本文对CTF中常见的MISC题做出总结，并给出一些工具的安装与使用方法（见“十四”），后续根据做题中的所见所闻会不定期更新里面的内容，仅供参考。

密码学上的柯克霍夫原则（Kerckhoffs's principle，也称为柯克霍夫假说、公理、或定律）系由奥古斯特·柯克霍夫在19世纪提出：即使密码系统的任何细节已为人悉知，只要密匙（key，又称密钥或秘钥）未泄漏，它也应是安全的。

参考：https://ctf-wiki.org/crypto/introduction/

恺撒密码（Caesar）是一种替换密码，明文中的所有字母都在字母表上向后（或向前）按照一个固定数目进行偏移后被替换成密文。例，当偏移量是3的时候，所有的字母A将被替换成D，B变成E，以此类推。

原文：A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z

密文：D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C

恺撒密码还在现代的ROT13系统中被应用，但是和所有的利用字母表进行替换的加密技术一样，恺撒密码非常容易被破解，而且在实际应用中也无法保证通信安全。

根据偏移量的不同，还存在若干特定的恺撒密码名称：

相当于偏移量为13的恺撒密码

ROT13（回转13位）是一种替换密码，是凯撒密码的一种变体，且是它自身的逆反，即：要还原成原文只要使用同一算法即可得，故同样的操作可用于加密与解密。该算法并没有提供真正密码学上的保全，故它不应该被用于需要保全的用途上。它常常被当作弱加密示例的典型。

应用ROT13到一段文字上仅仅只需要检查字母顺序并取代它在13位之后的对应字母，有需要超过时则重新绕回26英文字母开头即可。A换成N、B换成O、依此类推到M换成Z，然后串行反转：N换成A、O换成B、最后Z换成M。只有这些出现在英文字母里的字符受影响；数字、符号、空白字符以及所有其他字符都不变。替换后的字母大小写保持不变。

仿射密码是一种替换密码，是单表加密的一种。明文/密文的每个字母按如下表格对应一个数字作为 \(x\)。

加密函数： \(e(x)=ax+b(mod\enspace m)\)，其中

\(a\) 和 \(m\) 互质

\(m\) 是字母的数目。

解密函数： \(d(x)=a^{-1}(x-b)(mod\enspace m)\)，其中

当 \(a=1\) 时，仿射加密便为凯撒密码 ，\(b\) 便是恺撒密码中的偏移量。

举个例子

\(a\) 为 \(5\)，则经过计算 \(a\) 的乘法逆元 \(a^{-1}\) 为 \(21\)

乘法逆元在线计算工具

乘法逆元：如果 \(ax≡1 (mod\enspace b)\)，且\(gcd(a,b)=1\)（\(a\) 与 \(b\) 互质），则称 \(a\) 关于模 \(b\) 的乘法逆元为 \(x\)。

在介绍乘法逆元的计算方法前先了解一下什么是欧几里得算法以及贝祖定理

欧几里得算法又称辗转相除法，常用于求两个数 \(m\) 和 \(n\) 的最大公约数 \(gcd(m,n)\)，原理是用两个数 \(m\) 和 \(n\) 中较大的数 \(m\) 除以较小的数 \(n\)，即 \(m\div n\)，如果能整除，那么较小的那个数 \(n\)，就是所求的最大公约数，否则 \(m\div n=q......r\) ，就用除数 \(n\) 和余数 \(r\) 作为新一轮的 \(m\) 和 \(n\) ，继续判断能否整除……依此类推，直到能够整除为止，这时作为除数的数就是所求的最大公约数。

【注】

举个例子：求1314和511的最大公约数

于是73就是1314和511的最大公约数，即 \(gcd(1314,511)=73\) 。

贝祖定理：如果 \(a\)、\(b\) 是整数，那么一定存在整数 \(x\)、\(y\) 使得 \(a\cdot x+b\cdot y=gcd(a,b)\)，这个式子也被称为贝祖等式。

那么它们与乘法逆元有什么关系呢？我们由乘法逆元的定义可以知道 \(a\) 和它的逆元 \(x\) 满足 \(ax≡1 (mod\enspace b)\)，即 \(a\cdot x+b\cdot (-z)=1\)，这就与贝祖等式对应起来了（\(a\) 和 \(b\) 已知，且 \(gcd(a,b)=1\) ），于是根据贝祖定理，我们知道了，已知 \(a\) 和 \(b\)，且 \(gcd(a,b)=1\)，那么 \(a\) 关于 \(b\) 一定存在乘法逆元 \(x\)，而求解 \(x\) 的方法就要用到扩展欧几里得算法——欧几里得算法的扩展。总结到一点，贝祖定理告诉我们乘法逆元存在，扩展欧几里得算法给我们提供了求解方法。下面着重讲解一下扩展欧几里得算法，以求30关于47的乘法逆元为例

即求整数 \(x\) 和 \(y\) 使得 \(30x+47y=1\)

用欧几里得算法把求30和47最大公约数的中间式子罗列出来并整理如下

接下来我们需要用上面的四个式子合并整理，凑出 \(30x+47y=1\)的形式。

不难看出，第n个式子的除数是第n-1个式子的余数，所以可以从最后一个式子开始用上一个式子带入，也就是用第n-1个式子代替第n个式子的除数（如用③式代替④式的4），别的不要动，也不要计算，带入一次后各个除数和余数的系数合并整理，进入下一次的替换，这就形成了递归，直到最后n == 1，就会出现出现形如 1 = 47x + 30y 。

具体操作如下

最后我们可以知道30关于47的乘法逆元为11。

与凯撒密码类似，区别在于移位密码不仅会处理字母，还会处理数字和特殊字符，常用 ASCII 码表进行移位

简单替换密码（Simple Substitution Cipher）加密时，将每个明文字母替换为与之唯一对应且不同的字母。它与恺撒密码之间的区别是其密码字母表的字母不是简单的移位，而是完全是混乱的，这也使得其破解难度要高于凯撒密码。 比如：

