145962332213468573402863796920571812418200814817086234262280338221161622789516829363805084715652121739036183264026120868756523770196284142271849879003202190966150390061195469351716819539183797L]
f=lambda m,e,n,c:pow(m,e,n)==c
assert(sum(map(f,[p]*4,[4]*4,n,c))==4)

ee1 = 42
ee2 = 3
ce1 = 45722651786340123946960815003059322528810481841378247280642868553607692149509126962872583037142461398806689489141741494974836882341505234255325683219092163052843461632338442529011502378931140356111756932712822516814023166068902569458299933391973504078898958921809723346229893913662577294963528318424676803942288386430172430880307619748186863890050113934573820505570928109017842647598266634344447182347849367714564686341871007505886728393751147033556889217604647355628557502208364412269944908011305064122941446516990168924709684092200183860653173856272384
ce2 = 13908468332333567158469136439932325992349696889129103935400760239319454409539725389747059213835238373047899198211128689374049729578146875309231962936554403287882999967840346216695208424582739777034261079550395918048421086843927009452479936045850799096750074359160775182238980989229190157551197830879877097703347301072427149474991803868325769967332356950863518504965486565464059770451458557744949735282131727956056279292800694203866167270268988437389945703117070604488999247750139568614939965885211276821987586882908159585863514561191905040244967655444219603287214405014887994238259270716355378069726760953320025828158
tmp = 864078778078609835167779565982540757684070450697854309005171742813414963447462554999012718960925081621571487444725528982424037419052194840720949809891134854871222612682162490991065015935449289960707882463387
n = 15911581555796798614711625288508309704791837516232122410440958830726078821069050404012820896260071751380436992710638364294658173571101596931605797509712839622479368850251206419748090059752427303611760004621378226431226983665746837779056271530181865648115862947527212787824629516204832313026456390047768174765687040950636530480549014401279054346098030395100387004111574278813749630986724706263655166289586230453975953773791945408589484679371854113457758157492241225180907090235116325034822993748409011554673180494306003272836905082473475046277554085737627846557240367696214081276345071055578169299060706794192776825039
assert(pow(e1,ee1,n)==ce1)
assert(pow(e2+tmp,ee2,n)==ce2)

e = 46531
n = 16278524034278364842964386062476113517067911891699789991355982121084973951738324063305190630865511554888330215827724887964565979607808294168282995825864982603759381323048907814961279012375346497781046417204954101076457350988751188332353062731641153547102721113593787978587135707313755661153376485647168543680503160420091693269984008764444291289486805840439906620313162344057956594836197521501755378387944609246120662335790110901623740990451586621846212047950084207251595169141015645449217847180683357626383565631317253913942886396494396189837432429078251573229378917400841832190737518763297323901586866664595327850603
c = 14992132140996160330967307558503117255626925777426611978518339050671013041490724616892634911030918360867974894371539160853827180596100892180735770688723270765387697604426715670445270819626709364566478781273676115921657967761494619448095207169386364541164659123273236874649888236433399127407801843412677293516986398190165291102109310458304626261648346825196743539220198199366711858135271877662410355585767124059539217274691606825103355310348607611233052725805236763220343249873849646219850954945346791015858261715967952461021650307307454434510851869862964236227932964442289459508441345652423088404453536608812799355469
hint=int(binascii.hexlify(hint),16)
assert(q1p*q1q==n)
assert(q1p<q1q)
assert(c==pow(hint,e,n))

flag=int(binascii.hexlify(flag),16)
q1=q1p
q2 = 114401188227479584680884046151299704656920536168767132916589182357583461053336386996123783294932566567773695426689447410311969456458574731187512974868297092638677515283584994416382872450167046416573472658841627690987228528798356894803559278308702635288537653192098514966089168123710854679638671424978221959513
c1 = 262739975753930281690942784321252339035906196846340713237510382364557685379543498765074448825799342194332681181129770046075018122033421983227887719610112028230603166527303021036386350781414447347150383783816869784006598225583375458609586450854602862569022571672049158809874763812834044257419199631217527367046624888837755311215081173386523806086783266198390289097231168172692326653657393522561741947951887577156666663584249108899327053951891486355179939770150550995812478327735917006194574412518819299303783243886962455399783601229227718787081785391010424030509937403600351414176138124705168002288620664809270046124
c2 = 7395591129228876649030819616685821899204832684995757724924450812977470787822266387122334722132760470911599176362617225218345404468270014548817267727669872896838106451520392806497466576907063295603746660003188440170919490157250829308173310715318925771643105064882620746171266499859049038016902162599261409050907140823352990750298239508355767238575709803167676810456559665476121149766947851911064706646506705397091626648713684511780456955453552020460909638016134124590438425738826828694773960514221910109473941451471431637903182205738738109429736425025621308300895473186381826756650667842656050416299166317372707709596
assert(c1==pow(flag,e1,p*q1))
assert(c2==pow(flag,e2,p*q2))

低指数广播

1
2
f=lambda m,e,n,c:pow(m,e,n)==c
assert(sum(map(f,[p]*4,[4]*4,n,c))==4)

我们可以得到以下方程组

{c0p4modn0c1p4modn1c2p4modn2c3p4modn3\begin{cases} c_{0} ≡ p^{4} \mod n_{0} \\ c_{1} ≡ p^{4} \mod n_{1} \\ c_{2} ≡ p^{4} \mod n_{2} \\ c_{3} ≡ p^{4} \mod n_{3} \end{cases}

使用CRT即可求出p的值

低指数

1
2
assert(pow(e1,ee1,n)==ce1)
assert(pow(e2+tmp,ee2,n)==ce2)

cmemodnc ≡ m^{e} \mod n
me=c+knm^{e} = c + k*n
爆破k即可求出 mem^{e}
m=meem = \sqrt[e]{m^{e}}

分解n

1
2
3
4
hint=int(binascii.hexlify(hint),16)
assert(q1p*q1q==n)
assert(q1p<q1q)
assert(c==pow(hint,e,n))

在线分解n得到q1p与q1q
剩下的就是基操

CRT

1
2
assert(c1==pow(flag,e1,p*q1))
assert(c2==pow(flag,e2,p*q2))

这里有
phi1=(p1)(q11)phi1 = (p - 1)*(q_{1} - 1)
phi2=(p1)(q21)phi2 = (p - 1)*(q_{2} - 1)

