Cryptography

Rýchla orientácia v kryptografických úlohách — rozpoznanie typu, postup riešenia a príkazy. Nie učebnica; detailné nástroje pribudnú neskôr v sekcii Tools.

Obsah

1. Rozhodovací strom
2. Základné rozlíšenie
3. Typický workflow
4. Encoding
5. Hash — identifikácia a crack
   1. Hash súboru (výpočet)
   2. Heslá — rozpoznanie a crack
   3. Dĺžka hex reťazca (bez prefixu)
   4. Crack — rýchla referencia
   5. Bežné pasce
6. XOR
7. RSA
   1. Čo znamenajú symboly
   2. Tabuľka útokov
8. Modulárna aritmetika (minimum pre lab)
9. Diffie–Hellman
10. GPG / OpenPGP
11. SSH kľúče
12. Certifikáty a TLS
13. Symetrické šifry
14. Klasické šifry (rýchla referencia)
15. Nástroje — prehľad
    1. Lokálne / CLI
    2. Webové
16. Časté chyby pri riešení
17. Slovníček
18. Ďalej (Tools — pripravované)

Web tools: browser-based CTF links (hash lookup, CyberChef, cert decoders…) → [CTF Web Tools](/cheatsheets/ctf-web-tools/)

Rozhodovací strom

Vstupný súbor / reťazec
│
├─ Čitateľné písmená, A-Za-z0-9+/=, krátke bloky?
│   └─ Encoding (Base64, hex, ROT…) → sekcia Encoding
│
├─ Hex pevná dĺžka (32/40/64/128 znakov) alebo $1$ / $6$ ?
│   └─ Hash → sekcia Hash
│
├─ „Náhodný“ binárny text, opakujúce sa vzory?
│   └─ XOR / stream → sekcia XOR
│
├─ Čísla n, e, c alebo RSA v zadaní?
│   └─ RSA → sekcia RSA
│
├─ Parametre p, g, A, B (Diffie–Hellman)?
│   └─ DH → sekcia Diffie–Hellman
│
├─ -----BEGIN …----- / .gpg / .asc ?
│   └─ OpenPGP → sekcia GPG
│
├─ id_rsa, authorized_keys, known_hosts?
│   └─ SSH kľúče → sekcia SSH
│
├─ .pem, .crt, cert v pcap?
│   └─ Certifikáty & TLS → sekcia TLS
│
└─ Bloky 16 B, AES v hinte?
    └─ Symetrické šifry → sekcia Symetrické

CTF tip: ak prvý krok nič nedá, skús obrátit poradie vrstiev (najprv XOR, potom Base64 — alebo naopak). Vrstvenie je bežnejšie než „silná“ šifra.

Základné rozlíšenie

Encoding ≠ šifra. Base64 a hex sa dajú ľahko vrátiť späť bez kľúča.

Typický workflow

1. file / strings / binwalk na vstup
2. Odstráň encoding vrstvy (Base64, hex, ROT) — opakuj, kým to dáva zmysel
3. hashid alebo vizuálna dĺžka → hash vs cipher?
4. Prečítaj hint: n,e,c / key length / IV / passphrase / flag formát
5. Slabé útoky najprv: 1-byte XOR, malé n, rockyou, known plaintext
6. Over výsledok: flag{ … } / čitateľný ASCII / JSON
7. Stále nič? → endian (hex vs decimal), zlý modul, zlá vrstva, chýbajúci súbor

Encoding

Web: univerzálny „všetko v jednom“ je CyberChef; na klasické šifry a automatickú detekciu skús dCode alebo Boxentriq.

# Base64
echo 'SGVsbG8=' | base64 -d

# Hex → súbor
echo '666c6167' | xxd -r -p

# ROT všetky posuny (bash)
for i in $(seq 1 25); do echo "$i: $(echo 'TEXT' | tr A-Za-z N-ZA-Mn-za-m)"; done

Vrstvenie: Base64 → hex → XOR → flag je klasická postupnosť. Po každom kroku skontroluj entropiu a čitateľnosť.

Hash — identifikácia a crack

Hash súboru (výpočet)

Máš súbor a potrebuješ z neho hash — na porovnanie, overenie integrity alebo pred crackom:

md5sum subor.bin
sha1sum subor.bin
sha256sum subor.bin
sha512sum subor.bin

openssl dgst -md5 subor.bin
openssl dgst -sha256 subor.bin

# Windows (PowerShell)
Get-FileHash subor.bin -Algorithm SHA256
certutil -hashfile subor.bin SHA256

Výstup porovnaj s hashom v zadaní, DB alebo hash.txt. Ak držíš len hex reťazec (nie celý súbor), pozri tabuľku nižšie a hashid.

