求帮助！！！急！急！急！

想个好名字@

小明同学获取了一块芯片（6SLX9）在运行AES算法最后一轮的一些能量迹和密文（已转换为npy格式），请你帮他恢复最后一轮的密钥吧。
flag格式：flag{md5(16进制密钥(小写))}
提示：使用汉明距离建模

小甲鱼的二师兄

1. import numpy as np
   
2. import hashlib
   
3. from scipy.stats import pearsonr
   
4. import os
   
5. 
   
6. # 加载文件
   
7. traces_path = r'traces.npy'
   
8. ciphertext_path = r'ciphertext.npy'
   
9. 
   
10. if not os.path.exists(traces_path):
    
11.     raise FileNotFoundError(f"找不到文件: {traces_path}")
    
12. if not os.path.exists(ciphertext_path):
    
13.     raise FileNotFoundError(f"找不到文件: {ciphertext_path}")
    
14. 
    
15. traces = np.load(traces_path).astype(float)
    
16. ciphertext = np.load(ciphertext_path)
    
17. 
    
18. # 检查数据格式
    
19. assert len(traces.shape) == 2, "能量迹数据应为二维数组"
    
20. assert len(ciphertext.shape) == 2, "密文数据应为二维数组"
    
21. assert ciphertext.shape[1] == 16, "密文的每条数据应为 16 字节"
    
22. print(f"能量迹形状: {traces.shape}")
    
23. print(f"密文形状: {ciphertext.shape}")
    
24. 
    
25. # 检查密文值范围和数据类型
    
26. print(f"密文数据类型: {ciphertext.dtype}")
    
27. print(f"密文最小值: {ciphertext.min()}, 最大值: {ciphertext.max()}")
    
28. 
    
29. if ciphertext.dtype != np.uint8:
    
30.     ciphertext = ciphertext.astype(np.uint8)
    
31. 
    
32. assert ciphertext.min() >= 0 and ciphertext.max() <= 255, "密文值超出范围 [0, 255]！"
    
33. 
    
34. # 限制时间窗口
    
35. traces = traces[:, 50:150]
    
36. 
    
37. # 定义 AES S-Box
    
38. sbox = (
    
39.     0x52, 0x09, 0x6a, 0xd5, 0x30, 0x36, 0xa5, 0x38, 0xbf, 0x40, 0xa3, 0x9e, 0x81, 0xf3, 0xd7, 0xfb,
    
40.     0x7c, 0xe3, 0x39, 0x82, 0x9b, 0x2f, 0xff, 0x87, 0x34, 0x8e, 0x43, 0x44, 0xc4, 0xde, 0xe9, 0xcb,
    
41.     0x54, 0x7b, 0x94, 0x32, 0xa6, 0xc2, 0x23, 0x3d, 0xee, 0x4c, 0x95, 0x0b, 0x42, 0xfa, 0xc3, 0x4e,
    
42.     0x08, 0x2e, 0xa1, 0x66, 0x28, 0xd9, 0x24, 0xb2, 0x76, 0x5b, 0xa2, 0x49, 0x6d, 0x8b, 0xd1, 0x25,
    
43.     0x72, 0xf8, 0xf6, 0x64, 0x86, 0x68, 0x98, 0x16, 0xd4, 0xa4, 0x5c, 0xcc, 0x5d, 0x65, 0xb6, 0x92,
    
44.     0x6c, 0x70, 0x48, 0x50, 0xfd, 0xed, 0xb9, 0xda, 0x5e, 0x15, 0x46, 0x57, 0xa7, 0x8d, 0x9d, 0x84,
    
45.     0x90, 0xd8, 0xab, 0x00, 0x8c, 0xbc, 0xd3, 0x0a, 0xf7, 0xe4, 0x58, 0x05, 0xb8, 0xb3, 0x45, 0x06,
    
46.     0xd0, 0x2c, 0x1e, 0x8f, 0xca, 0x3f, 0x0f, 0x02, 0xc1, 0xaf, 0xbd, 0x03, 0x01, 0x13, 0x8a, 0x6b,
    
47.     0x3a, 0x91, 0x11, 0x41, 0x4f, 0x67, 0xdc, 0xea, 0x97, 0xf2, 0xcf, 0xce, 0xf0, 0xb4, 0xe6, 0x73,
    
48.     0x96, 0xac, 0x74, 0x22, 0xe7, 0xad, 0x35, 0x85, 0xe2, 0xf9, 0x37, 0xe8, 0x1c, 0x75, 0xdf, 0x6e,
    