明文字母 : abcdefghijklmnopqrstuvwxyz

密钥字母 : phqgiumeaylnofdxjkrcvstzwb

而解密时，我们一般是知道了每一个字母的对应规则，才可以正常解密。

埃特巴什码（Atbash Cipher）是简单替换密码的特例，它使用字母表中的最后一个字母代表第一个字母，倒数第二个字母代表第二个字母，以此类推。在罗马字母表中，它是这样出现的：

明文：A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z

密文：Z Y X W V U T S R Q P O N M L K J I H G F E D C B A

维吉尼亚密码是使用一系列凯撒密码组成密码字母表（如下图）的加密算法，属于多表密码的一种简单形式。如果仅使用维吉尼亚字母表的一列作为替换表，那维吉尼亚密码与凯撒轮换密码就没什么区别了，因此维吉尼亚密码表就设计成了多行，一行为一个字母加密，这一表格包括了26行字母表，每一行都由前一行向左偏移一位得到，具体使用哪一行字母表进行编译是基于密钥（关键字）进行的。

例如，假设明文为ATTACKATDAWN，选择某一关键词并重复直至与明文一样长度而得到密钥，如当关键词为LEMON时，密钥为LEMONLEMONLE，对于明文的第一个字母A，对应密钥的第一个字母L，于是使用表格中L行字母表进行加密，得到密文第一个字母L。类似地，明文第二个字母为T，在表格中使用对应的E行进行加密，得到密文第二个字母X。以此类推，可以得到：

明文：ATTACKATDAWN

密钥：LEMONLEMONLE

密文：LXFOPVEFRNHR

单表代换密码没有破坏统计规律，所以我们可以直接根据字母的频率分析进行破解。例如，对于一个字母来说，在一篇密文中，H出现的频率最高，那么H对应的明文可能是e、t、a等在前几位的字母。但对于维吉尼亚密码，可以被加密成不同的密文，因而简单的频率分析在这里并没有用。

自动密钥密码（Autokey Cipher）也是多表替换密码，与维吉尼亚密码很像，但不同的是密钥的构成方式不同。 维吉尼亚密码密码的密钥是由关键字的重复构成的，而该密码的密钥是由关键字和明文本身构成，即前面是关键字，后面是明文，即密钥=关键字+明文。

在已知密钥的情况下可以用在线工具或者Python来解密

在线工具：自动密钥密码加密/解密

Python的pycipher内置了自动密钥密码的算法（使用前需要pip install pycipher）

在未知密钥的情况下可以用Breakautokey脚本暴破，这个脚本原理是依次搜索每个密钥长度，将最有可能的纯文本打印出来让我们辨认。（官方）

环境：脚本需要运行在Python2环境下，且需要安装pycipher库（pip2 install pycipher）

使用：将得到的密文赋给breakautokey.py中的变量ctext；

然后直接输入如下命令运行

移位算法将明文消息中的字母重新排列，维持原为字母的本来面貌，只是调整了位置。

替换加密不同于移位加密，移位加密只是调整了明文中字母的位置，字母本身并没有改变。与之相反，替换加密保留了明文中字母的排列顺序，而更改了字母的本来面貌。如前所述，移位密码受限于有限的移位次数，因为可以移动的次数是有限的，所以大多数移位密码不用计算机，仅凭手算就可以破解。而替换密码理论上有很多种加密形式，其中的一些有很高复杂度

题目：BUUCTF-USB

所谓栅栏密码，就是将要加密的明文分为N个一组，再从每组的选出一个字母连起来，形成一段无规律的密文。

栅栏密码并非一种强的加密法，其加密原理限制了密钥的最高数量不可能超过明文字母数，而实际加密时密钥数目更少，因此有些密码分析员甚至能用手直接解出明文。

栅栏密码可以分为两类，第一种是N型栅栏密码，第二种是V型栅栏密码。

例如使用密钥8（栅栏的栏数）加密一下明文1234567891234567891234567891234567891

首先画出8栏表格，明文由上至下顺序写上，当到达最低部时，再回到第一栏重新开始，一直重复直至整篇明文写完为止。横向读取表格时即为密文：1987652198763219874321985432196543217654387654。

使用密钥8（栅栏的栏数）加密一下明文Will invade Kentucky on October the eighth# signal is Frozen chicken'#

在V型栅栏密码中，明文由上至下顺序写上，当到达最低部时，再回头向上，一直重复直至整篇明文写完为止。横向读取表格即为密文：Wnb#r#ietoehFo'lkutrts'znl cc hi ee ekOtggsnkidy hini cna neea civo lh。

获取分组和密钥

摩斯电码转换_摩斯密码翻译器-在线工具 (all-tool.cn)

摩斯密码是一种通过电报传输消息的替换密码，代表了一种电码替换编码的方式，用一系列的点和划的组合代表不同的字母。

编码与解码脚本如下

猪圈密码是一种以格子为基础的简单替代式密码。即使使用符号，也不会影响密码分析，亦可用在其它替代式的方法。

传统码表

变种1

变种2

在线工具：Baconian (rumkin.com)

培根密码主要有以下特点：

棋盘密码是利用波利比奥斯方阵(Polybius Square)进行加密的密码方式。

判别：只要出现数字是成双出现的数组串，而且有出现最大数字大于26的，那是棋盘密码的可能性就很大。

将JavaScript代码转换成颜文字网络表情的编码

题目：

加密解密：

Brainfuck是一种极小化的计算机语言，它是由Urban Müller在1993年创建的。由于fuck在英语中是脏话，这种语言有时被称为brainfuck或brainfuck，甚至被简称为BF。

brainfuck语言用> < + - . , [ ]八种符号来替换C语言的各种语法和命令。

Ook.?!与Brainfuck类似，也是用替换法。

[splitbrain.org]

参考：ASP/VBS加密，解密方法探讨

用于对VBS脚本进行加密。

官方提供的加密工具sce10，算是比较正规的加密方式，用这种方法加密的代码，对于 VBScript，加密后在源文件的第一行会显示：。

判别：这种方法加密出来的代码有一个特点，一般以 #@~ 这几个字符开头，并且里面多次出现，并且不对中文字符编码

解密方式目前网络上有提供算法和程序的。有一个比较出名的软件名叫 scrdec18.exe ，只是使用稍有麻烦，是在命令行下使用的。

在线工具：asp在线解密工具|asp解密|VBScript.Encode|JScript.Encode 在线解密 (zhaoyuanma.com)

python解码脚本编写：base64 --- Base16, Base32, Base64, Base85 数据编码 — Python 3.10.0 文档

统一填充符号是’=’

