fbctf 关卡搭建实战：Too Small 弱 RSA 加密题（256 位密钥分解）从生成到上线的完整流程-开发者社区

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Platform to host Capture the Flag competitions

项目地址：https://gitcode.com/gh_mirrors/fb/fbctf

本篇技术指南以 fbctf 官方示例关卡demo_levels/too_small的 README.md 为主体，完整讲解如何用 OpenSSL 生成 256 位 RSA 密钥与加密 Flag、在 fbctf 管理后台创建 "Too Small" Flag 关卡并绑定附件、以及该题在玩家视角下"看似无解实则秒破"的弱密钥原理。读完本文，你将掌握 fbctf 平台 Flag 类关卡的从出题脚本到管理后台上线的全流程，并能从源码层面理解关卡的计分、判定与提示扣分机制。

关卡设计意图：一道"劝退"玩家的 RSA 送分题

Too Small 是 fbctf 仓库内置的演示关卡之一，位于 demo_levels/too_small 目录，题目叙事沿用官方 README 的原文：

You've recovered 3 encrypted files and an RSA public key. Since the files are RSA encrypted and RSA hasn't been broken yet, I guess you should just give up now.

题目伪装成"你恢复了 3 个加密文件和一个 RSA 公钥，既然 RSA 还没有被攻破，不如直接放弃"的悲观口吻，实际上是在提示参赛者：这个 RSA 密钥的位数太小了——256 位模数在现代计算能力面前完全不堪一击。题目名 "Too Small" 正是对密钥规模的暗示。

该关卡的最终 Flag 为：

flag{RSA_i5_n00b}

关卡目录下的文件构成如下：

文件	作用
README.md	出题与上线操作说明
weakrsa.sh	一键生成密钥、加密 Flag、打包附件的脚本
tooSmall.tar.gz	脚本产出的附件包（公钥 + 3 个密文）
tooSmallflag.txt、tooSmallflag2.txt、tooSmallflag3.txt	被拆成三段的 Flag 明文

其中三个明文文件的真实内容分别是flag{RS、A_i5、_n00b}，首尾拼接即得到完整 Flag。这也是出题思路的一部分：把 Flag 拆成多段分别加密，迫使参赛者必须完成多次解密/分解才能拼出完整答案。

环境准备与 weakrsa.sh 出题脚本逐行拆解

运行脚本

./weakrsa.sh

该脚本会生成一个 256 位 RSA 密钥，并将三个 Flag 文件加密。完整的脚本内容如下（weakrsa.sh）：

#!/bin/bash openssl genrsa -out private_key.pem 256 openssl rsa -in private_key.pem -out public_key.pem -outform PEM -pubout openssl rsautl -encrypt -inkey public_key.pem -pubin -in tooSmallflag.txt -out tooSmallflag.enc openssl rsautl -encrypt -inkey public_key.pem -pubin -in tooSmallflag2.txt -out tooSmallflag2.enc openssl rsautl -encrypt -inkey public_key.pem -pubin -in tooSmallflag3.txt -out tooSmallflag3.enc tar -cvf tooSmall.tar.gz public_key.pem *.enc rm -f *.enc *.pem

各条命令的作用与参数说明

生成 256 位 RSA 私钥
```
openssl genrsa -out private_key.pem 256
```
genrsa用于生成 RSA 私钥，最后的256是指模数的位数。现代安全标准要求至少 2048 位，256 位早已被公开的分解挑战远远甩开——作为对比，512 位模数（RSA-155）早在 1999 年就已被公开分解，768 位（RSA-768）也于 2009 年告破，256 位属于"几分钟内可分解"的规模。这正是本题的考点。
从私钥导出 PEM 格式公钥
```
openssl rsa -in private_key.pem -out public_key.pem -outform PEM -pubout
```
-pubout表示输出公钥，-outform PEM指定输出格式为 PEM（Base64 编码的 DER 结构），生成public_key.pem供参赛者使用。公钥是公开信息，可以放心打包进附件。

用公钥分别加密三个 Flag 片段

openssl rsautl -encrypt -inkey public_key.pem -pubin -in tooSmallflag.txt -out tooSmallflag.enc openssl rsautl -encrypt -inkey public_key.pem -pubin -in tooSmallflag2.txt -out tooSmallflag2.enc openssl rsautl -encrypt -inkey public_key.pem -pubin -in tooSmallflag3.txt -out tooSmallflag3.enc

rsautl是 OpenSSL 的 RSA 底层工具：-encrypt指定加密，-pubin声明输入的-inkey是公钥，-in/-out分别指定明文输入与密文输出。三个片段分别输出为tooSmallflag.enc、tooSmallflag2.enc、tooSmallflag3.enc。

