[🥉 Bronze 4] 단일 바이트 XOR — 256개 키 전수 대입으로 뚫기 (DreamHack SingleByteXor 풀이) — ZINO

2026-07-08·1분 읽기·

[🥉 Bronze 4] 단일 바이트 XOR — 256개 키 전수 대입으로 뚫기 (DreamHack SingleByteXor 풀이)

DyingMessage 파일에 담긴 23바이트 hex 암호문. 단일 바이트 XOR 이라 키 후보는 256개뿐이다. 플래그가 DH{ 로 시작한다는 사실(known-plaintext)로 키를 한 번에 복원하거나, 256개를 전수 대입해 프린터블하게 풀리는 유일한 키(0x10)를 찾으면 플래그가 나온다.

#dreamhack #ctf #crypto #xor #single-byte-xor #brute-force #known-plaintext #writeup

문제: DreamHack — SingleByteXor

분류: Crypto (XOR / 브루트포스)

난이도: 🥉 Bronze 4

FLAG: DH{tHe_k1LleR_1s_dReAm}

문제 개요

항목	내용
문제명	SingleByteXor
난이도	🥉 Bronze 4
분류	Crypto
제공 파일	`DyingMessage` (텍스트)
서버	없음 (오프라인)
핵심 기법	단일 바이트 XOR + known-plaintext / 256 전수 대입

문제명이 곧 풀이법이다. "Single Byte XOR" — 평문 전체를 딱 한 바이트 키로 XOR 한 암호문이 주어진다. 키 공간이 256개뿐이라 사실상 암호라고 부르기 민망할 만큼 약하다. 이 글에서는 왜 그런지, 그리고 두 가지 복호 방법을 정리한다.

1. 배경 — XOR 암호와 그 치명적 약점

XOR(배타적 논리합)은 대칭키 암호의 가장 기본 연산이다. 성질이 두 개뿐이라 외우기 쉽다.

자기역원: A XOR A = 0, 따라서 (P XOR K) XOR K = P. 같은 키로 XOR 하면 원래대로 돌아온다 → 암호화와 복호화가 동일 연산.
키 스트림이 진짜 무작위이고 평문 길이만큼 길면(one-time pad) 이론적으로 안전하다.

문제는 키가 짧을 때다. 이 문제처럼 키가 1바이트면 가능한 키는 0x00~, 즉 뿐이다. 전수 대입(brute force)이 눈 깜짝할 새 끝난다. 게다가 플래그 형식()을 알고 있으면 대입조차 필요 없다.

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플래그를 상수 키로 XOR해 숨기고, 그 키에 서로소인 두 수를 곱한 a·b를 힌트로 주는 문제. gcd(a, b) = key · gcd(x, y) = key 이므로 두 곱의 최대공약수가 곧 XOR 키다. 유클리드 호제법을 손으로 직접 따라가며 508153과 610791의 gcd가 73으로 수렴하는 과정을 확인하고, 그 키로 enc를 XOR하면 플래그가 나온다.

#dreamhack#ctf#crypto+3

# analysis/cap_recon.sh
#!/usr/bin/env bash
# 정찰 — 주어진 파일 하나(DyingMessage)의 정체 파악
cd extracted
echo "== file 타입 =="
file DyingMessage
echo
echo "== 내용 (hexdump) — ASCII 로 보이는 hex 문자열 =="
xxd DyingMessage
echo
echo "== 이 텍스트는 hex 문자열. 46 hex chars = 23바이트 암호문 =="
echo -n "raw bytes: "; python3 -c "print(bytes.fromhex(open('DyingMessage').read().strip()).hex())"
echo
echo "== 첫 바이트로 키 추정: 평문 첫 글자는 'D'(DH{...) 라고 가정 =="
python3 -c "ct=bytes.fromhex(open('DyingMessage').read().strip()); print(f'ct[0]=0x{ct[0]:02x}, D=0x44  ->  key = 0x{ct[0]^0x44:02x}')"

ct = bytes.fromhex(open("DyingMessage").read().strip())     # 23바이트 암호문
# 앵커: 평문 첫 글자 'D' → key = ct[0] ^ ord('D') = 0x10
for k in range(256):                                         # 전수 대입 + 형식 검증
    pt = bytes(b ^ k for b in ct)
    if pt.startswith(b"DH{") and pt.endswith(b"}") and all(32 <= c < 127 for c in pt):
        print(f"key=0x{k:02x}  FLAG: {pt.decode()}")