[KCTF] HexMaze 题解：密钥织墙、长度摘要与两层重排

题型：Crypto / Misc 边界题
密钥：121
Flag：flag{T1u_2026_Kc7f_Crypt0_M4ster!}

0. 题面在说什么

题目给出 4 组明文–密文样例和一个 FLAG 密文，算法声明大致是：

• 只用字节编码、十六进制位运算、模 16 循环偏移、固定位置重排、固定摘要扰动
• 无随机数 / IV / 外部状态
• 摘要扰动过程只与输入长度有关
• 需要在 WP 里说明密钥 121 每一位的作用

输出是 0-9A-F，看起来像「把数据塞进十六进制迷宫里」。这题的味道很 Misc：骨架靠观察，核心靠猜对几个小构造，而不是硬刚 AES/RSA。

样例：

FLAG 密文长度 144 hex = 12 段 × 12。

1. 第一步：长度律与分块

观察密文长度：

• TLU（3 字节）→ 12 hex
• Hello / abcd!（5 字节）→ 24 hex
• 2026（4 字节）→ 24 hex

规律很明确：按 3 字节一组切块，每块膨胀成 12 个 hex 字符；余 1 / 余 2 字节走另一套「尾块」模板。

于是：

• 完整 3 字节主块：墙位固定
• 余 2（如 Hello 的 lo）：另一种骨架
• 余 1（如 2026 的 6）：再一种骨架

FLAG 144 hex → 11 个主块 + 1 个 1 字节尾块 → 明文长度 34。

2. 第二步：看见「墙」——密钥 121 的第一层作用

把主块 12 个半字节对齐看（以 TLU 为例）：

位置: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
TLU : 9 4 A A 4 8 5 5 0 4  9  5

所有主块在位置 1,4,6,7,9,11 上永远是：

4 4 5 5 4 5

也就是骨架：

? 4 ? ? 4 ? 5 5 ? 4 ? 5

这和密钥 121 对得太齐了：

• 数字 d → 墙半字节 d + 3
  • 1 → 4，2 → 5
• 按密钥展开成主块墙序列 445545

所以密钥的数值决定墙的颜色（4/5），排列决定墙插在哪（迷宫骨架）。
数据只占自由位：0,2,3,5,8,10 —— 正好 6 个半字节 = 3 字节，和明文半字节数一致。

尾块同理，只是墙型不同：

抽出自由位后，密文就退化成与明文等长的半字节流，后面的变换都作用在这条流上。

3. 第三步：长度摘要 —— 题面最大的提示

提示：摘要扰动只与长度有关。

同长度样例 Hello 与 abcd! 可做差分：摘要项相消，用来钉重排；不同长度样例用来钉摘要本身。

最终摘要是一条只依赖长度的半字节串：把周期

4 5 5 4 4 5

重复展开到 n = 2 × len(明文)，再与数据流做 mod 16 加法。

对照：

455445 与主块墙 445545 同源，都来自密钥 121 的 4/5 墙色，只是排法不同。
这正是「固定摘要 + 只跟长度有关」：内容不进摘要，长度只决定展开多长。

4. 第四步：模长循环偏移 + 块内重排

去掉摘要之后，半字节流与明文半字节之间还差两步。

4.1 循环偏移

对长度为 n 的半字节数组做循环移位：

rol(stream, 6 % n)

• n=6（3 字节）→ 6%6=0，不转
• n=8,10,... → 转 6 格（等价于字节层面转 3 字节）

这对应题面里的「模 16 / 循环偏移」在变长数组上的落地：偏移常量 6，再对当前长度取模。

4.2 固定位置重排（半字节块）

按「每 3 明文字节 → 6 半字节」切段，段内置换：

swap = 字节高低半字节对调。

主块三字节的几何图像很「迷宫」：最后一个字节翻过来放到最前，中间字节原样，中间那个字节再翻过来垫后——像在格子里换位。

5. 第五步：外层重排（样例上看不见的坑）

按上面管道解密 FLAG，会得到一串可读乱码：

ste_M4pt0Cry7f__Kc026u_2{T1lagfr!}

它能完美回编成 FLAG 密文，但不是 flag{...}。
原因是：还有一层固定位置重排，在 3/4/5 字节样例上恰好是恒等，只有更长明文才暴露。

定义（L = len）：

1. rem = pt[: L%3]，其余按 3 字节分块后整块逆序，再把 rem 接到末尾 → rb2(pt)
2. 再整体 左旋 3 字节 → 得到进入「半字节管道」的中间串

解密时做逆变换。对 FLAG：

中间串  --F-->  flag{T1u_2026_Kc7f_Crypt0_M4ster!}

这层解释了题面强调的「固定位置重排」为何在短样例上几乎无感：余数结构让 F 在样例长度上退化成恒等，属于典型 Misc 假进度陷阱。

6. 完整加密流程（汇总）

对明文 pt：

1. mid  = Finv(pt)          # rb2 后左旋 3 字节（样例上常为恒等）
2. x    = 半字节展开(mid)
3. x    = rol(x, 6 % len(x))
4. x    = 分块重排(x)       # P6 / P4 / P2
5. x[i] = (x[i] + Dig[i]) mod 16
         Dig = (455445) 重复到 len(x)
6. CT   = 按密钥墙型织入 x 的自由位

解密逆序即可。FLAG 长度 34，解得：

flag{T1u_2026_Kc7f_Crypt0_M4ster!}

回编与题目 FLAG 密文一致。

7. 密钥 121 各数字作用（WP 必写）

一句话：121 不是加密密钥流，而是迷宫图纸——决定墙刷什么色、插在哪，并派生出只跟长度走的摘要条纹。

8. 解题路径回顾（踩坑与转折）

1. 先看骨架再谈密码：主块墙恒为 445545，立刻绑定 121。
2. 自由位长度 = 明文半字节数：排除「每位密钥扩成不等长编码」等过度假设。
3. 同长度差分钉住「摘要与内容无关」；跨长度钉住 455445 周期。
4. 短样例过拟合：只有核心管道时 FLAG 回编成功但不是 flag{...}——说明还有样例上恒等的外层重排。
5. 验证标准：样例加解密 + FLAG 回编 + flag{...} 形态，三线同时满足才收工。

这题像 Misc 的原因也在这里：真正难点不是大数分解，而是分清「墙 / 数据 / 长度摘要 / 两层重排」各自的自由度，并用样例长度故意藏起其中一层。

9. 小结

HexMaze = 密钥织墙的十六进制迷宫 + 长度唯一确定的条纹摘要 + 半字节循环偏移与块内换位 + 对短串隐形的外层块重排。

Flag：

flag{T1u_2026_Kc7f_Crypt0_M4ster!}

附：完整可运行求解脚本见同目录 hexmaze_solver.py。

冰与火的战歌：Windows内核攻防实战高级班！从零到实战，融合AI与Windows内核攻防全技术栈，打造具备自动化能力的内核开发高手。