而在求d时,e1在模phi1时不存在逆元,e2在模phi2时不存在逆元
即e,phi不互素
这里需要进行推算
e=abe = a * b
b=gcd(e,phi)b = gcd(e, phi)
a=e//ba = e // b
ed1modphie * d ≡ 1 \mod phi
abd1modphia * b * d ≡ 1 \mod phi
bd=invert(a,phi)bd = invert(a, phi)
cmemabmodnc ≡ m^{e} ≡ m^{ab} \mod n
cbd(mab)bdmabbdmbmodbc^{bd} ≡ (m^{ab})^{bd} ≡ m^{abbd} ≡ m^b \mod b
这里计算得出 b1 = b2 = 14

思路扩展:

  • 若b为2则可以使用Rabin Attack
  • 若b为特别小的值则可以使用低指数的办法进行爆破

但是14次方对于爆破来说过于困难,需要结合两个式子进行CRT

{c1=m14modpq1c2=m14modpq2\begin{cases} c_{1} = m^{14} \mod p*q_{1} \\ c_{2} = m^{14} \mod p*q_{2} \end{cases}

那么可以对式子进行进一步的分解

{c1=m14modpc2=m14modq1c3=m14modq2\begin{cases} c_{1} = m^{14} \mod p \\ c_{2} = m^{14} \mod q_{1} \\ c_{3} = m^{14} \mod q_{2} \end{cases}

使用CRT可以得到 pq1q2p*q_{1}*q_{2} 范围内 m14m^{14} 的特解 m1m_{1}
m2m1modq1q2m_{2} ≡ m_{1} \mod q_{1}*q_{2}

m2m14modq1q2m_{2} ≡ m^{14} \mod q_{1}*q_{2}
gcd(14,(q11)(q21))=2gcd(14, (q_{1} - 1)*(q_{2} - 1)) = 2
那么可以再一次对式子进行变换
cm2modnc ≡ m^{2} \mod n
这里c的位数为702,而n的位数为2047,直接开方即可得到flag

Code

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
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
import binascii
import gmpy2

n = [20129615352491765499340112943188317180548761597861300847305827141510465619670536844634558246439230371658836928103063432870245707180355907194284861510906071265352409579441048101084995923962148527097370705452070577098780246282820065573711015664291991372085157016901209114191068574208680397710042842835940428451949500607613634682684113208766694028789275748528254287705759528498986306494267817198340658241873024800336013946294891687591013414935237821291805123285905335762719823771647853378892868896078424572232934360940672962436849523915563328779942134504499568866135266628078485232098208237036724121481835035731201383423, 31221650155627849964466413749414700613823841060149524451234901677160009099014018926581094879840097248543411980533066831976617023676225625067854003317018794041723612556008471579060428898117790587991055681380408263382761841625714415879087478072771968160384909919958010983669368360788505288855946124159513118847747998656422521414980295212646675850690937883764000571667574381419144372824211798018586804674824564606122592483286575800685232128273820087791811663878057827386379787882962763290066072231248814920468264741654086011072638211075445447843691049847262485759393290853117072868406861840793895816215956869523289231421, 29944537515397953361520922774124192605524711306753835303703478890414163510777460559798334313021216389356251874917792007638299225821018849648520673813786772452822809546571129816310207232883239771324122884804993418958309460009406342872173189008449237959577469114158991202433476710581356243815713762802478454390273808377430685157110095496727966308001254107517967559384019734279861840997239176254236069001453544559786063915970071130087811123912044312219535513880663913831358790376650439083660611831156205113873793106880255882114422025746986403355066996567909581710647746463994280444700922867397754748628425967488232530303, 25703437855600135215185778453583925446912731661604054184163883272265503323016295700357253105301146726667897497435532579974951478354570415554221401778536104737296154316056314039449116386494323668483749833147800557403368489542273169489080222009368903993658498263905567516798684211462607069796613434661148186901892016282065916190920443378756167250809872483501712225782004396969996983057423942607174314132598421269169722518224478248836881076484639837343079324636997145199835034833367743079935361276149990997875905313642775214486046381368619638551892292787783137622261433528915269333426768947358552919740901860982679180791]
c = [19131432661217908470262338421299691998526157790583544156741981238822158563988520225986915234570037383888112724408392918113942721994125505014727545946133307329781747600302829588248042922635714391033431930411180545085316438084317927348705241927570432757892985091396044950085462429575440060652967253845041398399648442340042970814415571904057667028157512971079384601724816308078631844480110201787343583073815186771790477712040051157180318804422120472007636722063989315320863580631330647116993819777750684150950416298085261478841177681677867236865666207391847046483954029213495373613490690687473081930148461830425717614569, 15341898433226638235160072029875733826956799982958107910250055958334922460202554924743144122170018355117452459472017133614642242411479849369061482860570279863692425621526056862808425135267608544855833358314071200687340442512856575278712986641573012456729402660597339609443771145347181268285050728925993518704899005416187250003304581230701444705157412790787027926810710998646191467130550713600765898234392350153965811595060656753711278308005193370936296124790772689433773414703645703910742193898471800081321469055211709339846392500706523670145259024267858368216902176489814789679472227343363035428541915118378163012031, 18715065071648040017967211297231106538139985087685358555650567057715550586464814763683688299037897182845007578571401359061213777645114414642903077003568155508465819628553747173244235936586812445440095450755154357646737087071605811984163416590278352605433362327949048243722556262979909488202442530307505819371594747936223835233586945423522256938701002370646382097846105014981763307729234675737702252155130837154876831885888669150418885088089324534892506199724486783446267336789872782137895552509353583305880144947714110009893134162185382309992604435664777436197587312317224862723813510974493087450281755452428746194446, 2282284561224858293138480447463319262474918847630148770112472703128549032592187797289965592615199709857879008271766433462032328498580340968871260189669707518557157836592424973257334362931639831072584824103123486522582531666152363874396482744561758133655406410364442174983227005501860927820871260711861008830120617056883514525798709601744088135999465598338635794275123149165498933580159945032363880613524921913023341209439657145962332213468573402863796920571812418200814817086234262280338221161622789516829363805084715652121739036183264026120868756523770196284142271849879003202190966150390061195469351716819539183797]

