为何ZipCrypto Key2暴力破解出现大量误报？代码问题排查

数据老陈

2026-6-27

问题

尝试利用CRC首字节与加密头最后一字节暴力破解ZipCrypto的Key2以测试耗时，却得到了2000余个无效的“有效密钥”。根据APPNOTE规范，Key2用于解密字节，由CRC32生成，是32位值，范围应为2147483648至4294967296。

本次测试参数：

密码：> 1234
CRC值：> 77D7DCDE
测试流：

50 4B 03 04 14 00 01 00 08 00 68 99 6D 58 DE DC D7 77 CB 82 07 00 0F
B1 0A 00 09 00 00 00 6B 65 79 73 30 2E 74 78 74 50 3F 83 D5 C7 D4 69
6E 9B B9 E9 F2 DD 16 D5 EA 5B 41 F9 BC 59 6E 34 E8 2F 2B 49 4E DD 90
3E D8 65 5E 21 42 E6 8C 8C AD 8E

测试代码如下：

#ifdef LINUX

#include <pthread.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>

typedef pthread_t thread;
typedef pthread_mutex_t mutex;

static inline void mutex_init(mutex *m)
{
    int res = pthread_mutex_init(m, NULL);
    assert(res == 0);
}

static inline void mutex_lock(mutex *m)
{
    int res = pthread_mutex_lock(m);
    assert(res == 0);
}

static inline void mutex_unlock(mutex *m)
{
    int res = pthread_mutex_unlock(m);
    assert(res == 0);
}

static thread spawn_thread(void *(f)(void *), void *arg)
{
    thread t;
    int res = pthread_create(&t, NULL, f, (void *)arg);
    if (res != 0)
        return (thread)NULL;
    return t;
}

static void join_thread(thread t)
{
    pthread_join(t, NULL);
}

static size_t num_threads(void)
{
    return (size_t)sysconf(_SC_NPROCESSORS_ONLN);
}


static uint64_t get_time(void)
{
    struct timespec ts;
    clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &ts);
    return ts.tv_sec * 1000 + ts.tv_nsec / 1000000;
}

#endif


unsigned char decrypt_byte(size_t Key2) {
    uint32_t dkey = Key2;
    unsigned short temp = dkey | 2;
    return (temp * (temp ^ 1)) >> 8;
}


static bool bytecheck(const unsigned char dat)
{
    unsigned char targ = 0x77;//first byte of my Checksum
    
    if(dat == targ)
       {
            return true;
        }
    return false;
}


struct info
{
    unsigned char buffer;
    size_t start;
    size_t end;
};

// Stop when a thread finds a solution.
static volatile bool stop = false;
static void *worker(void *arg);

static thread spawn_worker( size_t start, size_t end, unsigned char buffer)
{
    struct info *info = (struct info *)malloc(sizeof(struct info));
    assert(info != NULL);
    info->start = start;
    info->end = end;
    info->buffer = buffer;
    thread t = spawn_thread(worker, info);
    if (t == (thread)NULL)
    {
        fprintf(stderr, "error: failed to spawn thread");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    return t;
}
static void *worker(void *arg)
{
    struct info *info = (struct info *)arg;
    size_t start = info->start;
    size_t end = info->end;
    unsigned char buf = info->buffer;
    free(info);
    for(size_t i =start; i < end+1; i++)
    {
        if (stop)
            return NULL;
        unsigned char res = decrypt_byte(i);
        unsigned char C = buf ^ res;

        if (bytecheck(C))
        {
            printf("%zu\n",i);
            stop = true;
            return NULL;
        }
    }

}

//gcc ben.c -pg --std=gnu99 -lz -lm -lpthread -o zipcr

int main()
{

    size_t NUM_WORKERS = num_threads();
    printf("threads = %lu\n", NUM_WORKERS);
    uint64_t t0 = get_time();
    size_t tap = 2147483648;
    size_t port = tap / NUM_WORKERS;
    thread ts[NUM_WORKERS];
    for (size_t i = 0; i < NUM_WORKERS; i++)
        {
            size_t start = tap+ (i*port);
            size_t end = start+port;
            unsigned char buffer = 0xF2;
            ts[i] = spawn_worker(start, end,buffer);
        }
        for (size_t i = 0; i < NUM_WORKERS; i++)
            join_thread(ts[i]);
    uint64_t t1 = get_time();
    printf("\ntime = %lums\n", t1 - t0);

return 0;
}

请问为何会出现大量误报，代码中存在什么问题？

问题分析与解决

校验逻辑过于薄弱：仅验证单个解密字节等于CRC首字节（0x77），单字节匹配的概率为1/256。32位Key2范围包含2^31个可能值，理论上会产生约800万个匹配结果，你得到2000余个误报只是因为线程停止逻辑未拦截所有匹配，本质是单字节校验的误报率极高。必须校验完整CRC值或更多明文特征才能过滤无效密钥。
Key2范围理解错误：APPNOTE规范中Key2是32位无符号整数，范围应为0到4294967295，而非2147483648到4294967296。你仅遍历了高31位的一半，漏掉了低31位的所有可能值，既可能错过正确Key2，当前误报也都是错误范围内的无效匹配。
线程停止逻辑存在竞态条件：stop作为volatile布尔值，多线程同时检测和设置时，可能有多个线程在stop被设置前进入匹配分支，导致多个无效密钥被打印。需用互斥锁保护stop的读写，或使用原子操作确保只有第一个匹配线程终止其他线程。
decrypt_byte函数实现错误：ZipCrypto解密时，Key2会随解密过程更新（每次解密字节后用CRC32算法更新），你直接用原始Key2计算解密字节，未模拟该更新过程，导致解密结果本身错误，即使匹配0x77也是无效的。正确逻辑应为：用候选Key2解密第一个加密字节得到明文，再用明文更新Key2，继续解密后续字节直至验证完整CRC或更多特征。
加密字节选择错误：你使用的0xF2需确认是加密数据的第一个字节。Zip本地文件头中，加密数据从filename字段后开始，若提取的字节位置错误，解密结果对应无效位置，自然产生大量误报。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者terry franklin