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iOS逆向(1)-密碼學(RSA)

要講逆向,那麽肯定少不了密碼學,因為所有的逆向(攻防)都是對已加密的數據進行解密。所以我們必須初步了解加密的方式有哪些,畢竟知己知彼,才能百戰百勝。

接下來,我將從以下四方面來講述密碼學相關的內容:

1、什麽是密碼學

2、RSA數學原理

3、RSA終端命令

4、總結

密碼學的歷史大致可以追溯到兩千年前,相傳古羅馬名將凱撒大帝為了防止敵方截獲情報,用密碼傳送情報。凱撒的做法很簡單,就是對二十幾個羅馬字母建立壹張對應表。這樣,如果不知道密碼本,即使截獲壹段信息也看不懂。

從凱撒大帝時代到上世紀70年代這段很長的時間裏,密碼學的發展非常的緩慢,因為設計者基本上靠經驗。沒有運用數學原理。

在1976年以前,所有的加密方法都是同壹種模式:加密、解密使用同壹種算法。在交互數據的時候,彼此通信的雙方就必須將規則告訴對方,否則沒法解密。那麽加密和解密的規則(簡稱密鑰),它保護就顯得尤其重

要。傳遞密鑰就成為了最大的隱患。這種加密方式被成為對稱加密算法(symmetric encryption algorithm)。

1976年,兩位美國計算機學家 迪菲(W.Diffie)、赫爾曼( M.Hellman ) 提出了壹種嶄新構思,可以在不直接傳遞密鑰的情況下,完成密鑰交換。這被稱為“迪菲赫爾曼密鑰交換”算法。開創了密碼學研究的新方向。

1977年三位麻省理工學院的數學家 羅納德·李維斯特(Ron Rivest)、阿迪·薩莫爾(Adi Shamir)和倫納德·阿德曼(Leonard Adleman)壹起設計了壹種算法,可以實現非對稱加密。這個算法用他們三個人的名字命名,叫做RSA算法。

也就是說「迪菲赫爾曼密鑰交換」在密碼學歷史的車輪中成為了壹個轉折點。

咱們這裏先把所有需要用到的公式定理列出來:

1、取模運算

2、歐拉函數φ

3、歐拉定理,費馬小定理

4、模反元素

5、迪菲赫爾曼密鑰交換

取模運算(“Modulo Operation”)和取余運算(“Complementation ”)兩個概念有重疊的部分但又不完全壹致。主要的區別在於對負整數進行除法運算時操作不同。

在這列出各種負數情況的例子供大家理解:

7 mod 4 = 3(商 = 1 或 2,1<2,取商=1)

-7 mod 4 = 1(商 = -1 或 -2,-2<-1,取商=-2)

7 mod -4 = -1(商 = -1或-2,-2<-1,取商=-2)

-7 mod -4 = -3(商 = 1或2,1<2,取商=1)

函數值符號規律(余數的符號) mod(負,正)=正 mod(正,負)=負

結論:兩個整數求余時,其值的符號為除數的符號。

可以簡單理解為:

如果n可以分解為 兩個互質(不壹定是兩個質數) 的數之積A和B,那麽:

φ(n) = φ(A) * φ(B)

如果 A和B 又同時為質數,那麽:

φ(n) = (A-1) * (B-1)

首先這裏說壹下,定制之所以是定理是被人證明過的,如何證明的不管,當然妳也可以增加去證明下,反正我不管(……&%¥%……&%&……&%),哈哈

如果m、n為正整數,且m、n互質,那麽:

如果n為質數,那麽:

公式轉換:

如果兩個正整數e和x互質,那麽壹定可以找到整數d,使得 e*d-1 被x整除。那麽d就是e對於x的“模反元素”。

如上圖:

客戶端持有壹個隨機數13 ,服務端持有隨機數15,再選壹對特殊的數,3是17的原根(啥是 原根 ?)。

兩端交換的都是密文,就算中間被劫持,也不知道最後需要的傳輸的內容是10

那麽這個10就是最後真正的秘鑰。

證明過程

那麽:

又由於上面模反元素 最後得出

所以得出最終結論:

這個公式也就是我們最後的RSA加密公式!!!

其中:

補充:

1、n會非常大,長度壹般為1024個二進制位。(目前人類已經分解的最大整數,232個十進制位,768個二進制位)

2、由於需要求出φ(n),所以根據歐函數特點,最簡單的方式n 由兩個質數相乘得到: 質數:p1、p2

Φ(n) = (p1 -1) * (p2 - 1)

3、最終由φ(n)得到e 和 d 。

總***生成6個數字:p1、p2、n、φ(n)、e、d

關於RSA的安全:

除了公鑰用到了n和e 其余的4個數字是不公開的。

目前破解RSA得到d的方式如下:

1、要想求出私鑰 d 。由於e d = φ(n) k + 1。要知道e和φ(n);

2、e是知道的,但是要得到 φ(n),必須知道p1 和 p2。

3、由於 n=p1*p2。只有將n因數分解才能算出。

由於Mac系統內置OpenSSL(開源加密庫),所以我們可以直接在終端上使用命令來玩RSA. OpenSSL中RSA算法常用指令主要有三個:

1、由於RSA加密解密用的不是壹套數據,所以其保證了安全性。

2、由於私鑰過大,所以效率較低

3、如果有壹天量子計算機被普及(計算速度極快),那麽1024位已經不足以讓RSA安全。

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