#低指数广播
k0 = gmpy2.invert(n[1]*n[2], n[0])
k1 = gmpy2.invert(n[0]*n[2], n[1])
k2 = gmpy2.invert(n[0]*n[1], n[2])
p = gmpy2.iroot((n[1]*n[2]*k0*c[0] + n[0]*n[2]*k1*c[1] + n[0]*n[1]*k2*c[2])%(n[0]*n[1]*n[2]),4)[0]

ee1 = 42
ee2 = 3
ce1 = 45722651786340123946960815003059322528810481841378247280642868553607692149509126962872583037142461398806689489141741494974836882341505234255325683219092163052843461632338442529011502378931140356111756932712822516814023166068902569458299933391973504078898958921809723346229893913662577294963528318424676803942288386430172430880307619748186863890050113934573820505570928109017842647598266634344447182347849367714564686341871007505886728393751147033556889217604647355628557502208364412269944908011305064122941446516990168924709684092200183860653173856272384
ce2 = 13908468332333567158469136439932325992349696889129103935400760239319454409539725389747059213835238373047899198211128689374049729578146875309231962936554403287882999967840346216695208424582739777034261079550395918048421086843927009452479936045850799096750074359160775182238980989229190157551197830879877097703347301072427149474991803868325769967332356950863518504965486565464059770451458557744949735282131727956056279292800694203866167270268988437389945703117070604488999247750139568614939965885211276821987586882908159585863514561191905040244967655444219603287214405014887994238259270716355378069726760953320025828158
tmp = 864078778078609835167779565982540757684070450697854309005171742813414963447462554999012718960925081621571487444725528982424037419052194840720949809891134854871222612682162490991065015935449289960707882463387
n = 15911581555796798614711625288508309704791837516232122410440958830726078821069050404012820896260071751380436992710638364294658173571101596931605797509712839622479368850251206419748090059752427303611760004621378226431226983665746837779056271530181865648115862947527212787824629516204832313026456390047768174765687040950636530480549014401279054346098030395100387004111574278813749630986724706263655166289586230453975953773791945408589484679371854113457758157492241225180907090235116325034822993748409011554673180494306003272836905082473475046277554085737627846557240367696214081276345071055578169299060706794192776825039

#低指数
for i in range(0,10000000):
k = gmpy2.iroot(i*n+ce1, ee1)
if k[1] == True:
e1 = k[0]
break

for i in range(0,100000):
k = gmpy2.iroot(i*n+ce2, ee2)
if k[1] == True:
e2tmp = k[0]
e2 = e2tmp - tmp
break

e = 46531
n = 16278524034278364842964386062476113517067911891699789991355982121084973951738324063305190630865511554888330215827724887964565979607808294168282995825864982603759381323048907814961279012375346497781046417204954101076457350988751188332353062731641153547102721113593787978587135707313755661153376485647168543680503160420091693269984008764444291289486805840439906620313162344057956594836197521501755378387944609246120662335790110901623740990451586621846212047950084207251595169141015645449217847180683357626383565631317253913942886396494396189837432429078251573229378917400841832190737518763297323901586866664595327850603
c = 14992132140996160330967307558503117255626925777426611978518339050671013041490724616892634911030918360867974894371539160853827180596100892180735770688723270765387697604426715670445270819626709364566478781273676115921657967761494619448095207169386364541164659123273236874649888236433399127407801843412677293516986398190165291102109310458304626261648346825196743539220198199366711858135271877662410355585767124059539217274691606825103355310348607611233052725805236763220343249873849646219850954945346791015858261715967952461021650307307454434510851869862964236227932964442289459508441345652423088404453536608812799355469
q1p = 127587319253436643569312142058559706815497211661083866592534217079310497260365307426095661281103710042392775453866174657404985539066741684196020137840472950102380232067786400322600902938984916355631714439668326671310160916766472897536055371474076089779472372913037040153356437528808922911484049460342088834871
q1q = 127587319253436643569312142058559706815497211661083866592534217079310497260365307426095661281103710042392775453866174657404985539066741684196020137840472950102380232067786400322600902938984916355631714439668326671310160916766472897536055371474076089779472372913037040153356437528808922911484049460342088835693

#分解n
phi = (q1p - 1)*(q1q - 1)
d = gmpy2.invert(e, phi)
hint = binascii.unhexlify(hex(pow(c, d, n))[2:].encode())
print(hint)

q1=q1p
q2 = 114401188227479584680884046151299704656920536168767132916589182357583461053336386996123783294932566567773695426689447410311969456458574731187512974868297092638677515283584994416382872450167046416573472658841627690987228528798356894803559278308702635288537653192098514966089168123710854679638671424978221959513
c1 = 262739975753930281690942784321252339035906196846340713237510382364557685379543498765074448825799342194332681181129770046075018122033421983227887719610112028230603166527303021036386350781414447347150383783816869784006598225583375458609586450854602862569022571672049158809874763812834044257419199631217527367046624888837755311215081173386523806086783266198390289097231168172692326653657393522561741947951887577156666663584249108899327053951891486355179939770150550995812478327735917006194574412518819299303783243886962455399783601229227718787081785391010424030509937403600351414176138124705168002288620664809270046124
c2 = 7395591129228876649030819616685821899204832684995757724924450812977470787822266387122334722132760470911599176362617225218345404468270014548817267727669872896838106451520392806497466576907063295603746660003188440170919490157250829308173310715318925771643105064882620746171266499859049038016902162599261409050907140823352990750298239508355767238575709803167676810456559665476121149766947851911064706646506705397091626648713684511780456955453552020460909638016134124590438425738826828694773960514221910109473941451471431637903182205738738109429736425025621308300895473186381826756650667842656050416299166317372707709596