使用16个ASCII可打印字符（数字0-9和字母A-F），对任意字节数据进行编码。

8比特数据按照4比特切分刚好是两组，所以Base16不可能用到填充符号“=”。

在线Base32编码/解码工具链接：http://www.atoolbox.net/Tool.php?Id=931

Base32编码是使用32个可打印字符（字母A-Z和数字2-7）对任意字节数据进行编码的方案，编码后的字符串不用区分大小写并排除了容易混淆的字符，可以方便地由人类使用并由计算机处理。

码文最多可以有6个填充符

原理：略

主要是变异base64解码，解码脚本如下

Base85 以 5 字符存储 4 字节二进制数据， 因此长度增加 25%。

Base85 可用于在 XML 文件中存储二进制数据， 相比 Base94 不带 !"#&'\ 这 9 个字符， 无需转义。

解码轮子：GitHub - aberaud/base91-python

用 91 个可打印字符表示 8 位二进制数据 (含无法显示 打印字符) 的编码方式。

相比 Base94不带 '-\这 3 个字符。

GitHub - mufeedvh/basecrack: Decode All Bases - Base Scheme Decoder

对来自用户输入的单个Base编码数据进行解码：

对通过参数（-b/--base）传递的单个Base编码数据进行解码：

对通过文件（-f/--file）传递的多个Base编码数据进行解码：

对任意模式的多重Base编码数据进行解码（-m/--magic）：

先输入下面的命令

再粘贴密文

使用解码的Base数据生成字典文件并输出（-o/--output）：

Quoted-printable编码即为“可打印字符引用编码”、“使用可打印字符的编码”，我们收邮件，查看信件原始信息，经常会看到这种类型的编码。

在所有邮件处理的各式各样的编码中，很多编码的目的都是通过编码的手段使得七位字符的邮件协议体系可以传送八位的二进制文件、双字节语言等等。Quoted-Printable也是这样一些编码中的一个，它的目的同样是帮助非ASCII编码的信件传输通过SMTP。Quoted-Printable编码是字符对应的编码，每个末编码的二进制字符被编码成三个字符，即一个等号和一个十六进制的数字，如‘=AB’。 编码里面，有几个特定限定，一些可打印字符不用编码，当然如果你按照规范编码后，也一样可以显示的。

说白了就是一个等号加上某个字符的ASCII码形式即为此字符的Quoted-printable编码

在线解码：

http://www.mxcz.net/tools/QuotedPrintable.aspx

Quoted-printable编码|Quoted-printable解码|Quoted-printable编码原理介绍--查错网 (chacuo.net)

在线解码：

参考：SMS短信的PDU编码规则 - kevin860 - 博客园 (cnblogs.com)

发送短消息常用Text和PDU（Protocol Data Unit）模式。使用Text模式收发短信代码简单，实现起来十分容易，但最大的缺点是不能收发中文短信；而PDU模式不仅支持中文短信，也能发送英文短信。PDU模式收发短信可以使用3种编码：7-bit、8-bit和UCS2编码。7-bit编码用于发送普通的ASCII字符，8-bit编码通常用于发送数据消息，UCS2编码用于发送Unicode字符。一般的PDU编码由A B C D E F G H I J K L M十三项组成。

A：短信息中心地址长度，2位十六进制数(1字节)。

B：短信息中心号码类型，2位十六进制数。

C：短信息中心号码，B+C的长度将由A中的数据决定。

D：pduType，2位十六进制数。

E：Message Reference，2位十六进制数。

F：被叫号码长度，2位十六进制数。

G：被叫号码类型，2位十六进制数，取值同B。

H：被叫号码，长度由F中的数据决定。

I：协议标识，2位十六进制数。

J：数据编码方案，2位十六进制数。

K：有效期，2位十六进制数。

L：用户数据长度，2位十六进制数。

M：用户数据，其长度由L中的数据决定。J中设定采用UCS2编码，这里是中英文的Unicode字符。

GitHub - sym233/core-values-encoder: Translating text to core values and back

在线解码器：CTF在线工具-在线核心价值观编码|核心价值观编码算法

判别：以“新佛曰”开头

新约佛论禅/佛曰加密 - PcMoe!

与佛论禅 (keyfc.net)

在线工具：ATOM-128 / Fast Encryption (Encode or Decode) (persona-shield.com)

题目：BUUCTF-从娃娃抓起

中文电码：标准中文电码(Chinese Commercial Code)查询 | ChaseDream

五笔编码：五笔输入法编码在线查询系统

题目：[WUSTCTF2020]girlfriend

工具：DTMF2NUM.exe

就是老式翻盖机9键打字的声音。

塔珀自指公式（Tupper’s Self-Referential Formula）来自于Jeff Tupper在2001年发表的一篇论文，涉及到一个函数 \(f( x , y )\),一个参数 \(k\)，和一个图片 \(a\)。$f ( x , y ) $对 \(a\)中的每一个点 \(( x , y )\)进行判断，决定该点的颜色是0还是1，因此决定了\(a\)的图案。

如果给定不同的 \(k\)，就会得到不同的图案。令人感到惊奇的是，有一个特别的\(k\)（如下），它会使得所得\(a\)竟然是公式本身。

下面就是塔珀公式

例题：

Codemoji是Mozilla推出的一款游戏，其中结合了表情符号的方法，旨在普及加密技术。关于Codemoji的官方介绍请参考https://codemoji.org/

官方加密工具：Codemoji – A fun tool to learn about ciphers (taqini.space)

暴破解码工具：ctf-writeups/hackyeaster2018/challenges/egg17/files/cracker at master · pavelvodrazka/ctf-writeups · GitHub

