Crypto入门-基于Windows操作系统的环境配置

2025-11-30

引言

hello!欢迎来到咪喵魔法世界~

抱着对crypto的强烈好奇与浓烈兴趣，我加入了这个神秘的魔法组织。有句话是这么说的，“当新鲜感褪去，真正的爱才开始浮现”。学习crypto的第四个月，我对这句话的赞同度只增不减。

不得不承认，crypto的学习也许不像第一眼看上去那样“炫酷”，它没有web“改个请求参数就能弹出 flag”的即时快乐；也没有二进制“调通断点让程序跑通”的爽感，学crypto的枯燥是越往深处走越磨人的“顿感枯燥”——不是基础RSA算逆元的机械，是分析复现 Coppersmith 算法攻击时对着 “短私钥多项式构造” 的论文啃一下午，连变量替换的逻辑都没摸透的头昏脑涨；是调 ECC 离散对数题时，对着椭圆曲线的加法法则算到脑仁疼，结果因为曲线参数是弱类型，之前的推演全成了无用功的哭笑不得；是面对无数 Latiice 文献的无从下手，或是左脑子进右脑子出的🤷‍♀️，以至于学到凌晨三更时总有摆烂的念头莫名生出。

然而幸运的是因为学习crypto，我结识了一群志同道合的朋友，认识了愿意带着我们做项目的老师，而我也感谢小小的老己从没想过放弃。

兴趣是指导一个人入门最好的老师，却并不足以支撑他长久的走下去。对我来说，支撑我啃这些枯燥文论的也从来不是 “有趣”，是那种 “慢半拍但沉甸甸” 的成就感；是想拥有一门 “别人替代不了” 的硬技能；是知道学会这些后能有更多的职业选择；甚至是在未来能够设计出一个自己的高安全性的加密程序 —— 这些朴素又真实的动力，比什么 “浪漫的坚持” 都更能让人沉下心，慢慢往前走。

如果你真正沉下心来学习crypto，你就会发现它其实是一门“入门易、精通难”的课程，核心是先把基础框架搭起来，再通过真题慢慢打磨。这篇文章是我整理的 CTF Crypto 前置学习笔记，目标是把「环境搭起来 + 基础语法能上手 + 工具链能跑通」做成一份可复用的操作清单。对于新手小白来说，照着做完，就能在本地拥有一个适合 CTF/Crypto 学习与实验的干净环境啦。

最后再次欢迎大家加入咪猫魔法部~或者一起来见证一只咪猫小cainiao的成长哈哈😄

一、环境配置目标（以Windows系统为例）

在 crypto 的世界里，很多“题目做不出来”并不是你不聪明，而是—— 环境没搭好、工具没装对、命令不会用、脚本跑不起来。

所以这篇文章我们不讲玄学，只讲把工坊搭好。不过由于都是最基础的环境配置问题，技术上没什么难点，主要就是跑时间和🖥️，所以我就不一一详细的讲解了，只给出必要的环境配置方向与步骤。（相关下载网址我放在文章最下端了，有需要的可以自取。）

✅ 你最终会拥有：

Windows 电脑（主系统）
一个“藏在 Windows 里的 Linux”：WSL2（Ubuntu）
一个不会乱套的 Python 环境：Conda（crypto 专用环境）
一个适合数论/密码学的“超级计算器”：SageMath
一个边算边记边写报告的“魔法笔记本”：Jupyter Notebook
一个能编译 C 代码的工具链：gcc（在 WSL2 里）

并且会跑通 2 个最小示例：

Python 版凯撒密码 ✅
C 版凯撒密码 ✅

如果上述目标你都已经达成了，就可以直接跳过这篇文章进入下一关：RSA / ECC / lattice / 等真题的复现啦。

二、 Linux 系统基础学习（WSL2+Ubuntu）

这里我比较推荐把 Windows + WSL2 作为 crypto 学习主力环境，原因如下：

双系统：切换要重启，文件来回拷贝麻烦;
虚拟机：占内存，跑起来卡，配网又麻烦;
WSL2：直接在 Windows 里开 Linux，不用重启，文件还能互通。

下面是具体的安装步骤：

2.1：安装 Python

这一步就是让你的电脑能运行 python xxx.py

安装时一定要勾选这个：✅ Add Python to PATH

不然你打开终端会遇到：

python 不是内部或外部命令

然后打开 PowerShell / CMD：验证是否安装成功

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python --version

能看到版本号（比如 Python 3.11.x）就 OK。

2.2：安装 WSL2 + Ubuntu（your Linux 工坊）

2.2.1：先安装管理员 PowerShell

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wsl --install

装好后需要重启一下电脑。

2.2.2：启动 Ubuntu

启动方式之一：

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wsl

进入后你会看到类似：

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username@DESKTOP:~$

这就说明你已经进入 Linux 了！

2.3：Linux 里先学会“活下去”的命令

新手最常见崩溃：“我不知道我在哪、我不知道文件在哪、我不知道怎么创建文件夹。”

其实你只需要先掌握这 8 个常用命令就足够了：

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pwd        # 我现在在哪？
ls         # 我这里有什么？
cd xxx     # 进某个目录
cd ..      # 返回上一级
mkdir xxx  # 创建目录
touch a.py # 创建文件
rm a.py    # 删除文件
nano a.py  # 编辑文件（不会 vim 就先用 nano）

