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[分享] 第七届“湖湘杯” leaker|设计思路与解析
2021-12-3 12:31 4157

[分享] 第七届“湖湘杯” leaker|设计思路与解析

2021-12-3 12:31
4157

本题由NanoApe师傅提供,赛后将该题的设计思路公开,供大家学习交流。

 

本题的 idea 来源于互联网公司内部的用于防泄密的数字水印。

数字水印

“数字水印”一词是由Andrew Tirkel和Charles Osborne于1992年12月提出,并于次年与Gerard Rankin一起成功地嵌入、提取了扩频掩密水印。

 

数字水印是一种隐蔽地嵌入到音频、视频或图像数据等信号的标记,这个标记并不影响原有的信号,它通常用于验证数据的真实性、完整性,或者标识其所有者的信息,起到版权保护的作用。

 

与传统的物理水印一样,数字水印通常只能在特定条件下(如在使用了一些算法后)才能被感知。传统水印可以应用于可见媒体(如图像或视频),而数字水印的信号可以是音频、图片、视频、文本或者3D模型,一个信号也可能携带几个不同的数字水印。

 

隐写术和数字水印都是采用隐写技术将数据隐蔽地嵌入到信号中,但前者旨在实现人类感官上的不可感知性,而数字水印的重心在于鲁棒控制。

 

数字水印的一种应用是追踪溯源。水印被嵌入到每个分布点的数字信号中,如果找到作品的副本,则可以从副本中检索水印,从而得知分发的来源。

writeup

 

解压题目附件,得到一张截图。

 

我们先用 Stegsolve 读取图片,看一下图片各个层面的信息。我们发现图片是 RGBA 模式,而 Alpha 通道只有 255 和 254 两种取值,说明最低位有问题。

 

 

很容易发现像素分布存在一定规律,那么我们后面研究的重点就从这里展开。

 

先单独提取出来得到 01 矩阵。对于水印题,我们要做的事情就是找规律。一般来说,为了做到随机截取图片任意一块还能完整读取水印包含的信息,水印会将想要隐藏的信息重复填写,达到抗修改的效果,所以可以尝试先寻找数据的规律。

 

首先可以发现,行存在重复出现的规律,周期是 76 行,也就是说第 1 行的数据和第 77 行的数据是一样的。

 

看起来行与行之间还是有点重复的规律,于是我们取出第 1 行所代表的 01 序列的前缀,大概取前 40 个 01 数据就好,然后在图中查找,发现这串 01 序列前缀同样出现在了第 3,5,7... 行中。

 

通过分析我们可以发现数据隔两行就会重复一次,因此我们可以将分析数据的范围缩小成两行。

 

然后我们再尝试查找这两行有没有什么重复的模式,发现这两行内出现了很多次 2x4 的 0 矩阵,而每两个 0 矩阵之间的信息都是一样的,这让我们又可以将范围缩小。到这里我们就得到了完整的一份信息经过加密后的结果。

 

接着我们发现第一行每隔 4 位都为 0,可以猜测是 ASCII 码的最高位,于是猜测每 2x4 个矩阵代表一个字符的 ASCII 码。

 

通过分析 ASCII 码的 01 分布规律,我们发现第二行第二列的格子上的 01 分布是不均匀的,因此我们可以猜测该地方为 ASCII 的第 4 位, 再根据第二行第一列以及第一行第二列的 01 分布情况,结合 [0-9a-zA-Z] 的 ASCII 码在各个二进制位上的 01 分布情况,进行一一对应,最后推测出解读方法:

1 3 5 7
2 4 6 8
 

解读数据,得到一串 Base64 编码 ZmxhZ3tlZjNkZTIzYS02MTRhLTQ4NjYtYjIzYi0yNDk2MjBiYTk1ZWR9,解码得到 flag 。

exp脚本

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from PIL import Image
import numpy as np
import random
import base64
 
im = Image.open('leaker.png')
im = np.asarray(im)
x, y, z = im.shape
 
print(im.shape)
 
c = []
for j in range(y):
    c.append(1 - im[0, j, 3] // 255)
    c.append(1 - im[1, j, 3] // 255)
 
c = ''.join([str(x) for x in c])
c = c[:c.find('00000000')]
flag = ''.join([chr(int(c[i:i+8], 2)) for i in range(0, len(c), 8)])
 
print(flag)
print(base64.b64decode(flag.encode()))

随想

自《中华人民共和国数据安全法》施行后,企业应当落实数据安全保护责任,加强风险监测。出于对数据安全保护的需求,企业可以在敏感文件中增加数字水印,一旦发生泄密事件,即可从文件中提取水印信息,快速、精准地追溯责任人。使用数字水印,企业可以规范数据外发流程,起到保护企业数据资产的目的。

 

本题附件:
https://github.com/chunqiugame/cqb_writeups/raw/master/2021hxb/leaker_4a03eb590cb2db880820e52b475e3def.zip

End

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