打包成附件
```
tar -cvf tooSmall.tar.gz public_key.pem *.enc
```
注意这里的打包命令使用的是-cvf（普通 tar 归档）而非-czvf（gzip 压缩），只是扩展名带.gz。实际解包时用tar -xvf tooSmall.tar.gz即可（tar会自动识别格式）。仓库自带的附件包内容（经tar -tvf验证）为：
```
public_key.pem 138 字节 tooSmallflag.enc 32 字节 tooSmallflag2.enc 32 字节 tooSmallflag3.enc 32 字节
```
每个密文恰好 32 字节，与 256 位模数（32 字节）的 RSA 密文长度一致。打包后脚本立即执行rm -f *.enc *.pem清理现场，确保私钥不会留在出题目录里，只保留打包好的附件交给平台。

附件包内的公钥与密文验证

将附件包中的public_key.pem解出可见其 PEM 内容为：

-----BEGIN PUBLIC KEY----- MDwwDQYJKoZIhvcNAQEBBQADKwAwKAIhALpU7GeuLcnFLSXsUIObhPCcYmdz7P3g zrbSkgMgmeIvAgMBAAE= -----END PUBLIC KEY-----

该 DER 编码的公钥中模数部分为 32 字节（256 位），与脚本中genrsa ... 256的参数完全吻合，证实这是一把极弱密钥。参赛者拿到附件后，只需要对 256 位模数做整数分解（可使用 YAFU、CADO-NFS、GMP-ECM 等公开分解工具，或针对小公因数/相近素数构造的 Fermat 分解等经典手段），即可重建私钥并逐段解密三个密文，拼出flag{RSA_i5_n00b}。上述分解手段属于通用密码学背景知识，并非仓库代码的一部分，但正是这道题期望参赛者掌握的技能。

在 fbctf 管理后台创建并上线 Flag 关卡

操作步骤（继承自官方 README）

进入平台管理后台：index.php?p=admin。
进入Levels: Flags页面。
点击Add Flag Level按钮。
填写关卡信息，例如名称Too Small、分值（points）以及想提供给参赛者的提示（hints）。下面给出官方推荐的描述文案：
You've recovered 3 encrypted files and an RSA public key. Since the files are RSA encrypted and RSA hasn't been broken yet, I guess you should just give up now.
点击Create按钮创建关卡。
在刚创建的关卡上点击Edit，为该关卡添加附件。
点击+ Attachment。
选择脚本生成的tooSmall.tar.gz文件。
最后点击Create和Save完成保存。

上线前还需点击关卡卡片左上角的On按钮启用该关卡，之后即可在 Gameboard 上看到它。需要特别注意的是：只有游戏正式开始（game is on）后，玩家才能提交答案。

后台操作背后的源码机制

后台页面入口：AdminController::getPages()明确声明了管理后台支持的页面集合，其中包含'flags'（即 README 所说的 "Levels: Flags"）等页面（见 AdminController.php）。
关卡数据落库：创建 Flag 关卡最终调用Level::genCreateFlag()，其内部以类型'flag'调用通用创建逻辑genCreate()（见 Level.php）。从 database/schema.sql 可看到levels表的完整字段：type（varchar(4)，取值为flag/quiz/base）、title、description、entity_id（关联国家）、category_id（关联分类）、points、bonus、bonus_dec、bonus_fix、flag、hint、penalty、active等。新创建的关卡active初始为0（未启用），与 README 中"点击 On 按钮启用"的操作一一对应。
启用/停用关卡：Level::genSetStatus()通过UPDATE levels SET active = %d切换状态，并同步生成管理员活动日志与公告（"XX enabled!/disabled!"）（见 Level.php）。
附件落盘细节：点击 "+ Attachment" 上传文件后，Attachment::genCreate()会将文件移动到/var/www/fbctf/attachments/目录，并以"原文件名_文件 MD5"重命名、强制0600权限与www-data属主，随后在attachments表中写入level_id、filename、type记录（见 Attachment.php 与 database/schema.sql）。也就是说，参赛者从 Gameboard 下载到的正是这份tooSmall.tar.gz。