#CRT
phi1 = (p - 1)*(q1 - 1)
b1 = gmpy2.gcd(e1, phi1)
a1 = e1 // b1
bd1 = gmpy2.invert(a1, phi1)
flagb1 = pow(c1, bd1, p*q1)

phi2 = (p - 1)*(q2 - 1)
b2 = gmpy2.gcd(e2, phi2)
a2 = e2 // b2
bd2 = gmpy2.invert(a2, phi2)
flagb2 = pow(c2, bd2, p*q2)

n01 = p
n02 = q1
n03 = q2
c01 = flagb1 % n01
c02 = flagb1 % n02
c03 = flagb2 % n03
k01 = gmpy2.invert(n02*n03, n01)
k02 = gmpy2.invert(n01*n03, n02)
k03 = gmpy2.invert(n01*n02, n03)
n3 = q1 * q2
flag14 = (n02*n03*k01*c01 + n01*n03*k02*c02 + n01*n02*k03*c03)%(n01*n02*n03)%n3
phi3 = (q1 - 1)*(q2 - 1)
e3 = b1
b3 = gmpy2.gcd(e3, phi3)
a3 = e3 // b3
bd3 = gmpy2.invert(a3, phi3)
flag2 = pow(flag14, bd3, n3)
flag = gmpy2.iroot(flag2, 2)[0]
print(binascii.unhexlify(hex(flag)[2:].encode()))

[NPUCTF2020]认清形势,建立信心

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
from Crypto.Util.number import *
from gmpy2 import *
from secret import flag

p = getPrime(25)
e = # Hidden
q = getPrime(25)
n = p * q
m = bytes_to_long(flag.strip(b"npuctf{").strip(b"}"))

c = pow(m, e, n)
print(c)
print(pow(2, e, n))
print(pow(4, e, n))
print(pow(8, e, n))

'''
169169912654178
128509160179202
518818742414340
358553002064450
'''

算式推导

{c12emodnc24emodnc38emodn\begin{cases} c_{1} ≡ 2^{e} \mod n \\ c_{2} ≡ 4^{e} \mod n \\ c_{3} ≡ 8^{e} \mod n \end{cases}

c12(2e)24ec2modnc_{1}^{2} ≡ (2^{e})^{2} ≡ 4^{e} ≡ c_{2} \mod n
c12c20modnc_{1}^{2} - c_{2} ≡ 0 \mod n
c12c2=k1nc_{1}^{2} - c_{2} = k_{1}*n

c13(2e)38ec3modnc_{1}^{3} ≡ (2^{e})^{3} ≡ 8^{e} ≡ c_{3} \mod n
c13c30modnc_{1}^{3} - c_{3} ≡ 0 \mod n
c12c2=k2nc_{1}^{2} - c_{2} = k_{2}*n

gcd(k1n,k2n)=gcd(k1,k2)ngcd(k_{1}*n, k_{2}*n) = gcd(k_{1}, k_{2})*n

Discrete Log

1
2
3
4
5
F = IntegerModRing(n)
e = bsgs(F(2), F(c1), (0, 2**32))
#########
import sympy
sympy.discrete_log(n, c1, 2)

Code

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
c = 169169912654178
c1 = 128509160179202
c2 = 518818742414340
c3 = 358553002064450

import gmpy2
import sympy
from Crypto.Util.number import *
n1 = gmpy2.gcd(c1*c1 - c2,c1**3 - c3)
n = n1 // 2
p = 18195301
q = 28977097
F = IntegerModRing(n)
e = bsgs(F(2), F(c1), (0, 2**32))
#e = sympy.discrete_log(n, c1, 2)
phi = (p - 1)*(q - 1)
d = gmpy2.invert(e, phi)
flag = pow(c, d, n)
print(long_to_bytes(flag))

[watevrCTF 2019]Swedish RSA

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
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
flag = bytearray(raw_input())
flag = list(flag)
length = len(flag)
bits = 16

## Prime for Finite Field.
p = random_prime(2^bits-1, False, 2^(bits-1))

file_out = open("downloads/polynomial_rsa.txt", "w")
file_out.write("Prime: " + str(p) + "\n")

## Univariate Polynomial Ring in y over Finite Field of size p
R.<y> = PolynomialRing(GF(p))

## Analogous to the primes in Z
def gen_irreducable_poly(deg):
while True:
out = R.random_element(degree=deg)
if out.is_irreducible():
return out


## Polynomial "primes"
P = gen_irreducable_poly(ZZ.random_element(length, 2*length))
Q = gen_irreducable_poly(ZZ.random_element(length, 2*length))

