定义

Base64是网络上最常见的用于传输8Bit字节码的编码方式之一，Base64就是一种基于64个可打印字符来表示二进制数据的方法。

作用

我们先来看一张ASCII码表：![点击查看源网页](https://gimg2.baidu.com/image_search/src=http%3A%2F%2Fwww.mianfeiwendang.com%2Fpic%2Fec967465f3023381836682dd618aaa8320f1f9f9%2F1-1105-jpg_6_0_______-634-0-0-634.jpg&refer=http%3A%2F%2Fwww.mianfeiwendang.com&app=2002&size=f9999,10000&q=a80&n=0&g=0n&fmt=jpeg?sec=1640758791&t=75c98c6c1acbe23d991c90070a404249)

    由于有些系统只能使用ASCII字符，那么对于控制字符，或者exe,jpg,pdf这样的文件如果用记事本打开，会出现一堆乱码，因为二进制文件包含很多无法显示和打印的字符，所以，如果要让文本软件能处理二进制数据，就需要一个二进制到字符串的转换方法，这样就可以利用可以打印的字符表示不能打印的字符了，而base64 就是最常见的一个方法。

base64算法的实现过程

首先准备一个具有64个字符的索引表：

img

    Base64的码表只有64个字符， 如果要表达64个字符的话，使用6个bit即可完全表示(2的6次方为64)，因为Base64的编码只需6个bit即可表示，而正常的字符是使用8个bit表示， 8和6的最小公倍数是24，所以4个Base64字符可以表示3个标准的ASCII字符，如果是字符的话就先转化为ASCII码再表示。

    那么对于二进制的处理，只需要每三个字节（24bit）一组即可转化为base64编码。

base64-encode

这样我们得到4个数字作为索引，然后查表，获得相应的4个字符，就是编码后的字符串。

例如字符串abc的转码：

1
2
3
4
5
6
7
8
字符串      a        b         c
ASCII      97       98        99
8bit   01100001  01100010  01100011
6bit     011000    010110    001001    100011
base64 00011000  00010110  00001001  00100011
十进制      24        22          9        35
对应编码     Y         W          J         j

还有一个问题：如果字符串长度不是3怎么办？

我们考虑用两个base64表示一个字符或者用三个base64表示两个字符（在二进制后面补0凑够6的倍数即可），然后在后面添加=号，例如字符A的表示：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
字符串      A
ASCII      65
8bit      01000001(发现长度不是6的倍数，在后面补0变成010000010000)
6bit        010000   010000
base64    00010000 000100000
十进制     16       16
对应编码   Q        Q        =       =
    
字符串      B           C
ASCII      66          67
8bit      01000010     01000011 00(补两个0变成010000100100001100)
6bit        010000   100100   001100
base64    00010000 00100100 00001100
十进制     16       36        12
对应编码   Q        k         M        =

代码实现：

Python内置的base64可以直接进行base64的编解码：

1
2
3
4
5
6
import base64
base64.b64encode('binary\x00string')
# 'YmluYXJ5AHN0cmluZw=='
base64.b64decode('YmluYXJ5AHN0cmluZw==')
# 'binary\x00string'

由于标准的Base64编码后可能出现字符+和/，在URL中就不能直接作为参数，所以又有一种”url safe”的base64编码，其实就是把字符+和/分别变成-和_：

1
2
3
4
5
6
base64.b64encode('i\xb7\x1d\xfb\xef\xff')
# 'abcd++//'
base64.urlsafe_b64encode('i\xb7\x1d\xfb\xef\xff')
# 'abcd--__'
base64.urlsafe_b64decode('abcd--__')
# 'i\xb7\x1d\xfb\xef\xff'

喜闻乐见的CTFbase64换表处理方法

一般base64索引表是约定的，在线编码解码遵从的也都是该表，但是有的题会把索引表改了

  1. 自己写一个python脚本进行base64转码

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
# coding:utf-8

s = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/"
# 在这里修改base64索引表

def My_base64_encode(inputs):
	# 将字符串转化为2进制
	bin_str = []
	for i in inputs:
		x = str(bin(ord(i))).replace('0b', '')
		bin_str.append('{:0>8}'.format(x))
	#print(bin_str)
	# 输出的字符串
	outputs = ""
	# 不够三倍数，需补齐的次数
	nums = 0
	while bin_str:
		#每次取三个字符的二进制
		temp_list = bin_str[:3]
		if(len(temp_list) != 3):
			nums = 3 - len(temp_list)
			while len(temp_list) < 3:
				temp_list += ['0' * 8]
		temp_str = "".join(temp_list)
		#print(temp_str)
		# 将三个8字节的二进制转换为4个十进制
		temp_str_list = []
		for i in range(0,4):
			temp_str_list.append(int(temp_str[i*6:(i+1)*6],2))
		#print(temp_str_list)
		if nums:
			temp_str_list = temp_str_list[0:4 - nums]
			
