Criptografía (CLXXXIII): Solución Reto CyberOlympics 2019 "Cryptotime"

En esta entrada la solución a otro de los retos de criptografía de la edición de 2019 de CyberOlympics, competición en modalidad 'on-line', estilo 'Capture the Flag'  y formato 'Jeopardy' dirigida a centros educativos y organizada por el Instituto Nacional de Ciberseguridad (INCIBE) en el marco de la actividad llamada CyberCamp.

Este desafió, que llevaba por título "Cryptotime", en mi opinión, presenta un nivel de dificultad medio (★★★☆☆).

Su enunciado decía lo siguiente:

Necesitamos conocer el contenido de un fichero cifrado muy importante que hemos conseguido extraer de un sujeto de nuestras investigaciones.
Sin embargo, no sabemos exactamente cuál es, así que hemos sustraído cinco ficheros sospechosos y un módulo de Python que pensamos está relacionado con el método de cifrado de éstos.
Además, encontramos una especie de fichero de log, que parece muy importante. ¿Puedes ayudarnos?.
#asifunciona #RSA #timematters

Solución: como archivos asociados al reto se proporcionan cinco ficheros cifrados (image.png.enc, important.txt.enc, message.txt.enc, mouse.jpg.enc y note.txt.enc), un archivo con un script de python (super_cipher.py) y un fichero de log que supuestamente se obtiene tras la ejecución del anterior (log.txt).

En el fichero con el script de python se observa que los criptosistemas empleados para cifrar son RSA (cifrado asimétrico con el que se cifra la clave de sesión) y AES (cifrado simétrico que emplea la clave de sesión anterior para cifrar el contenido de los diferentes ficheros y obtener así los respectivos archivos cifrados que se nos dan en el reto).

Además, tal y como se ve en el citado script, la clave de sesión es un número aleatorio de 16 bytes y las claves RSA, pública y privada, se generan a partir de un número primo (‘p’) dado y de otro número primo (‘q’) que se obtiene a partir del tiempo del sistema en milisegundos. De ahí la importancia del fichero de log que se nos proporciona (log.txt), ya que a partir de él podremos generar las claves RSA utilizadas y proceder al descifrado de todos los ficheros (sospecho que el archivo important.txt.enc contiene la clave de sesión cifrada con la que posteriormente descifrar el resto de ficheros. Es decir, creo que lo primero es descifrar el contenido de important.txt.enc con la clave privada RSA).

Sé que ‘q’ debe ser un número primo y el último número obtenido para generar 'q' a partir del tiempo del sistema en milisegundos que figura en el archivo log.txt es 1569309559111. Compruebo si se trata de un número primo intentando factorizarlo con una herramienta 'on-line':

Como se observa en la figura anterior, el número mencionado es compuesto, por lo que no puede ser el número ‘q’ empleado en la generación de las claves RSA.

Veo en el script  de python que si el número que se obtiene a partir del tiempo del sistema en milisegundos no es primo se le suma 1 hasta que lo sea. Por tanto, creo un pequeño script en python para obtener el número ‘q’ empleado para generar las claves RSA:

from Crypto.Util.number import *

q = 1569309559111
while not isPrime(q):
         q+=1
print 'q ...', q

Lo ejecuto:

Y veo que el número primo ‘q’ utilizado sería: 1569309559123.

A partir de aquí, para descifrar el contenido del archivo important.txt.enc:

1.- Hago una copia del script en python que se proporciona como fichero asociado al reto (super_cipher.py) y la llamo super_cipher_2.py.

Comento la línea en la que se obtiene el tiempo del sistema en milisegundos para obtener 'q' (q = self.getmillis()) y añado una línea justo debajo de ésta con el valor de 'q' obtenido antes (q = 1569309559123).

2.- Creo un nuevo script en python para descifrar el contenido del archivo important.txt.enc y que sospecho que tiene la clave de sesión para descifrar el resto de archivos:

import super_cipher_2

SuperCipher=super_cipher_2.SuperCipher()
clave_publica, clave_privada = SuperCipher.generate_RSA()
clave_sesion=SuperCipher.decrypt("important.txt.enc", clave_privada,"important.txt_descifrado.txt")

print 'clave sesion ...', clave_sesion

Lo ejecuto y ya puedo ver la solución a este reto (tanto en la pantalla como en el archivo de texto que se obtiene, important.txt_descifrado. He sustituido los caracteres de la flag por el carácter "X"), por lo que, además, no es necesario descifrar el resto de archivos: