Implementacja szyfru XOR: Szyfrowanie w Pythonie

Podczas pracy nad jednym z wyzwań NATAS z overthewire.com natrafiłem na algorytm szyfrowania XOR. Jest to algorytm klucza symetrycznego, co oznacza, że ten sam klucz jest używany zarówno do szyfrowania, jak i deszyfrowania.

Implementacja algorytmu szyfrowania XOR w Pythonie

Szyfrowanie XOR można zaimplementować jako kod poniżej

def xor_encryption(text, key):
    encrypted = ""

    for i in range(len(text)):
        encrypted += chr(ord(text[i]) ^ ord(key[i % len(key)]))

    return encrypted

Aby sprawdzić jak to działa, zdefiniujmy tekst, który będzie szyfrowany i klucz. Dodatkowo, aby sprawdzić długość tekstu i zaszyfrowanego tekstu, dodajmy funkcję print z długością ciągów.

text = "Text which will be encrypted"
key = "SECRET_KEY"

encrypted = xor_encryption(text, key)

print(f'Encrypted Text: {encrypted}')
print(f'Encrypted Text length: {len(encrypted)}')
print(f'Plain Text length: {len(text)}')

Zwróci:

Encrypted Text:  ;&e#7"&1s2*>)t=.e<=&1+5 :/
Encrypted Text length: 28
Plain Text length: 28

Teraz jesteśmy pewni, że zaszyfrowany i zwykły tekst mają tę samą długość.

Dowód, że szyfrowanie XOR jest algorytmem klucza symetrycznego

Aby sprawdzić, że ten kod jest algorytmem klucza symetrycznego, zdekodujmy zaszyfrowany tekst tą samą funkcją

decrypted = xor_encryption(encrypted, key)

print(f'Decrypted Text: {decrypted}')

Zwróci:

Encrypted Text: Text which will be encrypted

Więc jesteśmy pewni, że algorytm XOR jest algorytmem klucza symetrycznego.

Znajdowanie klucza algorytmu XOR

Wyobraźmy sobie przypadek, że mamy zakodowane i zdekodowane teksty, ale nie mamy klucza. Jak go znaleźć? Użyjmy tej części kodu:

found_key = xor_encryption(encrypted, decrypted)

print(f'Key: {found_key}')

Jak widzimy, przekazujemy do naszej funkcji xor_encryption dwa argumenty: zaszyfrowany i odszyfrowany ciąg. W wyniku otrzymamy:

Key: SECRET_KEYSECRET_KEYSECRET_K

Jak widzimy, jest tam długi ciąg, ale z powtarzającą się częścią: SECRET_KEY, która jest kluczem.

Dodatkowo możemy zdefiniować funkcję, która pobierze ten klucz z tego długiego ciągu:

def find_repetitive_part(test_str):
    n = len(test_str)

    for i in range(1, n // 2 + 1):
        part = test_str[:i]
        repetitions = n // i
        if part * repetitions == test_str[:i * repetitions]:
            return part

    return "No repetitive part found"

print(f'Key: {find_repetitive_part(found_key)}')

I zwróci:

Key: SECRET_KEY

Voila!

Szyfrowanie XOR ujawnione!

Teraz wiesz jak

• Zdefiniować funkcję szyfrowania XOR w Pythonie

• Szyfrować i deszyfrować

• Znaleźć brakujący klucz