49.     0x47, 0xf1, 0x1a, 0x71, 0x1d, 0x29, 0xc5, 0x89, 0x6f, 0xb7, 0x62, 0x0e, 0xaa, 0x18, 0xbe, 0x1b,
    
50.     0xfc, 0x56, 0x3e, 0x4b, 0xc6, 0xd2, 0x79, 0x20, 0x9a, 0xdb, 0xc0, 0xfe, 0x78, 0xcd, 0x5a, 0xf4,
    
51.     0x1f, 0xdd, 0xa8, 0x33, 0x88, 0x07, 0xc7, 0x31, 0xb1, 0x12, 0x10, 0x59, 0x27, 0x80, 0xec, 0x5f,
    
52.     0x60, 0x51, 0x7f, 0xa9, 0x19, 0xb5, 0x4a, 0x0d, 0x2d, 0xe5, 0x7a, 0x9f, 0x93, 0xc9, 0x9c, 0xef,
    
53.     0xa0, 0xe0, 0x3b, 0x4d, 0xae, 0x2a, 0xf5, 0xb0, 0xc8, 0xeb, 0xbb, 0x3c, 0x83, 0x53, 0x99, 0x61,
    
54.     0x17, 0x2b, 0x04, 0x7e, 0xba, 0x77, 0xd6, 0x26, 0xe1, 0x69, 0x14, 0x63, 0x55, 0x21, 0x0c, 0x7d
    
55. )
    
56. 
    
57. # 汉明重量计算函数
    
58. def hamming_weight(value):
    
59.     return bin(value).count('1')
    
60. 
    
61. # 恢复密钥代码
    
62. key_candidate = []
    
63. 
    
64. for byte_index in range(16):
    
65.     max_corr = 0
    
66.     best_key = 0
    
67. 
    
68.     for key_guess in range(256):
    
69.         hypothetical_hd = []
    
70.         for ct in ciphertext:
    
71.             intermediate = sbox[ct[byte_index] ^ key_guess]
    
72.             hypothetical_hd.append(hamming_weight(intermediate))
    
73. 
    
74.         hypothetical_hd = np.array(hypothetical_hd)
    
75.         corr = []
    
76.         for point in range(traces.shape[1]):
    
77.             if np.std(traces[:, point]) == 0 or np.std(hypothetical_hd) == 0:
    
78.                 continue
    
79.             r, _ = pearsonr(traces[:, point], hypothetical_hd)
    
80.             corr.append(r)
    
81. 
    
82.         if corr:
    
83.             max_corr_point = max(corr, key=abs)
    
84.             if abs(max_corr_point) > abs(max_corr):
    
85.                 max_corr = max_corr_point
    
86.                 best_key = key_guess
    
87. 
    
88.     key_candidate.append(best_key)
    
89. 
    
90. # 将恢复的密钥转换为16进制字符串
    
91. key_hex = ''.join(f'{byte:02x}' for byte in key_candidate)
    
92. 
    
93. # 计算MD5并输出flag
    
94. flag = f"flag{{{hashlib.md5(key_hex.encode()).hexdigest()}}}"
    
95. print(flag)

复制代码

输出：

1. 能量迹形状: (1200, 200)
   
2. 密文形状: (1200, 16)
   
3. 密文数据类型: uint8
   
4. 密文最小值: 0, 最大值: 255
   
5. flag{60436722c41209a606b8dc5f075d1a6a}

复制代码

不二如是

有点难，让我考虑考虑

sunshine_8205

isdkz

sunshine_8205 发表于 2024-5-9 14:28
恢复最后一轮的密钥。你提到使用了AES算法，最后一轮的一些能量迹和密文已经转换为npy格式。

首先，我们 ...

这里是ai禁区，ai的回答就不要直接搬上来了

sunshine_8205

isdkz 发表于 2024-5-10 19:34
这里是ai禁区，ai的回答就不要直接搬上来了

很cool的阳

读取能量迹数据：首先需要从.npy文件中读取小明同学获取的能量迹数据。
汉明距离建模：根据AES算法的特性，建立汉明距离与能耗之间的模型。这可能涉及到对每个可能的密钥字节进行模拟，计算在该密钥字节下，已知明文和密钥进行异或操作得到的汉明距离，并预测对应的能耗。
相关性分析：使用统计方法，比如相关系数，来分析实际测量的能耗与预测能耗之间的相关性，从而评估每个密钥猜测的可信度。
密钥恢复：根据相关性分析的结果，选择最有可能的密钥字节。重复上述过程，逐步恢复整个密钥。