Heslá — rozpoznanie a crack

Postup: nájdi hash → rozpoznaj formát (prefix / hashid) → priprav vstup pre john/hashcat → wordlist → --show

Kde hľadať hash v labe: /etc/shadow + /etc/passwd, SQL/DB dump, .htpasswd, WordPress DB, config.php, env, git history, backup ZIP, komentár v kóde, Windows SAM (s SYSTEM).

# Linux — john chce username:hash
unshadow /etc/passwd /etc/shadow > unshadowed.txt
john --wordlist=/usr/share/wordlists/rockyou.txt unshadowed.txt
john --show unshadowed.txt

# jeden hash do súboru (formát user:hash alebo celý riadok zo shadow)
echo 'admin:$6$rounds=5000$...' > hash.txt

# Identifikácia
hashid -m hash.txt          # -m = hashcat mode
hash-identifier             # interaktívne

# Hashcat — režimy útoku
hashcat -m 1800 -a 0 hash.txt rockyou.txt              # slovník
hashcat -m 0 -a 3 hash.txt ?a?a?a?a?a?a               # maska (6 znakov)
hashcat -m 0 -a 0 hash.txt rockyou.txt -r rules/best64.rule   # slovník + pravidlá
hashcat --example-hashes | grep -i sha512              # nájdi správny -m
hashcat -m 1800 hash.txt rockyou.txt --show             # výsledok

# John
john --list=formats | grep -i crypt
john --format=sha512crypt --wordlist=rockyou.txt hash.txt
john --show --format=sha512crypt hash.txt

Tip: pri $6$ / bcrypt nech v súbore celý reťazec vrátane saltu — john/hashcat si salt berú z formátu. Pri NTLM ide často o 32 hex znakov bez $.

Online lookup (MD5/SHA, wordlist): pred dlhým crackom skús CrackStation, hashes.com alebo md5decrypt.net — ak hash už niekto crackol, dostaneš heslo hneď. Na výpočet hashu z textu: emn178 online tools.

Dĺžka hex reťazca (bez prefixu)

Ak má hash prefix ($6$, $2b$…), použi tabuľku v sekcii Heslá vyššie. Tu platí pre „holý“ hex bez hlavičky:

hashid hash.txt
hash-identifier

Crack — rýchla referencia

john --wordlist=/usr/share/wordlists/rockyou.txt hash.txt
john --format=Raw-MD5 hash.txt
john --show hash.txt

hashcat -m 0 -a 0 hash.txt rockyou.txt          # MD5
hashcat -m 1000 -a 0 hash.txt rockyou.txt       # NTLM
hashcat -m 1800 -a 0 hash.txt rockyou.txt       # sha512crypt
hashcat -m 3200 -a 0 hash.txt rockyou.txt       # bcrypt

Detailnejšie formáty a útoky → sekcia Heslá — rozpoznanie a crack vyššie.

Bežné pasce

• Double hash — MD5(MD5(pass)), over v kóde alebo skripte challenge
• Salt v súbore — neoddeľuj od hashu; formát $algo$salt$hash
• HMAC — potrebuješ kľúč (hint: názov súboru, secret, krátke slovo)
• „Verify password“ — často len porovnanie hashu, nie live login

OSCP/lab tip: rockyou.txt prvých 10k–50k riadkov často stačí; pre bcrypt počítaj s časom.

XOR

# Single-byte XOR brute
c = open('enc', 'rb').read()
for k in range(256):
    p = bytes(b ^ k for b in c)
    if b'flag{' in p or b'FLAG{' in p:
        print(k, p)

# Known plaintext — obnovenie začiatku kľúča
c = bytes.fromhex('...')
known = b'flag{'
key = bytes(c[i] ^ known[i] for i in range(len(known)))

# xortool — odhad dĺžky kľúča
xortool enc.txt
xortool -l 4 -c 20 enc.txt   # key length 4, charset

Web: single-byte a repeating-key XOR vizuálne v CyberChef (operácia XOR); na analýzu binárnych dát Boxentriq — Binary Analysis.

Vlastnosť: A ⊕ B ⊕ B = A. Ak nájdeš kľúč na jednom bloku, aplikuj na celý súbor.