区分另一种表情包编码：

背景：条码是采用深浅模块图像单元承载信息的图形符号，诞生于上世纪50年代中期。最早发展成熟的条码技术是一维条码技术，一维条码中的“一维”是指条码信息只在一个方向上（垂直于条空的方向）存在，而与条空平行的竖向则不承载信息。一维条码技术是为了解决商品零售结算环节，产品编码信息快速获取问题而研发的，目前，应用最广泛的条码仍是超市等环节上采用的商品条码。随着条码技术的飞速发展，人们希望能够用条码标识更大量更多种类的信息，满足在物流、电子、单证、军事等领域自动化采集的需求。上世纪80年代中期，为了解决一维码信息容量不足等问题而研发的二维条码应运而生。二维码或称二维条码是能够在两个方向上承载信息的条码符号，作为一种衍生条码技术，从技术上可分为行排式和矩阵式两类。

汉信码：汉信码是我国唯一一个拥有完全自主知识产权的二维码，具有汉字表示能力强、可加密、效率高、抗畸变、抗污损、识读快速等特点。

工具：汉信码在线解码

PDF417：二维码PDF417是一种堆叠式二维条码。PDF(Portable Data File)意思是“便携数据文件”。组成条码的每一个条码字符由4个条和4个空共17个模块构成，故称为PDF417条码。 PDF417条码需要有417解码功能的条码阅读器才能识别。

工具：Pdf417在线解码

统一资源定位符（Uniform Resource Locator，简称URL）是互联网上用来标识某一处资源的地址，完整的URL地址通用格式如下

以http://www.xxxxx.com:8080/news/index.asp?boardID=5&ID=24618&page=1#name为例

协议部分：支持多种协议（常用的有如下几种）

file 资源是本地计算机上的文件。格式file:///，注意后边应是三个斜杠。

ftp 通过 FTP访问资源。格式 ：FTP://

http 通过 HTTP 访问该资源。 格式 HTTP://

https 通过安全的 HTTPS 访问该资源。 格式 HTTPS://

ed2k 通过 支持ed2k（专用下载链接）协议的P2P软件访问该资源。（代表软件：电驴） 格式 ed2k://

thunder 通过 支持thunder（专用下载链接）协议的P2P软件访问该资源。（代表软件：迅雷） 格式 thunder://

news 通过 NNTP 访问该资源。

文件名部分：本例中的文件名是index.asp。文件名部分也不是一个URL必须的部分，如果省略该部分，则使用默认的文件名index.htm

锚部分：从“#”开始到最后，都是锚部分。本例中的锚部分是“name”。

参数部分：从“？”开始到“#”为止之间的部分为参数部分，又称搜索部分、查询部分，本例中的参数部分为boardID=5&ID=24618&page=1。

参考：《必应搜索引擎的参数详解》

q 参数： 这个应该没人不知道了吧。 q 就是 query（查询）的意思，后接你的搜索词。例如：search?q=测试

setlang 参数： 即：设置（set）必应界面语言（lang）。示例：设置界面为美国英语（代码：en-us）setlang=en-us

setmkt 参数： 即：设置（set）返回地区（mkt）示例：设置为为搜索返回的结果为美国英语网页（代码：en-us）setmkt=en-us

cvid 参数：cvid 表示 JavaScript 参数 ConversationId 。Bing 使用此键将你的搜索结果集合标识为对你的查询的回复。

FROM 参数：大名鼎鼎的 FROM 参数。代表搜索从何处发出，例如点击搜索框的搜索图标发起搜索就是 form=QBRE

qs 参数：qs 是您查询的 SuggestionType（查询类型）例如点击搜索下拉框建议就是 &qs=AS，直接发起搜索就是 &qs=ds，直接发起隐私搜索就是 &qs=n 等等。

sc 参数：sc参数显示你查询的 SuggestionCount 。意思是你从第几个下拉框搜索建议中点击的，从 0 开始。比如一共有8个建议，而你点击了第四个建议，那么就会发起：sc=8-3

sp 参数：sp 显示 SuggestionPosition，意思是你选择了搜索框下拉建议。比如你点击了第四个建议，就是 sp=4。如果没有选择建议，直接回车搜索，就会发起 &sp=-1

first 参数：first 参数表示从第几个结果开始显示。例如 first=100，就从第一百条结果（第十一页）开始显示。

pq 参数：pq 是 PartialQuery，意思是你上一个搜索词是什么。这个参数用来关联搜索词和相关搜索，也用来统计用户行为。

sk 参数：sk是 SkipValue ，因为你可能会跳过结果页面。

go 参数：从哪里发起搜索，例如点击搜索框的搜索图标发起搜索就是 &go=搜索，每个语言版本的 go 值不同。

tsc 参数：图像搜索参数，值为 ImageBasicHover。

ensearch 参数：代表主页是否出现信息流和新闻。例如 &ensearch=1 必应主页会出现信息流和新闻。

cc 参数：代表用户从必应哪个后缀的域名访问。例如用户访问 bing.ru 域名，就会跳转至 com 主域名并带参数 ?cc=ru

ref 参数：表示来源。目前仅仅发现 ref=go，意味着用户是从 go.microsoft.com/fwlink/?LinkID= 的失效链接上跳转而来。

linkid 参数：表示是从 go.microsoft.com/fwlink/?LinkID= 的那个失效链接上跳转而来。比如 ?ref=go&linkid=22 证明用户是从 go.microsoft.com/fwlink/?LinkID=22 这个失效链接跳转而来。

PC 参数：代表用户使用电脑版必应搜索。一般是 &PC=U531

scope 参数：用户从哪个范围进行搜索。网页版就是 ?scope=web，必应手机 APP 就是 ?scope=app

httpsmsn参数：代表是从 https 版本的 msn 网站上搜索跳转而来，为 httpsmsn=1

msnews参数：代表是从 msn 新闻网站上搜索跳转而来，为 msnews=1

ts参数：搜索发起时间。从 Windows 自带搜索中搜索，会携带此参数，为时间戳形式。

见《百度URL参数-百度URL参数解析追踪》

工具：在线URL解码编码

URL 只能使用 ASCII 字符集来通过因特网进行发送，由于 URL 常常会包含 ASCII 集合之外的字符，所以必须转换为有效的 ASCII 格式。编码规则如下：

