滥用图片博客做 C&C 配置 – 0xCC

0x00 背景


几个月前看到有文章介绍俄罗斯的 Hammertoss 恶意软件,使用 Twitter 作为 C&C 服务。以类似方式滥用 TechNet 的也有过报道【1】。脑洞了一下觉得,使用图片(或者其他格式)作为隐写(steganography)的载体来携带 C&C 控制命令更为隐蔽一些,而且携带的信息容量相对 twitter 的 140 字限制大得多。

一些轻博客可以保存用户上传的原始图片,还支持对图片添加标签(hash tag)。通过一个固定的 url 就可以获取到具有某个 hash tag 的图片。这样既可以无损嵌入隐蔽信息,还能很快定位到“有问题”的图片。在控制方需要修改配置(如 IP 发生变化)的时候,只需要登录社交网站,上传新的控制命令即可完成更新。灵活而更有隐蔽性。

本文示例中使用了最简单的隐写方式——最低有效位来嵌入 C&C 信息,有兴趣的读者也可以自行实现其他水印算法。图片博客选择了某国内流行的服务,仅作演示。

0x01 隐藏原理


LSB 嵌入隐藏信息的思路非常简单。选择不带 Alpha 通道的 24 位位图作为载体,图片中每个像素具有 RGB 三个颜色分量,取值范围位 0x00 ~ 0xFF,共 8 个二进制位。这样一个像素可以表示 16777216 种颜色。

针对每一个颜色通道,修改其最低的二进制位,而其余 7 位保持不变,这样细小的差别在肉眼上难以分辨。如下图所示,前后两个色块看上去几乎没有差别。

LSB

这样就在像素中“开辟”了携带信息的空间。通过将信息嵌入到最低有效位的方式,每个像素就可以携带 3bit 的信息,也就是 23 == 8 种状态。

0x02 图像的混合


要想支持任意二进制数据的嵌入,还需要对原始数据进行预编码,将一个字节映射到多个像素中。正好有一种编码方式——base64,其特点是将二进制数据编码成为 64 个可打印的元字符,结尾使用 == 进行长度对齐。64 正好是 26,正好是两个像素使用最低有效位所能容纳的信息量。

由于 C&C 命令是不确定长度的,因此需要额外的字段来指明这个长度。可以模仿 IE 中 BSTR 的做法,在结构体起始元素中标明整个数组的长度;也可以利用图像的元数据,如 EXIF 来存储。

直接在 EXIF 中出现数据太容易被发现。笔者设计了一个算法,可以将一个不太大的正整数编码成为一个字符串,这个字符串肉眼看上去非常像一个软件的版本号。接着将这个“版本号”放置于 EXIF 的 Software 字段,看上去毫无违和感。

Fake Version

编码非常简单。先将 n 开平方后向下取整得 e;将 n 转换为 e 进制数,每一位得到一个数组 a;将 e 添加到数组 a 的第一个元素;以小数点为分隔符 join 得到字符串 s;最后倒转 s 得到 s' 即为“版本号”。例如 n=1992,开平方取整得到 e=44,1992 转为 44 进制得到1992 = 12 * 442 + 1 * 441 + 1 * 440,即得数组 [44, 12, 1, 1],最后合并再反转字符得到 1.1.21.44,再加上个胡诌的软件名,真是个版本号的样子……

#!python
def fakever(n):
def nums(num):
base = int(num ** 0.5)
yield base
while num:
yield num % base
num //= base
ver = map(str, nums(n)) if n >= 4 else (str(n), '1')
return '.'.join(ver)[::-1]

将配置嵌入图片使用 PIL 库实现,基本流程如下:

  • 读入 C&C 配置,将其编码成 64 个元字符,对应 0x00 - 0x40
  • 读入图像,将其色彩模式转换为 RGB
  • 每两个像素为一组,嵌入一个元字符
  • 将嵌入数据的长度编码成所谓“版本号”,写入 EXIF 数据