RSA

Čo znamenajú symboly

Dekódovanie: m = c^d mod n Šifrovanie: c = m^e mod n

Tabuľka útokov

# Python — dekódovanie keď máš p, q, e, c
from sympy import mod_inverse
p, q, e, c = ...
phi = (p - 1) * (q - 1)
d = mod_inverse(e, phi)
m = pow(c, d, p * q)
# m → bytes: m.to_bytes((m.bit_length()+7)//8, 'big')

# RsaCtfTool — automatické útoky
python3 RsaCtfTool.py -n 0x... -e 0x... --uncipher 0x...
python3 RsaCtfTool.py --publickey pubkey.pem --uncipherfile cipher.bin

# Sage — faktorizácia a discrete log
n = 123456789
factor(n)

# modulárna inverzia
pow(e, -1, phi)

Lab tip: ak dostaneš .pem s BEGIN RSA PRIVATE KEY, openssl rsa -in key.pem -text vypíše n, e, d.

Modulárna aritmetika (minimum pre lab)

# modulárna inverzia (Python 3.8+)
pow(a, -1, m)   # a^(-1) mod m

# GCD — spoločný faktor dvoch RSA modulov
import math
math.gcd(n1, n2)

# Čínskou zvyškovou vetou — viac rovníc x ≡ a (mod n)
# Sage: crt([a1, a2], [n1, n2])

Diffie–Hellman

Účel: dve strany si dohodnú zdieľané tajomstvo cez verejný kanál.

Spoločné: prvočíslo p, generátor g
Alice: tajné a, verejné A = g^a mod p
Bob:   tajné b, verejné B = g^b mod p
Zdieľané tajomstvo: s = B^a mod p = A^b mod p

p, g, A, B = ...
# ak máš súkromné a:
s = pow(B, a, p)
# ak máš súkromné b:
s = pow(A, b, p)

Poznámka: DH sám o sebe neoveruje identitu — preto v praxi certifikát alebo known host key.

GPG / OpenPGP

gpg --import pubkey.asc
gpg --import privkey.asc

gpg -d message.gpg                    # dešifrovanie
gpg --decrypt --output out.txt enc.gpg

gpg --verify signature.asc data.txt     # overenie podpisu

# export hash pre john (encrypted private key)
gpg2john privkey.asc > hash.john
john --wordlist=rockyou.txt hash.john

SSH kľúče

chmod 600 id_rsa
ssh -i id_rsa user@target

# crack passphrase na kľúči
ssh2john id_rsa > hash.john
john --wordlist=rockyou.txt hash.john

# hashcat
hashcat -m 22931 hash.txt rockyou.txt   # RSA, over --example-hashes

Lab tip: kľúč bez passphrase sa dá použiť hneď. Passphrase býva v rovnakom ZIP, env, alebo password123.

Podrobnejšie: [SSH port 22 cheatsheet](/cheatsheets/ssh-port-22/).

Certifikáty a TLS

# obsah certifikátu
openssl x509 -in cert.pem -text -noout

# cert z webu
openssl s_client -connect host:443 -showcerts /dev/null | openssl x509 -text -noout

# extrahovanie pubkey z cert
openssl x509 -in cert.pem -pubkey -noout > pubkey.pem

# overenie podpisu (CA chain)
openssl verify -CAfile ca.pem cert.pem

Web — certifikáty a TLS:

Symetrické šifry

# OpenSSL — hex key a IV
openssl enc -d -aes-256-cbc -in enc.bin -out plain.txt \
  -K 0123456789abcdef0123456789abcdef \
  -iv 00000000000000000000000000000000

# key z hesla (PBKDF)
openssl enc -d -aes-256-cbc -in enc -out dec -pass pass:heslo

Web: AES/DES/RC4 bez príkazového riadka — CyberChef alebo emn178 — Cryptography (AES, DES, RSA…).

Kľúč často nie je v challenge — je v predchádzajúcom kroku (súbor, env, cracknutý hash).

Klasické šifry (rýchla referencia)

Nástroje — prehľad

Lokálne / CLI

Webové

Časté chyby pri riešení

• Dekódovanie Base64 pred XOR, hoci bolo treba naopak
• Zabudnutý endian — hex reťazec vs integer pre RSA
• RSA m ako číslo — treba long_to_bytes, nie ASCII priamo
• Hash bez salt — john nevie cracknúť, ak si salt odsekol
• Padding v AES — zlý IV alebo režim (ECB vs CBC)
• Hľadanie flagu bez kontroly formátu — over flag{, {, printable ratio

Slovníček

Ďalej (Tools — pripravované)

Detailné kalkulačky a interaktívne nástroje pribudnú v sekcii Tools → Kryptografia (RSA solver, XOR brute, hash mode lookup, GPG helper). Tento cheatsheet zostáva mapou čo kedy použiť; konkrétne kroky s UI budú tam.