参考：

英文用 128 个符号编码就够了，但是每个国家都有自己的语言，法语、日语、中文简体、中文繁体等等，在现有的 ASCII 码表中是无法表示出来的。对于中文简体电脑系统中，咱们国家标准总局发布了 GB2312 ，即扩展了 ASCII 码，最后出现了 GB2312、GBK 等，GB2312 是简体中文的码，GBK支持简体中文及繁体中文、兼容 GB2312 编码，BIG5 是支持繁体中文。GB2312 使用两个字节来存储一个汉字的，这样就可以存储较多的汉字了，要记住一点，GB2312、GBK 与 Unicode 和 UTF-8 是没有关联的，这是我国自己定义的标准。当然除了中文简体系统，还有日文系统 Shift_JIS ，韩文系统 EUC_KR，法文系统等等不同国家自己对于 ASCII 码的扩展，都是基于 ASCII 采用一个、两个或者三个字节的扩充，这里不详谈。然后我们就使用 ANSI 来对 GB2312，GBK，Shift_JIS，EUC_KR 等进行一个统称，即指不同国家对 ASCII 编码的扩展，成为 ANSI 。这样在中文简体电脑系统下 ANSI 默认指的是 GB2312，在繁体系统下默认是采用 BIG5 编码，在日文电脑系统中 ANSI 默认是 Shift_JIS 编码，韩文就是 EUC_KR。不同国家的不同 ANSI 编码是互补兼容的，相互独立的。

由于ASCII编码不支持中文，因此，当中国人用到计算机时，就需要寻求一种编码方式来支持中文。于是，国人就定义了一套编码规则：当字符小于127位时，与ASCII的字符相同，但当两个大于127的字符连接在一起时，就代表一个汉字，第一个字节称为高字节（从0xA1\(\sim\)0xF7）,第二个字节为低字节（从0xA1\(\sim\)0xFE）,这样大约可以组合7000多个简体汉字。这个规则叫做GB2312。

但是由于中国汉字很多，有些字无法表示，于是重新定义了规则：不在要求低字节一定是127之后的编码，只要第一个字节是大于127，就固定表示这是一个汉字的开始，不管后面跟的是不是扩展字符集里的内容。这种扩展之后的编码方案称之为GBK标，包括了GB2312的所有内容，同时新增了近20000个新的汉字（包括繁体字）和符号。但是，中国有56个民族，所以，我们再次对编码规则进行了扩展，又加了近几千个少数民族的字符，于是再次扩展后得编码叫做GB18030。中国的程序员觉得这一系列编码的标准是非常的好，于是统统称他们叫做DBCS（Double Byte Charecter Set 双字节字符集）。

因为世界国家很多，每个国家都定义一套自己的编码标准，结果相互之间谁也不懂谁的编码，就无法进行很好的沟通交流，所以及时的出现了一个组织ISO（国际标准化组织）决定定义一套编码方案来解决所有国家的编码问题，这个新的编码方案就叫做Unicode。注意Unicode不是一个新的编码规则，而是一套字符集（为每一个「字符」分配一个唯一的 ID（学名为码位 / 码点 / Code Point）），可以将Unicode理解为一本世界编码的字典。

ISO规定：每个字符必须使用2个字节，即用16位二进制来表示所有的字符，对于ASCII编码表里的字符，保持其编码不变，只是将长度扩展到了16位，其他国家的字符全部统一重新编码。由于传输ASCII表里的字符时，实际上可以只用一个字节就可以表示，所以，这种编码方案在传输数据比较浪费带宽，存储数据比较浪费硬盘。

由于Unicode比较浪费网络带宽和硬盘，因此为了解决这个问题，就在Unicode的基础上，定义了一套编码规则（将「码位」转换为字节序列的规则（编码/解码 可以理解为 加密/解密 的过程）），这个新的编码规则就是UTF-8，采用1-4个字符进行传输和存储数据。

utf-8区分每个字符的开始是根据字符的高位字节来区分的，使用下面的模板进行转换

加盐加密后的密文通常以U2F开头，在线加密/解密，对称加密/非对称加密 (sojson.com)

RSA算法是基于大数分解的非对称加密算法。

假设Alice想要通过不可靠的媒体接收Bob的私人讯息。她可以用以下的方式来产生一个公钥和一个私钥：

随意选择两个大的质数 \(p\) 和 \(q\)，\(p\) 不等于 \(q\)，计算 \(N=pq\)；

根据欧拉函数，求得 \(r=\varphi (N)=\varphi (p)\times \varphi (q)=(p-1)(q-1)\)

欧拉函数又称为 \(\varphi\) 函数（由高斯所命名）或是欧拉总计函数。对正整数n，欧拉函数 \(\varphi(n)\) 是小于等于 \(n\) 的正整数中与 \(n\) 互质的数的数目。

欧拉函数是积性函数，即是说若 \(m\)，\(n\) 互质，则 \(\varphi (mn)=\varphi (m)\varphi (n)\)

选择一个小于 \(r\) 的整数 \(e\)，使 \(e\) 与 \(r\) 互质。并求得 \(e\) 关于 \(r\) 的模反元素/逆元（ \(ed\equiv 1{\pmod {r}}\) ），命名为 \(d\) 。（模反元素存在，当且仅当 \(e\) 与 \(r\) 互质)

将 \(p\) 和 \(q\) 的记录销毁。

\((N,e)\) 是公钥，\((N,d)\) 是私钥。Alice将她的公钥 \((N,e)\) 传给Bob，而将她的私钥 \((N,d)\) 藏起来。

假设Bob想给Alice送讯息 \(m\)，他知道Alice产生的 \(N\) 和 \(e\)。他使用起先与Alice约好的格式将 \(m\) 转换为一个小于 \(N\) 的非负整数 \(n\)，比如他可以将每一个字转换为这个字的Unicode码，然后将这些数字连在一起组成一个数字。假如他的讯息非常长的话，他可以将这个讯息分为几段，然后将每一段转换为 \(n\)。用下面这个公式他可以将 \(n\) 加密为 \(c\)