## Public exponent key
e = 65537

## Modulus
N = P*Q
file_out.write("Modulus: " + str(N) + "\n")

## Univariate Quotient Polynomial Ring in x over Finite Field of size 659 with modulus N(x)
S.<x> = R.quotient(N)

## Encrypt
m = S(flag)
c = m^e

file_out.write("Ciphertext: " + str(c))
file_out.close()
############
Prime: 43753
Modulus: 34036*y^177 + 23068*y^176 + 13147*y^175 + 36344*y^174 + 10045*y^173 + 41049*y^172 + 17786*y^171 + 16601*y^170 + 7929*y^169 + 37570*y^168 + 990*y^167 + 9622*y^166 + 39273*y^165 + 35284*y^164 + 15632*y^163 + 18850*y^162 + 8800*y^161 + 33148*y^160 + 12147*y^159 + 40487*y^158 + 6407*y^157 + 34111*y^156 + 8446*y^155 + 21908*y^154 + 16812*y^153 + 40624*y^152 + 43506*y^151 + 39116*y^150 + 33011*y^149 + 23914*y^148 + 2210*y^147 + 23196*y^146 + 43359*y^145 + 34455*y^144 + 17684*y^143 + 25262*y^142 + 982*y^141 + 24015*y^140 + 27968*y^139 + 37463*y^138 + 10667*y^137 + 39519*y^136 + 31176*y^135 + 27520*y^134 + 32118*y^133 + 8333*y^132 + 38945*y^131 + 34713*y^130 + 1107*y^129 + 43604*y^128 + 4433*y^127 + 18110*y^126 + 17658*y^125 + 32354*y^124 + 3219*y^123 + 40238*y^122 + 10439*y^121 + 3669*y^120 + 8713*y^119 + 21027*y^118 + 29480*y^117 + 5477*y^116 + 24332*y^115 + 43480*y^114 + 33406*y^113 + 43121*y^112 + 1114*y^111 + 17198*y^110 + 22829*y^109 + 24424*y^108 + 16523*y^107 + 20424*y^106 + 36206*y^105 + 41849*y^104 + 3584*y^103 + 26500*y^102 + 31897*y^101 + 34640*y^100 + 27449*y^99 + 30962*y^98 + 41434*y^97 + 22125*y^96 + 24314*y^95 + 3944*y^94 + 18400*y^93 + 38476*y^92 + 28904*y^91 + 27936*y^90 + 41867*y^89 + 25573*y^88 + 25659*y^87 + 33443*y^86 + 18435*y^85 + 5934*y^84 + 38030*y^83 + 17563*y^82 + 24086*y^81 + 36782*y^80 + 20922*y^79 + 38933*y^78 + 23448*y^77 + 10599*y^76 + 7156*y^75 + 29044*y^74 + 23605*y^73 + 7657*y^72 + 28200*y^71 + 2431*y^70 + 3860*y^69 + 23259*y^68 + 14590*y^67 + 33631*y^66 + 15673*y^65 + 36049*y^64 + 29728*y^63 + 22413*y^62 + 18602*y^61 + 18557*y^60 + 23505*y^59 + 17642*y^58 + 12595*y^57 + 17255*y^56 + 15316*y^55 + 8948*y^54 + 38*y^53 + 40329*y^52 + 9823*y^51 + 5798*y^50 + 6379*y^49 + 8662*y^48 + 34640*y^47 + 38321*y^46 + 18760*y^45 + 13135*y^44 + 15926*y^43 + 34952*y^42 + 28940*y^41 + 13558*y^40 + 42579*y^39 + 38015*y^38 + 33788*y^37 + 12381*y^36 + 195*y^35 + 13709*y^34 + 31500*y^33 + 32994*y^32 + 30486*y^31 + 40414*y^30 + 2578*y^29 + 30525*y^28 + 43067*y^27 + 6195*y^26 + 36288*y^25 + 23236*y^24 + 21493*y^23 + 15808*y^22 + 34500*y^21 + 6390*y^20 + 42994*y^19 + 42151*y^18 + 19248*y^17 + 19291*y^16 + 8124*y^15 + 40161*y^14 + 24726*y^13 + 31874*y^12 + 30272*y^11 + 30761*y^10 + 2296*y^9 + 11017*y^8 + 16559*y^7 + 28949*y^6 + 40499*y^5 + 22377*y^4 + 33628*y^3 + 30598*y^2 + 4386*y + 23814
Ciphertext: 5209*x^176 + 10881*x^175 + 31096*x^174 + 23354*x^173 + 28337*x^172 + 15982*x^171 + 13515*x^170 + 21641*x^169 + 10254*x^168 + 34588*x^167 + 27434*x^166 + 29552*x^165 + 7105*x^164 + 22604*x^163 + 41253*x^162 + 42675*x^161 + 21153*x^160 + 32838*x^159 + 34391*x^158 + 832*x^157 + 720*x^156 + 22883*x^155 + 19236*x^154 + 33772*x^153 + 5020*x^152 + 17943*x^151 + 26967*x^150 + 30847*x^149 + 10306*x^148 + 33966*x^147 + 43255*x^146 + 20342*x^145 + 4474*x^144 + 3490*x^143 + 38033*x^142 + 11224*x^141 + 30565*x^140 + 31967*x^139 + 32382*x^138 + 9759*x^137 + 1030*x^136 + 32122*x^135 + 42614*x^134 + 14280*x^133 + 16533*x^132 + 32676*x^131 + 43070*x^130 + 36009*x^129 + 28497*x^128 + 2940*x^127 + 9747*x^126 + 22758*x^125 + 16615*x^124 + 14086*x^123 + 13038*x^122 + 39603*x^121 + 36260*x^120 + 32502*x^119 + 17619*x^118 + 17700*x^117 + 15083*x^116 + 11311*x^115 + 36496*x^114 + 1300*x^113 + 13601*x^112 + 43425*x^111 + 10376*x^110 + 11551*x^109 + 13684*x^108 + 14955*x^107 + 6661*x^106 + 12674*x^105 + 21534*x^104 + 32132*x^103 + 34135*x^102 + 43684*x^101 + 837*x^100 + 29311*x^99 + 4849*x^98 + 26632*x^97 + 26662*x^96 + 10159*x^95 + 32657*x^94 + 12149*x^93 + 17858*x^92 + 35805*x^91 + 19391*x^90 + 30884*x^89 + 42039*x^88 + 17292*x^87 + 4694*x^86 + 1497*x^85 + 1744*x^84 + 31071*x^83 + 26246*x^82 + 24402*x^81 + 22068*x^80 + 39263*x^79 + 23703*x^78 + 21484*x^77 + 12241*x^76 + 28821*x^75 + 32886*x^74 + 43075*x^73 + 35741*x^72 + 19936*x^71 + 37219*x^70 + 33411*x^69 + 8301*x^68 + 12949*x^67 + 28611*x^66 + 42654*x^65 + 6910*x^64 + 18523*x^63 + 31144*x^62 + 21398*x^61 + 36298*x^60 + 27158*x^59 + 918*x^58 + 38601*x^57 + 4269*x^56 + 5699*x^55 + 36444*x^54 + 34791*x^53 + 37978*x^52 + 32481*x^51 + 8039*x^50 + 11012*x^49 + 11454*x^48 + 30450*x^47 + 1381*x^46 + 32403*x^45 + 8202*x^44 + 8404*x^43 + 37648*x^42 + 43696*x^41 + 34237*x^40 + 36490*x^39 + 41423*x^38 + 35792*x^37 + 36950*x^36 + 31086*x^35 + 38970*x^34 + 12439*x^33 + 7963*x^32 + 16150*x^31 + 11382*x^30 + 3038*x^29 + 20157*x^28 + 23531*x^27 + 32866*x^26 + 5428*x^25 + 21132*x^24 + 13443*x^23 + 28909*x^22 + 42716*x^21 + 6567*x^20 + 24744*x^19 + 8727*x^18 + 14895*x^17 + 28172*x^16 + 30903*x^15 + 26608*x^14 + 27314*x^13 + 42224*x^12 + 42551*x^11 + 37726*x^10 + 11203*x^9 + 36816*x^8 + 5537*x^7 + 20301*x^6 + 17591*x^5 + 41279*x^4 + 7999*x^3 + 33753*x^2 + 34551*x + 9659