玩家侧视角：为什么"RSA 还没被攻破"是陷阱

从竞赛出题的角度，Too Small 的立意非常清晰：

叙事反讽：题目描述信誓旦旦地说"RSA 还没被攻破，建议放弃"，但前提被悄悄替换成了"256 位密钥"。
密钥规模是全部考点：附件包只给出公钥与密文，没有私钥，参赛者的出路只有分解模数。256 位模数只有 77 位十进制数字左右，属于个人电脑上用公开分解工具即可快速处理的范围，与题目名称 "Too Small" 呼应。
Flag 分段增加练习价值：三个密文分别对应flag{RS、A_i5、_n00b}，参赛者需要分解密钥后对三段分别做openssl rsautl -decrypt（或用程序语言实现 RSA 解密），最终拼接出flag{RSA_i5_n00b}并提交到平台。

作为出题人，这个例子反向说明了安全出题红线：真实环境中的 RSA 密钥必须使用足够大的模数（OpenSSL 建议至少 2048 位），且应使用 OAEP 等带随机填充的加密方案（rsautl默认使用 PKCS#1 v1.5 填充，若用-raw直接加密短明文则存在更多已知弱点）。

提交判定与计分机制的源码级验证

当玩家在 Gameboard 上提交答案后，fbctf 的判定与计分逻辑值得出题人深入了解（以下均可在 Level.php 中查到实现）：

答案判定：genCheckAnswer()对flag类型关卡执行trim($level->getFlag()) === trim($answer)的大小写敏感精确比较；而quiz类型则转为大写后再比较（不区分大小写）。因此出题时 Flag 的写法必须与玩家提交完全一致（见 Level.php）。
计分：genScoreLevel()中得分 =points + bonus，即"基础分 + 当前动态加分"。关卡首次被攻克后，genAdjustBonus()会执行UPDATE levels SET bonus = GREATEST(bonus - bonus_dec, 0)，让 bonus 随攻克次数逐步衰减直至 0（见 Level.php 与 Level.php）——这是 fbctf 经典的"先到先得多得分"动态计分玩法。
防重复得分：genScoreLevel()会先查询ScoreLog中该队是否已攻克此关卡，已得分则直接返回false，并通过flock文件锁保证并发提交时计分的原子性。
提示扣分：genLevelHint()会在玩家查看提示时从队伍总分中扣除penalty分；若该队已拿过提示或已得分，则提示免费；若队伍当前分数不足以支付扣分，则拒绝返回提示（见 Level.php）。

常见问题与实战注意事项

附件包名是.tar.gz但其实是普通 tar：脚本用tar -cvf打包，扩展名带有误导性。玩家侧tar -xvf tooSmall.tar.gz即可正常解包；出题人若希望真正压缩，应改用tar -czvf。
Flag 明文分片与行尾换行：三个明文片段文件是拼接出完整 Flag 的原材料，出题脚本直接对它们做 RSA 加密，因此出题时务必保证三个片段的拼接顺序与内容正确，并记得在提交判定时使用与flag{RSA_i5_n00b}完全一致的写法（判定大小写敏感）。
附件目录权限：上传的附件存放在/var/www/fbctf/attachments/，若后台上传报错，可优先检查该目录是否可写以及 Web 服务用户（www-data）的权限（见 Attachment.php 的attachmentsDir常量定义）。
与交互型题目的区别：Too Small 是纯"提交答案"型 Flag 关卡，玩家下载附件后本地解题，平台只负责判定与计分，无需额外部署服务；对比之下，同仓库的 babys_first_bof 演示关卡是二进制漏洞利用题，出题人还需用socat TCP4-LISTEN:4000,fork,reuseaddr exec:./babys_first_bof单独托管二进制供玩家连接。两类关卡的"部署"边界在出题时需区分清楚。

小结

Too Small 是 fbctf 仓库中最适合学习"Flag 关卡全流程"的示例：一条 weakrsa.sh 完成出题物料的生成，管理后台按 README.md 的 9 步操作即可上线，而 Level.php 与 Attachment.php 的源码则揭示了判定、计分、提示扣分与附件存储的完整底层逻辑。对出题人而言，它是理解平台机制的最小闭环；对参赛者而言，它则是一道"别被 RSA 吓住，先看看密钥多大"的经典入门密码学题目。