计算 \(c\) 并不复杂。Bob算出 \(c\) 后就可以将它递移给Alice。

Alice得到Bob的讯息 \(c\) 后就可以利用她的私钥 \(d\) 来解码。她可以用以下这个公式来将 \(c\) 转换为 \(n\)：

得到 \(n\) 后，她可以将原来的讯息 \(m\) 重新复原。

乘法逆元在线计算工具

乘法逆元：如果 \(ax≡1 (mod\enspace b)\)，且 \(gcd(a,b)=1\)（\(a\) 与 \(b\) 互质），则称 \(a\) 关于模 \(b\) 的乘法逆元为 \(x\)。

在介绍乘法逆元的计算方法前先了解一下什么是欧几里得算法以及贝祖定理

欧几里得算法又称辗转相除法，常用于求两个数 \(m\) 和 \(n\) 的最大公约数 \(gcd(m,n)\)，原理是用两个数 \(m\) 和 \(n\) 中较大的数 \(m\) 除以较小的数 \(n\)，即 \(m\div n\)，如果能整除，那么较小的那个数 \(n\)，就是所求的最大公约数，否则 \(m\div n=q......r\) ，就用除数 \(n\) 和余数 \(r\) 作为新一轮的 \(m\) 和 \(n\) ，继续判断能否整除……依此类推，直到能够整除为止，这时作为除数的数就是所求的最大公约数。

【注】

举个例子：求1314和511的最大公约数

于是73就是1314和511的最大公约数，即 \(gcd(1314,511)=73\) 。用代码实现如下

贝祖定理：如果 \(a\)、\(b\) 是整数，那么一定存在整数 \(x\)、\(y\) 使得 \(a\cdot x+b\cdot y=gcd(a,b)\)，这个式子也被称为贝祖等式。

那么它们与乘法逆元有什么关系呢？我们由乘法逆元的定义可以知道 \(a\) 和它的逆元 \(x\) 满足 \(ax≡1 (mod\enspace b)\)，即 \(a\cdot x+b\cdot (-z)=1\)，这就与贝祖等式对应起来了（\(a\) 和 \(b\) 已知，且 \(gcd(a,b)=1\) ），于是根据贝祖定理，我们知道了，已知 \(a\) 和 \(b\)，且 \(gcd(a,b)=1\)，则一定存在整数 \(x\)、\(y\) 使得 \(a\cdot x+b\cdot y=1\) ，即 \(ax≡1 (mod\enspace b)\) —— \(a\) 关于 \(b\) 一定存在乘法逆元 \(x\)，而求解 \(x\) 的方法就要用到扩展欧几里得算法——欧几里得算法的扩展。总结到一点，贝祖定理告诉我们乘法逆元存在，扩展欧几里得算法给我们提供了求解方法。

下面着重讲解一下扩展欧几里得算法，以求30关于47的乘法逆元为例

即求整数 \(x\) 和 \(y\) 使得 \(30x+47y=1\)

用欧几里得算法把求30和47最大公约数的中间式子罗列出来并整理如下

接下来我们需要用上面的4个式子合并整理，凑出 \(30x+47y=1\)的形式。

不难看出，第n个式子的除数是第n-1个式子的余数，所以可以从最后一个式子开始用上一个式子带入，也就是用第n-1个式子代替第n个式子的除数（如用③式代替④式的4），别的不要动，也不要计算，带入一次后各个除数和余数的系数合并整理，进入下一次的替换，这就形成了递归，直到最后n == 1，就会出现出现形如 1 = 47x + 30y 。

具体操作如下

最后我们可以知道30关于47的乘法逆元为11。

扩展欧几里得的递归算法只需要在欧几里得算法的基础上扩展即可

首先 \(e\) 其实可以写成这样的形式

其中 \(x_i\) 都是 \(e\) 转化成二进制之后各位上的值，为0或1。

那么不难得出

而对于某一项 $ n ^{x_i* 2^ {i}}{\pmod {N}} $

如果

所以得出结论，表达式 \(n^{e}\) 是可以简化成所有有效项的乘积的，而某一项是否是有效项，就取决于对应的二进制位是否为1。又因为乘积取模可以在相乘之前先取模，即 \((x * y) \mod d = ((x \mod d) * (y \mod d)) \mod d;\)于是可以提取每个有效项的结果，取模后再乘起来。

CTF | 那些比较好玩的stego（正传） - 知乎 (zhihu.com)

无论什么格式的文件，它的元数据常常隐藏重要的信息

对于一个Word文件，在信息标签页下可以看到关于这个文档的各种属性

Word文件的元数据删除可以利用文档检查器（文件>信息>检查问题>检查文档）

可以在向外界发送文档前选择是否删除

可交换图像文件格式（英语：Exchangeable image file format，官方简称Exif），是专门为数码相机的照片设定的，可以记录数码照片的属性信息和拍摄数据。Exif信息是可以被任意编辑的，因此只有参考的功能。在早期，摄影师需要随身携带笔记本来记录重要信息，如日期、快门速度、光圈等，这非常麻烦而且容易出错。如今，每台数码相机都支持Exif，能够将拍摄时的很多参数通过这种格式（Exif）记录到照片中，这些照片（或其他类型的文件）中的额外数据就叫元数据（metadata），它由一系列参数组成，如快门速度、光圈、白平衡、相机品牌和型号、镜头、焦距等等。Exif信息可能会造成隐私泄露（相机型号、位置等），在社会工程学中，Exif也是获取目标信息的一种手段。

ExifTool由Phil Harvey开发，是一款免费、跨平台的开源软件，用于读写和处理图像（主要）、音视频和PDF等文件的元数据（metadata），借助这个工具可以看到图像文件的exif文件头

有时候需要对许多目标文件进行exif查询，此时想找出某一个关键的信息字段可以用下面的指令搜索关键字（前提：配置好grep和exiftool工具）

参考：NTFS数据流隐写_m0re's blog

NTFS是微软Windows NT内核的系列操作系统支持的、一个特别为网络和磁盘配额、文件加密等管理安全特性设计的磁盘格式。NTFS比FAT文件系统更稳定，更安全，功能也更为强大。