多项式环

第一次见到RSA与多项式环结合的题
使用sage分解n得到两个多项式,分别为p和q

1
(34036) * (y^65 + 39688*y^64 + 22199*y^63 + 41942*y^62 + 7803*y^61 + 19710*y^60 + 14794*y^59 + 41388*y^58 + 2418*y^57 + 19208*y^56 + 39941*y^55 + 36392*y^54 + 19813*y^53 + 33864*y^52 + 29099*y^51 + 15484*y^50 + 27185*y^49 + 27721*y^48 + 31508*y^47 + 19404*y^46 + 10134*y^45 + 43481*y^44 + 3899*y^43 + 32849*y^42 + 3534*y^41 + 32086*y^40 + 14221*y^39 + 42982*y^38 + 1403*y^37 + 1619*y^36 + 36054*y^35 + 33615*y^34 + 6628*y^33 + 31709*y^32 + 6968*y^31 + 28517*y^30 + 12938*y^29 + 21124*y^28 + 10400*y^27 + 28889*y^26 + 7273*y^25 + 36442*y^24 + 14935*y^23 + 29365*y^22 + 4869*y^21 + 43562*y^20 + 6435*y^19 + 4403*y^18 + 32311*y^17 + 7575*y^16 + 28199*y^15 + 28065*y^14 + 23870*y^13 + 37314*y^12 + 15299*y^11 + 7082*y^10 + 36230*y^9 + 18367*y^8 + 12531*y^7 + 25906*y^6 + 26878*y^5 + 43073*y^4 + 11582*y^3 + 4482*y^2 + 35044*y + 31388) * (y^112 + 31097*y^111 + 15815*y^110 + 17170*y^109 + 43684*y^108 + 16873*y^107 + 17269*y^106 + 10853*y^105 + 10690*y^104 + 24864*y^103 + 10224*y^102 + 28704*y^101 + 16049*y^100 + 1154*y^99 + 40034*y^98 + 29922*y^97 + 27404*y^96 + 32514*y^95 + 40962*y^94 + 32858*y^93 + 36590*y^92 + 41302*y^91 + 20803*y^90 + 43521*y^89 + 13746*y^88 + 19857*y^87 + 21539*y^86 + 36888*y^85 + 16032*y^84 + 35825*y^83 + 24705*y^82 + 31143*y^81 + 22088*y^80 + 6686*y^79 + 37947*y^78 + 5661*y^77 + 29405*y^76 + 36071*y^75 + 35492*y^74 + 28985*y^73 + 36015*y^72 + 24095*y^71 + 34920*y^70 + 6615*y^69 + 9606*y^68 + 4255*y^67 + 22981*y^66 + 3910*y^65 + 23897*y^64 + 22711*y^63 + 23350*y^62 + 7969*y^61 + 8558*y^60 + 8001*y^59 + 8431*y^58 + 3314*y^57 + 23364*y^56 + 39391*y^55 + 32722*y^54 + 2543*y^53 + 22196*y^52 + 24189*y^51 + 19420*y^50 + 10649*y^49 + 19070*y^48 + 23863*y^47 + 19597*y^46 + 39699*y^45 + 7620*y^44 + 25067*y^43 + 29912*y^42 + 14998*y^41 + 14492*y^40 + 31322*y^39 + 43145*y^38 + 32006*y^37 + 38976*y^36 + 32534*y^35 + 6972*y^34 + 37351*y^33 + 30104*y^32 + 6032*y^31 + 33729*y^30 + 27110*y^29 + 5268*y^28 + 2974*y^27 + 2985*y^26 + 31610*y^25 + 28364*y^24 + 34924*y^23 + 17414*y^22 + 28813*y^21 + 43680*y^20 + 32175*y^19 + 18248*y^18 + 25171*y^17 + 31185*y^16 + 30125*y^15 + 36836*y^14 + 7218*y^13 + 11292*y^12 + 31123*y^11 + 40360*y^10 + 34093*y^9 + 39606*y^8 + 2788*y^7 + 27277*y^6 + 21835*y^5 + 1331*y^4 + 32614*y^3 + 25020*y^2 + 20981*y + 12108)

欧拉函数

如果对多项式环不清楚的话,可能就直接计算 phi=(p1)(q1)phi=(p - 1)*(q - 1)
这里需要提一下欧拉函数的定义 phi(n)phi(n):小于或等于n的正整数中与n互质的数的数目
那么这里运用欧拉函数的性质之一:phi(ab)=phi(a)phi(b)phi(a*b)=phi(a)*phi(b)
phi(n)phi(n) 的问题转换到 phi(p)phi(p)phi(q)phi(q)
在多项式的情况下, phi(p)phi(p) 表示不高于p(x)幂级的环内所有多项式中,与p(x)无公因式的其他多项式的个数
这里p为不可约多项式(见代码),相当于多项式环中的"素数"。所以每一个不高于p(x)幂级的环内多项式均满足欧拉函数的条件
有限域的大小为43753,多项式p的最高次幂为65,则 phi(p)=(43753651)phi(p) = (43753^{65} - 1)
同理 phi(q)=(437531121)phi(q) = (43753^{112} - 1)
phi(n)=phi(p)phi(q)=(43753651)(437531121)phi(n) = phi(p)*phi(q) = (43753^{65} - 1)*(43753^{112} - 1)

值得一提的是,解出的明文以多项式的形式给出

1
125*y^62 + 111*y^61 + 114*y^60 + 117*y^59 + 53*y^58 + 51*y^57 + 51*y^56 + 100*y^55 + 106*y^54 + 110*y^53 + 102*y^52 + 106*y^51 + 100*y^50 + 104*y^49 + 101*y^48 + 117*y^47 + 52*y^46 + 52*y^45 + 57*y^44 + 48*y^43 + 50*y^42 + 107*y^41 + 35*y^40 + 101*y^39 + 114*y^38 + 117*y^37 + 99*y^36 + 101*y^35 + 115*y^34 + 110*y^33 + 105*y^32 + 95*y^31 + 116*y^30 + 117*y^29 + 98*y^28 + 95*y^27 + 110*y^26 + 117*y^25 + 102*y^24 + 95*y^23 + 115*y^22 + 105*y^21 + 95*y^20 + 97*y^19 + 101*y^18 + 107*y^17 + 105*y^16 + 95*y^15 + 109*y^14 + 111*y^13 + 114*y^12 + 102*y^11 + 95*y^10 + 65*y^9 + 83*y^8 + 82*y^7 + 123*y^6 + 114*y^5 + 118*y^4 + 101*y^3 + 116*y^2 + 97*y + 119

