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title: Crypto by 101
tags: [2025 NISRA Enlightened]

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# Crypto
講師：101
時間：8/27 13:30~16:30
課程簡報:
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## Intro

### 密碼學是什麼


| 不是 | 是 |
|------|----|
| 所有安全問題的解法 | 一個工具 |
| 完全可靠 | 許多安全機制的基礎 |
|      | 一坨拉庫的數學 |


### 功能
- 機密性：不該看到的人看不到
- 完整性：確保資訊沒被竄改
- 認證：確保資訊來源
- 不可否認性：不能否認自己做過

### 名詞解釋
- 加密：明文 → 密文 
- 解密：密文 → 明文
- 明文：加密前的訊息 
- 密文：加密後的訊息 
- 演算法：解決問題的程序 
- 金鑰：加解密使用的「鑰匙」 

### 編碼 vs 加密
- **編碼 (Encode)**：格式轉換 (例：摩斯碼、Base64) 
- **加密 (Encrypt)**：需金鑰與演算法 (例：凱薩密碼) 

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## 古典密碼學

### 分類
- 移項式加密 → 改變順序 
- 替換式加密 → 改變內容 

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## 移項式加密
- 明文內容不變，只改變排列順序 
- 例：轉置法 

### 密碼棒 (Scytale)
1. 將明文分成 N 個一組 
2. 按規則排列形成密文 
3. 需相同尺寸棒子解讀 

範例： 
明文：THEREISALWAYSONLYONETRUTH 
→ 5*5 陣列 → 密文：`TIALTHSYYREASOURLONTEWNEH`

**Lab 0x0** 
密文：`WMINTEESLELTRINCOAGEONEHD` 
Flag：`NISRA{明文}` 

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## 替換式加密
- 將字母替換為其他符號 
- 明文順序不變 

### 單表加密
- 固定替換規則 
- 例：凱薩密碼、Atbash、Playfair cipher 

### 凱薩密碼 
- 偏移量=3 → A→D, B→E 
- 凱薩盤可視化操作 

**Lab 0x1** 
密文：`kimaiz_kzgxbw_qa_kwwt` 
Flag：`NISRA{明文}` 

### **Atbash 密碼** 
- 字母表反轉：A↔Z, B↔Y 

### **Playfair 密碼** 
1. 明文分組 (同字插 X、尾補 X) 
2. 建立 5*5 表 (key 填前方，去重，J=I) 
3. 按規則替換 

**Lab 0x2** 
密文：`MIYBNICHFERZ` 
Key：`NISRA` 
Flag：`NISRA{明文}` 

### 單表加密攻擊 - 字頻分析
- 字母出現頻率不變 
- 可用頻率分布破解 

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## 多表加密
- 使用多個替換表 
- 克服字頻分析弱點 

### 維吉尼亞密碼 (Vigenère Cipher)
- 多個凱薩密碼 
- Key 長度決定偏移 

**Lab 0x3** 
密文：`V_LGET_XVGN_WUIL_KO_AIEV_TUQK_WLNO` 
Key：`NISRA` 
Flag：`NISRA{明文}` 

### 攻擊方法 - 巧合指數 (IoC)
- IoC ≈ 1.73 → 單表加密 
- IoC ≈ 1 → 多表加密 
- 可用來推測金鑰長度 

**Lab 0x4** 
長文密文 (見教材) 

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### 一次性密碼表 (One-Time Pad, OTP)
- Key 完全隨機，與明文等長 
- 只能用一次，理論上無法破解 
- 實際應用：信用卡驗證 

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## 現代密碼學

### 柯克霍夫原則
- 系統設計公開也應安全 
- 安全性依賴金鑰，不是演算法 

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### 對稱式加密
- 同一把金鑰加解密 

分類： 
- 串流加密 (XOR, RC4) 
- 區塊加密 (DES, AES) 

優缺點
- 優點：速度快，可處理大量資料 
- 缺點：金鑰分發問題，易受損壞影響 

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### 非對稱式加密
- 使用公鑰與私鑰

常見：
- RSA (大數質因數分解)
- ECC (橢圓曲線)

優缺點
- 優點：兩把金鑰，可公開傳輸
- 缺點：速度慢，效率差

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### 密碼學與資安常識
- 不要使用保密演算法
- 弱加密比不加密更危險
- 所有密碼最終都可能被破解
- 密碼學只是資安的一部分




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