NTFS数据流文件，也叫Alternate data streams，简称ADS，是NTFS文件系统的一个特性之一，允许单独的数据流文件存在，同时也允许一个文件附着多个数据流，即除了主文件流之外还允许许多非主文件流寄生在主文件流之中，它使用资源派生的方式来维持与文件相关信息，并且这些寄生的数据流文件我们使用资源管理器是看不到的。

参考：Base64隐写 (cltheorem.github.io)

题目：

Base64码表：ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/=

Base64是一种用64个可打印字符来表示二进制数据的方法。

1B=8bit，一个可打印字符对应6个比特，即一个单元，将目标字串变成二进制数据流，然后6个一单元划分对应成码表的索引，用base64码表中的字符替换。

码文c和明文m的关系为 \(len(c)\times 6==len(m)\times 8\)，即 \(len(c)\times 3==len(m)\times 4\)，那么必须码文字符串的长度必须为4的倍数，明文字符串的长度必须为3的倍数。

对于明文字符串长度不足3的倍数的情况用每一个二进制位用\(0\ bit\)补足直到满足明文字符串长度为3的倍数。

不难看出，一个base64码文最多可以有2个‘=’，最少可以没有等号（此时明文长度刚好是3的倍数）。

把码文末端的‘=’去除

在其二进制数据的末尾丢弃最小数目的二进制位使二进制位数为8的倍数，然后8位一组进行ASCII编码。

在base64解码中，去除等号之后将末尾一些二进制位丢弃使二进制位数为8的倍数，所以一些隐藏数据可以写在可以被丢弃的部分，这部分可以随意写成任意值而不用担心影响解码的结果，同时也说明了不同的base64码文可能生成相同的明文。

下面是提取脚本

下面是隐写脚本

参考：一个你所不知道的加密方式--零宽字符加密 - 知乎 (zhihu.com)

在线解码（需要多个网站都试试）：

辨别：把目标文本粘贴到vim中

零宽字符是一种在浏览器中不打印的字符，大致相当于 display: none ,在许多文本应用中也不显示，比如邮箱、QQ、微信、文本编辑器等；

html中有三种零宽字符——零宽空格、零宽连字、零宽不连字

零宽字符在Unicode中的编码为

参考：pyc文件 - CTF Wiki (ctf-wiki.org)

例题：

基本原理是在 python 的字节码文件中，利用冗余空间，将完整的 payload 代码分散隐藏到这些零零碎碎的空间中。例如，从 Python 3.6开始，有一个较大的改变，就是不管 opcode 有没有参数，每一条指令的长度都两个字节，opcode 占一个字节，如果这个 opcode 是有参数的，那么另外一个字节就表示参数；如果这个 opcode 没有参数，那么另外一个字节就会被忽略掉，一般都为00。

Stegosaurus 是一款隐写工具，它允许我们在 Python 字节码文件 (pyc 或 pyo) 中嵌入任意 Payload。由于编码密度较低，因此我们嵌入 Payload 的过程既不会改变源代码的运行行为，也不会改变源文件的文件大小。 Payload 代码会被分散嵌入到字节码之中，所以类似 strings 这样的代码工具无法查找到实际的 Payload。 Python 的 dis 模块会返回源文件的字节码，然后我们就可以使用 Stegosaurus 来嵌入 Payload 了。

官方：http://www.crazyboy.com/hydan/

Hydan是可以在32位ELF二进制文件里隐藏信息的工具，主要原理是利用了i386指令中的冗余信息，它利用二进制代码的逆向工程技术来判断在可执行文件中隐藏数据段的最佳位置。这个过程中还使用了一个x86反编译库：Mammon's Libdisasm。但可执行文件中可以用来隐藏数据的空间很小，一个JPEG图像文件中每17个字节中可以隐藏一个字节数据，而二进制文件（可执行文件）中每150字节的代码才可以隐藏一个字节。

其实不只是PDF文件，wbStego算法支持把文件隐藏到 BMP、 TXT、 HTM 和 PDF 文件中，而CTF赛事中更常用于对BMP或者PDF文件隐写

原理：首先，wbStego会把待插入数据的每一个ASCII码转换为二进制形式；然后，把每一个二进制数字再替换为0x20或0x09，0x20代表0，0x09代表1；最后，按字节搜索PDF文件，在PDF文档的两个间接对象的字节之间，将这些十六进制数据嵌入到PDF文件中。所以用wbStego修改后的文件内容，会发现文件中已混入了很多由0x20和0x09组成的字节。

隐写与提取：wbStego4open

判断：文件中有很多由0x20和0x09组成长度为8B的字节块，且这些字节块位于两个间接对象之间（如下图，左边是隐写了数据的文件，右边是原始文件）。

总的来说，如下图所示

例题：[SWPU2019]Network

原理：IP数据报的TTL（Time To Live）字段有8bit，可以表示0-255的范围，IP数据报每经过一个路由器，TTL字段就会减1，当TTL减为0的时候，该报文就会被丢弃，但是在大多数情况下通常只需要经过很小的跳数就能完成报文的转发， 远远比上限255小得多，所以我们可以用TTL值的前两位来进行传输隐藏数据。

HTML即超文本标识语言，它是用来构造超文本文件的工具语言。超文本文件是一种纯文本文件，由标记和数据两部分组成，数据即是文件中包含的能够在浏览器上显示出来的文字、图片和动画等多媒体次料；标记是用于控制数据显示格式和效果的、由浏览器解析执行的命令；属性则提供了有关 HTML 元素的更多的信息，且总是以名称/值对的形式出现，比如：name="value"。

总结有如下几种隐写方法：

在网页结束标记后每行的行尾插入空格或Tab键隐藏信息，例如插入一个空格代表隐藏0，插入一个Tab代表隐藏1。

原理：浏览器在解析HTML程序时会忽略掉行尾或HTML结束标记后的空白符号，不会影响浏览器的显示结果。

修改标记名称的大小写来隐藏信息。如用大写标记名称代表1,以小写的标记名称代表0。这样，一个标记名称可隐藏1bit信息，具有较好的隐蔽性和抗攻击性，但隐藏容量较小。