幂代表位数,系数即为flag的内容

Code

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
R.<y> = PolynomialRing(GF(43753))
n = R("34036*y^177 + 23068*y^176 + 13147*y^175 + 36344*y^174 + 10045*y^173 + 41049*y^172 + 17786*y^171 + 16601*y^170 + 7929*y^169 + 37570*y^168 + 990*y^167 + 9622*y^166 + 39273*y^165 + 35284*y^164 + 15632*y^163 + 18850*y^162 + 8800*y^161 + 33148*y^160 + 12147*y^159 + 40487*y^158 + 6407*y^157 + 34111*y^156 + 8446*y^155 + 21908*y^154 + 16812*y^153 + 40624*y^152 + 43506*y^151 + 39116*y^150 + 33011*y^149 + 23914*y^148 + 2210*y^147 + 23196*y^146 + 43359*y^145 + 34455*y^144 + 17684*y^143 + 25262*y^142 + 982*y^141 + 24015*y^140 + 27968*y^139 + 37463*y^138 + 10667*y^137 + 39519*y^136 + 31176*y^135 + 27520*y^134 + 32118*y^133 + 8333*y^132 + 38945*y^131 + 34713*y^130 + 1107*y^129 + 43604*y^128 + 4433*y^127 + 18110*y^126 + 17658*y^125 + 32354*y^124 + 3219*y^123 + 40238*y^122 + 10439*y^121 + 3669*y^120 + 8713*y^119 + 21027*y^118 + 29480*y^117 + 5477*y^116 + 24332*y^115 + 43480*y^114 + 33406*y^113 + 43121*y^112 + 1114*y^111 + 17198*y^110 + 22829*y^109 + 24424*y^108 + 16523*y^107 + 20424*y^106 + 36206*y^105 + 41849*y^104 + 3584*y^103 + 26500*y^102 + 31897*y^101 + 34640*y^100 + 27449*y^99 + 30962*y^98 + 41434*y^97 + 22125*y^96 + 24314*y^95 + 3944*y^94 + 18400*y^93 + 38476*y^92 + 28904*y^91 + 27936*y^90 + 41867*y^89 + 25573*y^88 + 25659*y^87 + 33443*y^86 + 18435*y^85 + 5934*y^84 + 38030*y^83 + 17563*y^82 + 24086*y^81 + 36782*y^80 + 20922*y^79 + 38933*y^78 + 23448*y^77 + 10599*y^76 + 7156*y^75 + 29044*y^74 + 23605*y^73 + 7657*y^72 + 28200*y^71 + 2431*y^70 + 3860*y^69 + 23259*y^68 + 14590*y^67 + 33631*y^66 + 15673*y^65 + 36049*y^64 + 29728*y^63 + 22413*y^62 + 18602*y^61 + 18557*y^60 + 23505*y^59 + 17642*y^58 + 12595*y^57 + 17255*y^56 + 15316*y^55 + 8948*y^54 + 38*y^53 + 40329*y^52 + 9823*y^51 + 5798*y^50 + 6379*y^49 + 8662*y^48 + 34640*y^47 + 38321*y^46 + 18760*y^45 + 13135*y^44 + 15926*y^43 + 34952*y^42 + 28940*y^41 + 13558*y^40 + 42579*y^39 + 38015*y^38 + 33788*y^37 + 12381*y^36 + 195*y^35 + 13709*y^34 + 31500*y^33 + 32994*y^32 + 30486*y^31 + 40414*y^30 + 2578*y^29 + 30525*y^28 + 43067*y^27 + 6195*y^26 + 36288*y^25 + 23236*y^24 + 21493*y^23 + 15808*y^22 + 34500*y^21 + 6390*y^20 + 42994*y^19 + 42151*y^18 + 19248*y^17 + 19291*y^16 + 8124*y^15 + 40161*y^14 + 24726*y^13 + 31874*y^12 + 30272*y^11 + 30761*y^10 + 2296*y^9 + 11017*y^8 + 16559*y^7 + 28949*y^6 + 40499*y^5 + 22377*y^4 + 33628*y^3 + 30598*y^2 + 4386*y + 23814")
c = R("5209*y^176 + 10881*y^175 + 31096*y^174 + 23354*y^173 + 28337*y^172 + 15982*y^171 + 13515*y^170 + 21641*y^169 + 10254*y^168 + 34588*y^167 + 27434*y^166 + 29552*y^165 + 7105*y^164 + 22604*y^163 + 41253*y^162 + 42675*y^161 + 21153*y^160 + 32838*y^159 + 34391*y^158 + 832*y^157 + 720*y^156 + 22883*y^155 + 19236*y^154 + 33772*y^153 + 5020*y^152 + 17943*y^151 + 26967*y^150 + 30847*y^149 + 10306*y^148 + 33966*y^147 + 43255*y^146 + 20342*y^145 + 4474*y^144 + 3490*y^143 + 38033*y^142 + 11224*y^141 + 30565*y^140 + 31967*y^139 + 32382*y^138 + 9759*y^137 + 1030*y^136 + 32122*y^135 + 42614*y^134 + 14280*y^133 + 16533*y^132 + 32676*y^131 + 43070*y^130 + 36009*y^129 + 28497*y^128 + 2940*y^127 + 9747*y^126 + 22758*y^125 + 16615*y^124 + 14086*y^123 + 13038*y^122 + 39603*y^121 + 36260*y^120 + 32502*y^119 + 17619*y^118 + 17700*y^117 + 15083*y^116 + 11311*y^115 + 36496*y^114 + 1300*y^113 + 13601*y^112 + 43425*y^111 + 10376*y^110 + 11551*y^109 + 13684*y^108 + 14955*y^107 + 6661*y^106 + 12674*y^105 + 21534*y^104 + 32132*y^103 + 34135*y^102 + 43684*y^101 + 837*y^100 + 29311*y^99 + 4849*y^98 + 26632*y^97 + 26662*y^96 + 10159*y^95 + 32657*y^94 + 12149*y^93 + 17858*y^92 + 35805*y^91 + 19391*y^90 + 30884*y^89 + 42039*y^88 + 17292*y^87 + 4694*y^86 + 1497*y^85 + 1744*y^84 + 31071*y^83 + 26246*y^82 + 24402*y^81 + 22068*y^80 + 39263*y^79 + 23703*y^78 + 21484*y^77 + 12241*y^76 + 28821*y^75 + 32886*y^74 + 43075*y^73 + 35741*y^72 + 19936*y^71 + 37219*y^70 + 33411*y^69 + 8301*y^68 + 12949*y^67 + 28611*y^66 + 42654*y^65 + 6910*y^64 + 18523*y^63 + 31144*y^62 + 21398*y^61 + 36298*y^60 + 27158*y^59 + 918*y^58 + 38601*y^57 + 4269*y^56 + 5699*y^55 + 36444*y^54 + 34791*y^53 + 37978*y^52 + 32481*y^51 + 8039*y^50 + 11012*y^49 + 11454*y^48 + 30450*y^47 + 1381*y^46 + 32403*y^45 + 8202*y^44 + 8404*y^43 + 37648*y^42 + 43696*y^41 + 34237*y^40 + 36490*y^39 + 41423*y^38 + 35792*y^37 + 36950*y^36 + 31086*y^35 + 38970*y^34 + 12439*y^33 + 7963*y^32 + 16150*y^31 + 11382*y^30 + 3038*y^29 + 20157*y^28 + 23531*y^27 + 32866*y^26 + 5428*y^25 + 21132*y^24 + 13443*y^23 + 28909*y^22 + 42716*y^21 + 6567*y^20 + 24744*y^19 + 8727*y^18 + 14895*y^17 + 28172*y^16 + 30903*y^15 + 26608*y^14 + 27314*y^13 + 42224*y^12 + 42551*y^11 + 37726*y^10 + 11203*y^9 + 36816*y^8 + 5537*y^7 + 20301*y^6 + 17591*y^5 + 41279*y^4 + 7999*y^3 + 33753*y^2 + 34551*y + 9659")
#print(factor(n))
import gmpy2
f = 43753
e = 65537
phi = (f**65 - 1)*(f**112 - 1)
d = gmpy2.invert(e, phi)
m = pow(c, Integer(d), n)
for i in range(63):
print(chr(m[i]), end='')

