CTFで出題される古典的な暗号技術「シーザー暗号」をPythonで作る

ペネトレーションテスト&バグバウンティシーザー暗号

CTFの一番最初に出題される問題として「シーザー暗号」があります。

たとえば・・・

暗号文「dssoh」は、どんな果物でしょうか。

ヒント：3文字ずらす

クイズで出されたような記憶がありませんか？

シーザー暗号とは

古代ローマの軍人でかつ政治家であった「ジュリアス・シーザー」さんが作成した暗号文と言われています。

このシーザー暗号を戦争で、敵に知られることなく味方同士で通信していたそうです。

シーザー暗号を解いてみよう

暗号文「dssoh」

冒頭の暗号文は「ヒント：3文字ずらす」でした。

「ずらす」とは「文字の順番をずらす」と言うことで

以下の暗号テーブルが参考になると思います。

平文文字を3文字ずらす(復号化)と

※復号化とは暗号文を解読することです。

(平文に戻すともいいます。)

平文文字　→　復号文字

(黄色背景)　(薄茶背景)

　「d」　→　「a」

　「s」　→　「p」

　「o」　→　「l」

　「h」　→　「e」

果物の名前は「apple」になりました。

それでは、今のと反対で「暗号」を作成しましょう。

「hacker」を暗号化すると

平文文字　→　暗号文字
(黄色背景)　(薄緑背景)

　「h」　→　「k」

　「a」　→　「d」

　「c」　→　「f」

　「k」　→　「n」

　「e」　→　「h」

　「r」　→　「u」

暗号文「kdfnhu」になります。

比較的簡単に解析できるのが「シーザー暗号」なのですが・・・

Wkh wudlq fdph rxw ri wkh orqj wxqqho lqwr wkh vqrz frxqwub Wkh hduwk odb zklwh xqghu wkh qljkw vnb Wkh wudlq sxoohg xs dw d vljqdo vwrs

(※英文です。ピリオドは無視しました。)

こんな暗号文だと・・・ちょっとしんどいですね。

解析すると

The train came out of the long tunnel into the snow country The earth lay white under the night sky The train pulled up at a signal stop

ちなみに、訳は「国境の長いトンネルを抜けると雪国であった。夜の底が白くなった。信号所に汽車が止まった。」　川端康成さんの「雪国」でした。

簡単に変換するには次の2の方法があります。

入力した文章をシーザー暗号で暗号化/復号化するサイトを探す。
プログラムを作成して実行する。

CTFにチャレンジされるのであれば、シーザー暗号のプログラムをPythonで作成してみませんか。

シーザー暗号をPython言語で作成

シーザー暗号をPython言語で作成すると以下のようになります。

# ********************
# シーザー暗号(001)
# ********************

# 暗号化/複合化する文字テーブル
MOJI_TABLE = 'abcdefghijklmnopqrstuvwxyz'

# 暗号化/復号化する文字列の設定
moji_retu = 'dssoh'

# ずらす文字数
zurasu = 3

# 暗号化にする(暗号鍵)：1
# 復号化にする(復号鍵)：2
key = '2'

# 暗号化/複合化解析結果
answer = ''

for moji in moji_retu:
    # 暗号化/復号化する文字列に格納されている文字を1つずつ取り出しmojiにいれる
    # 「d」→「s」→「s」→「o」→「h」の順に

    # 暗号化/復号化する文字が暗号化/複合化する文字テーブルにあるか判定
    if moji in MOJI_TABLE:
        # 暗号化/復号化する文字が暗号化/複合化する文字テーブルにある場合変換する

        # 取り出した文字が文字テーブルの何番目にあるか確認する
        moji_point = MOJI_TABLE.find(moji)

        # 暗号化/複合化の判定により文字の位置をずらす
        if key == '1':
            # 暗号化の場合、文字の位置をプラス方向にずらす
            point = moji_point + zurasu
        elif key == '2':
            # 復号化の場合、文字の位置をマイナス方向にずらす
            point = moji_point - zurasu

        # 文字の位置をずらした結果、文字テーブル以上の長さになったり
        # マイナスの長さになった場合は調整します。
        if point >= len(MOJI_TABLE):
            # ずらし位置が文字テーブル以上の長さになった場合
            point = point - len(MOJI_TABLE)
        elif point < 0:
            # ずらし位置がマイナスの長さになった場合
            point = point + len(MOJI_TABLE)

        # ずらした文字を設定します。
        answer = answer + MOJI_TABLE[point]
    else:
        # 暗号化/化復号する文字が暗号/複合する文字テーブルにない場合は変換しない
        answer = answer + moji

# 暗号化/復号化後した文字列を表示
print(answer)

開発環境は「Google Colaboratory」を利用しました。

詳しくは

一番簡単で無料で出来るPython開発環境Google Colaboratory

https://whitemarkn.com/learning-ai/googlecolaboratory/

を見ていただければ、簡単にテストができますよ。

上記のシーザー暗号のプログラムをGoogle Colaboratoryにコピペするだけです。

Google Colaboratoryで実行ができれば、

CTFの問題に合わせて、定数や処理が変更できます。

たとえば、暗号化/複合化する文字テーブルで

簡単に英文字の小文字にしましたが

MOJI_TABLE = 'abcdefghijklmnopqrstuvwxyz'

英文字の大文字/小文字にしたければ