Base64 Steganography

Base64隐写的原理

为什么Base64可以做隐写^[1]

1. 先要了解Base64的解码过程

rawStr = Base64编码后的字符串　　
cnt = 编码尾部的等号数　　
for i in rawStr:　　
    根据Base编码表，转化为6位的二进制数　　
删除尾部 cnt*8 位的数据　　
按8位一组，分割二进制数据　　
对应转为ASCII 　　

2. 因此下图所示，尾部加粗的0会在解码过程中删去，即使被修改也不会影响解码结果，所以这部分数据是可以用于隐写的。

 

 如何提取隐写的数据

py2代码^[2]如下：

 1 # py2
 2 def get_base64_diff_value(s1, s2):
 3   base64chars = 'ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/'
 4   res = 0
 5   for i in xrange(len(s2)):
 6     if s1[i] != s2[i]:
 7       return abs(base64chars.index(s1[i]) - base64chars.index(s2[i]))
 8   return res
 9 
10 def solve_stego():
11   with open('2.txt', 'rb') as f:
12     file_lines = f.readlines()
13     bin_str = ''
14     for line in file_lines:
15       steg_line = line.replace('\n', '')
16       norm_line = line.replace('\n', '').decode('base64').encode('base64').replace('\n', '')
17       diff = get_base64_diff_value(steg_line, norm_line)
18       pads_num = steg_line.count('=')
19       if diff:
20         bin_str += bin(diff)[2:].zfill(pads_num * 2)
21       else:
22         bin_str += '0' * pads_num * 2
23       res_str = ''
24       for i in xrange(0, len(bin_str), 8):
25         res_str += chr(int(bin_str[i:i+8], 2))
26         print res_str
27 
28 solve_stego()

1. 第16行代码为什么先解码再编码？

　　steg_line读入的行，是带有隐写数据的。norm_line将读入的带有隐写数据的行，进行解码，实际上已经消除了隐写的数据。再进行编码时，尾部不够6bit做填充时，填充的是0，因此norm_line是常规的不带隐写数据的Base64值。

比如一例：

line	'c3RlZx==\n'
steg_line	'c3RlZx=='
norm_line	'c3RlZw=='

　　可以看到，尾部是不一样的。还原一下得到norm_line的过程：先解码得到的是steg，steg的ASCII二进制表示为01110011  01110100  01100101  01100111，以6bit一组分割，得到011100，110111，010001，100101，011001，110000（后四位的0是填充的）。根据Base64编码表^[3]可以得到c3RlZw==，steg_line隐写的方法是将解码时会删去的后四位0改成了0001，110001对应编码表中的x。

2.  第17行的get_base64_diff_value有什么作用

　　steg_line和norm_line最后一个数据位（也即不带等号的最后一位）的差值的绝对值。

3. 往后的代码

　　是为了不断地拼接，从隐写部位获得的位数据，再将其转为ASCII显示。由于在拼接过程中，后续数据还没有接上，会有二进制位数不等于8的倍数的情况，所以print出来的数据，有的并不是ASCII值。zfill控制填充0的数目，是为了可以正常地获取到包含隐写数据的部分，防止因为位数的错误，导致拼接后的数据不可打印。

　　填充的0的个数和等号的个数相关。（所以如有n个等号，则需要将带有隐写数据的部分的二进制位数，设定为2*n）

Reference

[1] https://www.tuicool.com/articles/RRr2miE

[2] http://delimitry.blogspot.com/2014/02/olympic-ctf-2014-find-da-key-writeup.html (需ke'xue上网)

[3] https://baike.baidu.com/item/base64/8545775?fr=aladdin