小建议：初期别硬刚 vim，先用 nano 把路走通，后面再学 vim 会更舒服，~o( =∩ω∩= )m。

三、Miniconda 与 SageMath 基础学习

为什么要安装 conda 呢？通俗来讲是因为 crypto 的库很容易“互相打架”。比如你今天装了 A 的依赖，明天装了 B 的依赖，结果：

A 跑不动了
B 也跑不动了
你开始怀疑人生

Conda 的作用就是：给每个项目一个独立环境，互不干扰。具体的安装步骤我放下面啦：

3.1：安装 Miniforge 并创建 crypto 专用环境⭐

在 WSL2 Ubuntu 里运行：

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cd ~
curl -L https://github.com/conda-forge/miniforge/releases/latest/download/Miniforge3-Linux-x86_64.sh -o Miniforge3.sh
bash Miniforge3.sh

一路同意（y）即可。安装完成后关掉终端再打开即可让 conda 生效。

验证：

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conda --version

接着继续创建 crypto 专用环境：

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conda create -n crypto python=3.11 -y
conda activate crypto

看到命令行前面出现 (crypto)，说明进入成功。如果以后你要装库、跑题、装 Sage，都建议先执行：

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conda activate crypto

3.2：安装 SageMath（Crypto 的“数论神器”）⭐⭐

在 CTF 里面很多 RSA / ECC / lattice 的题目，本质上就是比较复杂的数学运算。而 SageMath 就像是 crypto 领域的“魔法计算器”。我们把它安装在刚刚配置好的 (crypto) 环境内：

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conda install -c conda-forge sage -y

可以用简单的数学式子进行验证：

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sage
2^10
exit()

如果能算出 1024 并正常退出，就 OK。

3.3：安装 Jupyter（边算边记、写报告神器）

Jupyter 的意义在于，你能在一页里同时拥有：

文字笔记
代码
输出结果
公式推导

启动：

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jupyter notebook

如果浏览器没自动打开，复制终端给的 URL 到浏览器打开即可。

3.4：安装 C 编译环境

crypto 题里，C 很常见：你会遇到各种本地程序、加密实现、编译链问题，所以这一步也很重要。

在 WSL2 Ubuntu 安装 gcc：

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sudo apt update
sudo apt install -y build-essential

验证：

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gcc --version

有版本号就说明 OK。

四、小练习：编写简单程序跑通凯撒密码（Python 版 + C 版）

这一步不是为了凯撒本身，而是为了：✅ 你能写代码 → 能运行 → 能输出 → 能调试。关于具体的古典密码（包括更多的密码学基础知识）的内容我会在后续的文章里写道，持续更新噢~o( =∩ω∩= )m。

4.1：Python 版（可加解密）

新建 caesar.py：

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def caesar_encrypt(text: str, shift: int) -> str:
    res = []
    for ch in text:
        if 'a' <= ch <= 'z':
            res.append(chr((ord(ch) - ord('a') + shift) % 26 + ord('a')))
        elif 'A' <= ch <= 'Z':
            res.append(chr((ord(ch) - ord('A') + shift) % 26 + ord('A')))
        else:
            res.append(ch)
    return ''.join(res)

def caesar_decrypt(text: str, shift: int) -> str:
    return caesar_encrypt(text, -shift)

if __name__ == "__main__":
    msg = "Hello, CTF Crypto!"
    k = 3
    enc = caesar_encrypt(msg, k)
    dec = caesar_decrypt(enc, k)
    print("plain:", msg)
    print("enc  :", enc)
    print("dec  :", dec)

运行：

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python caesar.py

看到明文→密文→解密回明文，就成功啦。

4.2：C 版

新建 caesar.c：

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#include <stdio.h>

char shift_char(char ch, int k) {
    if (ch >= 'a' && ch <= 'z') {
        return (char)('a' + (ch - 'a' + k + 26) % 26);
    }
    if (ch >= 'A' && ch <= 'Z') {
        return (char)('A' + (ch - 'A' + k + 26) % 26);
    }
    return ch;
}

void caesar(char *s, int k) {
    for (int i = 0; s[i] != '\0'; i++) {
        s[i] = shift_char(s[i], k);
    }
}

int main() {
    char msg[] = "Hello, CTF Crypto!";
    int k = 3;

    printf("plain: %s\n", msg);
    caesar(msg, k);
    printf("enc  : %s\n", msg);
    caesar(msg, -k);
    printf("dec  : %s\n", msg);

    return 0;
}

编译运行：

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gcc caesar.c -o caesar
./caesar

同样看到明文→密文→回明文，就说明 C 工具链 OK。

五、cainiao 必备“救命命令”急救包

你想做什么	命令
我在哪	`pwd`
看目录	`ls -la`
进目录	`cd xxx`
退回上一层	`cd ..`
创建目录	`mkdir xxx`
创建文件	`touch a.py`
编辑文件	`nano a.py`
激活环境	`conda activate crypto`
退出环境	`conda deactivate`
启动 Sage	`sage`（退出 `exit()`）
启动 Jupyter	`jupyter notebook`

六、小结：工坊搭好了，下一步就开始“真魔法”啦🐱

到这里你已经完成了最关键的事：

环境稳定 ✅
工具链跑通 ✅
代码能执行 ✅
学习可以持续推进 ✅

接下来就可以开始刷 RSA / ECC / lattice 的真题，并把笔记像“魔法书”一样慢慢积累起来。

欢迎继续留在咪喵魔法部~ 我们一起把“顿感枯燥”的 crypto，啃成“慢半拍但沉甸甸”的成就感吧(>^ω^<)🐾

附：常用资料入口（复制用）

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Python Windows：https://www.python.org/downloads/windows/
WSL 安装文档：https://learn.microsoft.com/en-us/windows/wsl/install
Conda 文档：https://docs.conda.io/projects/conda/en/latest/
SageMath 文档：https://doc.sagemath.org/

引言

一、 环境配置目标（以Windows系统为例）