虽然 PIL 的图像对象提供了 putpixelgetpixel 的方法来操作单个像素,但在批量处理大量像素的时候,这两个方法效率很低。更好的方式是使用 PIL.Image 对象的 tobytes 方法将图像转为像素数组,直接操作数组的值来修改像素。

完整代码见 github.com/ChiChou/lowershell/steg.py

需要注意的是,输出文件格式必须使用无损的 png 或者 bmp,推荐 png。JPEG 图像格式可能导致像素信息丢失,无法提取完整的数据。

接着注册一个马甲,把合成的图片上传到社交网络,指定一个标签即可。

0x04 隐藏信息的提取


作为“恶意软件”的一方,获取 C&C 配置仅需要请求一个社交网站的页面,解析 HTML 内容获得原图 url,最后下载并解码隐藏的信息。本文演示程序使用 PowerShell 编写。借助 .NET 的 HTML 解析和图像处理功能,可以轻松实现隐藏信息还原。

PowerShell 的 Invoke-WebRequest cmdlet 可以发起一个 http 请求,返回页面的 document 对象。通过 document 对象可以对页面 DOM 树下的元素进行遍历和读取。例如 Images 属性可以获得页面中所有的图片元素。

以国内某图片博客为例,获取标签名为 world 的图片的原图 url 只需要一行:

#!powershell
(Invoke-WebRequest 'http://www.lofter.com/tag/world'l).Images | where {$_.'data-origin'} | % {$_.'data-origin' -replace "\?imageView.*$"}

PowerShell 的一大优势是可以直接调用 .NET 框架。.NET 的 System.Drawing 程序集提供了位图的处理功能,可以读取像素数据以及解析 EXIF。

提取信息的实现与图像嵌入的代码过程正好相反:

  • 读取 EXIF,算出 payload(C&C配置文件)的长度
  • 每两个像素为一组提取最低有效位,组成一个元字符
  • 将元字符映射成 base64 编码字符串,解码即可得到原始隐藏数据

与 PIL 类似,在 .NET 中最佳的修改像素的方式也是直接修改数组。使用 Image 对象的 LockBits 将整个位图区域锁定为只读,接着使用 Marshal 将像素数据复制为二进制数组,直接操作数组而非像素可以提升速度。

#!powershell
$rect = [System.Drawing.Rectangle]::FromLTRB(0, 0, $img.width, $img.height)
$mode = [System.Drawing.Imaging.ImageLockMode]::ReadOnly
$format = [System.Drawing.Imaging.PixelFormat]::Format32bppArgb
$data = $img.LockBits($rect, $mode, $img.PixelFormat)
$size = [Math]::Abs($data.Stride) * $img.Height
$pixels = New-Object Byte[] $size
[System.Runtime.InteropServices.Marshal]::Copy($data.Scan0, $pixels, 0, $size) # 复制到缓冲区

完整代码参考

github.com/ChiChou/lowershell/server/Lib/Steg.ps1

在这个示例项目中还实现了带加密的 icmp 反弹 shell,不在本文讨论范围内,此处省略。

0x05 运行效果


首先准备一张大小适合的图片,小了无法容纳数据,大了不方便网络传输。

IMG_7495

执行 python steg.py example.config.json IMG_7495.jpg blend.png

得到合成的图片如下:

blend

粗看上去没有区别。以#ThisIsAnUniqueSecretTag为标签上传,接着换一个机器执行 PowerShell 脚本,可完整地将配置文件 example.config.json 读取出来。

read

0x06 结语


隐写术作为隐蔽通信的手段,在恶意软件中的应用由来已久。本文提出并实现了一种通过滥用图片社交网站来下发 C&C 控制指令的方法,仅作概念演示和抛砖引玉。

0x07 参考资料


  1. FireEye, Microsoft wipe TechNet clean of malware hidden by hackers
  2. Wikipedia 隐写术

原文链接:http://drops.wooyun.org/tips/12613

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