[watevrCTF 2019]ECC-RSA

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
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
from fastecdsa.curve import P521 as Curve
from fastecdsa.point import Point
from Crypto.Util.number import bytes_to_long, isPrime
from os import urandom
from random import getrandbits

def gen_rsa_primes(G):
urand = bytes_to_long(urandom(521//8))
while True:
s = getrandbits(521) ^ urand

Q = s*G
if isPrime(Q.x) and isPrime(Q.y):
print("ECC Private key:", hex(s))
print("RSA primes:", hex(Q.x), hex(Q.y))
print("Modulo:", hex(Q.x * Q.y))
return (Q.x, Q.y)


flag = int.from_bytes(input(), byteorder="big")

ecc_p = Curve.p
a = Curve.a
b = Curve.b

Gx = Curve.gx
Gy = Curve.gy
G = Point(Gx, Gy, curve=Curve)


e = 0x10001
p, q = gen_rsa_primes(G)
n = p*q


file_out = open("downloads/ecc-rsa.txt", "w")

file_out.write("ECC Curve Prime: " + hex(ecc_p) + "\n")
file_out.write("Curve a: " + hex(a) + "\n")
file_out.write("Curve b: " + hex(b) + "\n")
file_out.write("Gx: " + hex(Gx) + "\n")
file_out.write("Gy: " + hex(Gy) + "\n")

file_out.write("e: " + hex(e) + "\n")
file_out.write("p * q: " + hex(n) + "\n")

c = pow(flag, e, n)
file_out.write("ciphertext: " + hex(c) + "\n")

ECC

y2x3+ax+bmodecc_primey^{2} ≡ x^{3} + a*x + b \mod ecc\_prime
这里p对应x,q对应y
q2p3+ap+bmodecc_primeq^{2} ≡ p^{3} + a*p + b \mod ecc\_prime
p2q2(p3+ap+b)p2modecc_primep^{2} * q^{2} ≡ (p^{3} + a*p + b) * p^{2} \mod ecc\_prime
n2(p3+ap+b)p2modecc_primen^{2} ≡ (p^{3} + a*p + b) * p^{2} \mod ecc\_prime
0(p3+ap+b)p2n2modecc_prime0 ≡ (p^{3} + a*p + b) * p^{2} - n^{2} \mod ecc\_prime
解出p之后就是基操

Code

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
ep = 0x1ffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffff
a = -0x3
b = 0x51953eb9618e1c9a1f929a21a0b68540eea2da725b99b315f3b8b489918ef109e156193951ec7e937b1652c0bd3bb1bf073573df883d2c34f1ef451fd46b503f00
Gx = 0xc6858e06b70404e9cd9e3ecb662395b4429c648139053fb521f828af606b4d3dbaa14b5e77efe75928fe1dc127a2ffa8de3348b3c1856a429bf97e7e31c2e5bd66
Gy = 0x11839296a789a3bc0045c8a5fb42c7d1bd998f54449579b446817afbd17273e662c97ee72995ef42640c550b9013fad0761353c7086a272c24088be94769fd16650
e = 0x10001
n = 0x118aaa1add80bdd0a1788b375e6b04426c50bb3f9cae0b173b382e3723fc858ce7932fb499cd92f5f675d4a2b05d2c575fc685f6cf08a490d6c6a8a6741e8be4572adfcba233da791ccc0aee033677b72788d57004a776909f6d699a0164af514728431b5aed704b289719f09d591f5c1f9d2ed36a58448a9d57567bd232702e9b28f
c = 0x3862c872480bdd067c0c68cfee4527a063166620c97cca4c99baff6eb0cf5d42421b8f8d8300df5f8c7663adb5d21b47c8cb4ca5aab892006d7d44a1c5b5f5242d88c6e325064adf9b969c7dfc52a034495fe67b5424e1678ca4332d59225855b7a9cb42db2b1db95a90ab6834395397e305078c5baff78c4b7252d7966365afed9e

import gmpy2
from Crypto.Util.number import *
F.<x> = Zmod(ep)[]
f = (x**3 + a * x + b)*(x**2) - n**2
pset = f.roots()
for _ in pset:
p = Integer(_[0])
q = n // p
phi = (p - 1)*(q - 1)
d = gmpy2.invert(gmpy2.mpz(e), gmpy2.mpz(phi))
m = pow(c, d, n)
print(long_to_bytes(m))