		for i in temp_str_list:
			outputs += s[i]
		bin_str = bin_str[3:]
	outputs += nums * '='
	print("Encrypted String:\n%s "%outputs)
	
def My_base64_decode(inputs):
	# 将字符串转化为2进制
	bin_str = []
	for i in inputs:
		if i != '=':
			x = str(bin(s.index(i))).replace('0b', '')
			bin_str.append('{:0>6}'.format(x))
	#print(bin_str)
	# 输出的字符串
	outputs = ""
	nums = inputs.count('=')
	while bin_str:
		temp_list = bin_str[:4]
		temp_str = "".join(temp_list)
		#print(temp_str)
		# 补足8位字节
		if(len(temp_str) % 8 != 0):
			temp_str = temp_str[0:-1 * nums * 2]
		# 将四个6字节的二进制转换为三个字符
		for i in range(0,int(len(temp_str) / 8)):
			outputs += chr(int(temp_str[i*8:(i+1)*8],2))
		bin_str = bin_str[4:]	
	print("Decrypted String:\n%s "%outputs)
	
print()
print("     *************************************")
print("     *    (1)encode         (2)decode    *")	
print("     *************************************")
print()


num = input("Please select the operation you want to perform:\n")
if(num == "1"):
	input_str = input("Please enter a string that needs to be encrypted: \n")
	My_base64_encode(input_str)
else:
	input_str = input("Please enter a string that needs to be decrypted: \n")
	My_base64_decode(input_str)

  1. 给你base64，让你解码，那么直接照着加密表倒回去

利用python的maketrans和translate函数，建立一个改表到原表的映射，先转成原表的索引再decode即可

1
2
3
4
5
6
7
import base64
ens = 'Please enter a string that needs to be decrypted'
intab = 'Please enter the encoded_index' #换表
outtab = 'ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/' #原表
transtab = str.maketrans(intab,outtab)
ens = ens.translate(transtab)
print(base64.b64decode(ens).decode())

buuctf [FlareOn3]Challenge1

接下来是一道base64换表裸题。

没壳直接扔进IDA反编译：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
int __cdecl main(int argc, const char **argv, const char **envp)
{
  char Buffer[128]; // [esp+0h] [ebp-94h] BYREF
  char *Str1; // [esp+80h] [ebp-14h]
  char *Str2; // [esp+84h] [ebp-10h]
  HANDLE StdHandle; // [esp+88h] [ebp-Ch]
  HANDLE hFile; // [esp+8Ch] [ebp-8h]
  DWORD NumberOfBytesWritten; // [esp+90h] [ebp-4h] BYREF

  hFile = GetStdHandle(0xFFFFFFF5);
  StdHandle = GetStdHandle(0xFFFFFFF6);
  Str2 = "x2dtJEOmyjacxDemx2eczT5cVS9fVUGvWTuZWjuexjRqy24rV29q";
  WriteFile(hFile, "Enter password:\r\n", '\x12', &NumberOfBytesWritten, 0);
  ReadFile(StdHandle, Buffer, 0x80u, &NumberOfBytesWritten, 0);
  Str1 = (char *)sub_401260(Buffer, NumberOfBytesWritten - 2);
  if ( !strcmp(Str1, Str2) )
    WriteFile(hFile, "Correct!\r\n", 0xBu, &NumberOfBytesWritten, 0);
  else
    WriteFile(hFile, "Wrong password\r\n", 0x11u, &NumberOfBytesWritten, 0);
  return 0;
}

flag放在buffer里，加密后得到str1，和
比较

看到

立马反应过来是base64换表，根据上面的知识，直接套exp

1
2
3
4
5
6
7
8
import base64
ens = 'x2dtJEOmyjacxDemx2eczT5cVS9fVUGvWTuZWjuexjRqy24rV29q'
intab = 'ZYXABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWzyxabcdefghijklmnopqrstuvw0123456789+/'
outtab = 'ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/'
transtab = str.maketrans(intab,outtab)

ens = ens.translate(transtab)
print(base64.b64decode(ens).decode())

得到flag{sh00ting_phish_in_a_barrel@flare-on.com}