修改属性值字符串的大小写来隐藏信息。如用属性字母的大写代表隐藏1，小写代表隐藏0。

原理：标记属性名称对大小写不敏感

用属性值的单引号、双引号或者不使用引号隐藏信息，如用双引号代表1，单引号代表0。

原理：属性值用单引号和用双引号括起来是等价的

用具有两种等价格式的单标记来隐藏信息。如标记价于，可用代表隐藏1，代表隐藏0，类似的标记还有等价于，等价于等。这样的一个标记可隐藏1bit信息。

在符号“>”的左边插入空格来隐藏信息。如，用“>”左边有空格代表1，无空格代表0。

原理：符号“>”左边的一个或多个空格会被浏览器忽略

调整标记名称和标记属性之间的空格或标记属性之间的空格数来隐藏信息。如，用多个空格代表1，1个空格代表0。因此一个HTML标记有n个属性，则一个标记能隐藏n个bit的信息。

原理：属性之间的多个空格会被当成一个空格对待

利用标记中属性赋值号“＝”左右添加空格来隐藏信息。以左右都无空格表示00，左无右有空格表示01，左有右无空格表示10，左右均有空格表示11，则一个属性赋值可隐藏2bit信息。

利用属性左引号后添加空格和右引号前添加空格来隐藏信息。以空格代表1，无空格代表0。则，一结属性值引号可隐藏2bit信息。

利用有些标记的结束标记可以省略来隐藏信息。如：

（抱页标记）、（清单项目标记）、（表格单元格标记）、（定义条目标记）、（定义内容标记）、、等。则一结这样的标记可隐藏1bit信息。

例题：

题型：出题人会提供给我们大段的文章，重要信息隐藏在该文章的字母频率中

ZIP是一种相当简单的分别压缩每个文件的存档格式。分别压缩文件允许不必读取另外的数据而检索独立的文件；理论上，这种格式允许对不同的文件使用不同的算法，ZIP文件是一种压缩文件，可进行加密，也可不加密。

参考：一个zip文件由这样三个部分组成_一只独孤的程序猿-CSDN博客

一个 ZIP 文件由三个部分组成：

在这个数据区中每一个压缩的源文件/目录对应一条记录，记录的格式如下：

略

这个数据描述符只在全局方式位标记的第３位设为１时才存在（见后详解），紧接在压缩数据的最后一个字节后。这个数据描述符只用在不能对输出的 ZIP 文件进行检索时使用。例如：在一个不能检索的驱动器（如：磁带机上）上的 ZIP 文件中。如果是磁盘上的ZIP文件一般没有这个数据描述符。

在这个数据区中每一条记录对应在压缩源文件数据区中的一条数据

通常需要利用工具——Ziperello和ARCHPR

Ziperello在不知道密码位数的情况下暴力破解1~6位（超出6位消耗事件更长），但只可以暴破ZIP文件

ARCHPR更适用于在知道密码格式的情况下的掩码暴破，适用于ZIP和RAR。

下面是几种破解类型：

即文件内容暴破

Misc中的有一类题目是我们需要知道加密后的压缩文件中的内容，但是压缩文件的密码我们不知道，直接暴破密码也不是很现实，但是当文件的大小比较小，或者字符数量较少，这个时候就可以构造一个和源文件等长的字符串，然后再对其进行CRC校验，比较校验码是否相同以此来暴破出压缩文件内部文件的内容。

例题：

下面这个脚本仅适用于字符小于等于4的情况

另外有一个脚本可以破解更多位，源自GitHub - theonlypwner/crc32: CRC32 tools: reverse, undo/rewind, and calculate hashes，使用方法如下：

介绍：这种攻击是基于 Biham 和 Kocher 在 94 年发表的论文《A Known Plaintext Attack on the PKZIP Stream Cipher》实现的。简单地来讲，就是当我们知道一个加密压缩包内某个文件的内容的时候，我们就可以利用明文攻击迅速有效找出 keys（可以理解为 password 的内部表示形式），从而破解这个压缩包，虽然password 不一定能成功还原，不过解压文件有 keys 就够了。比如压缩包里有一个常见的 license 文件，或者是某个常用的 dll 库，或者是带有固定头部的文件（比如 xml、exe、png 等容易推导出原始内容的文件），那么就可以运用这种攻击。当然，前提是压缩包要用 ZipCrypto 加密。

原理：我们为zip压缩文件所设定的密码用于初始化3个32bit的key，所以可能的key的组合是\(2^{96}\)，这是个天文数字，如果用暴力穷举的方式是不太可能的，除非你的密码比较短或者有个厉害的字典。压缩软件用这3个key加密所有包中的文件，也就是说，所有文件加密的key是一样的，如果我们能够找到这个key，就能解开所有的文件。如果我们找到加密压缩包中的任意一个文件，这个文件和压缩包里的文件是一样的，我们把这个文件用同样的压缩软件同样的压缩方式进行无密码的压缩（每个压缩软件都压缩一遍，比较两者的CRC32来判断用的哪个压缩软件），得到的文件就是我们的已知明文。用这个无密码的压缩包和有密码的压缩包进行比较，分析两个包中相同的那个文件，抽取出两个文件的不同点，就是那3个key了，如此就能得到key。两个相同文件在压缩包中的字节数应该相差12个byte，就是那3个key了。虽然我们还是无法通过这个key还原出密码，但是我们已经可以用这个key解开所有的文件，所以已经满足我们的要求了，毕竟对我们而言，得到解压后的文件比得到密码本身更重要。（详见ZIP 明文攻击原理）

注意点 && 特征：

已知明文攻击需要我们拥有加密压缩包中的一个文件，两个文件必须完全一致。

初步判断可以通过比对文件大小、文件名称；

进一步判断需要对其采用与加密的压缩包同样的压缩方式（压缩方法、加密算法一致）压缩之后再比对CRC32的值。（如下图中res.zip是加密压缩包，out.zip是已知文件的压缩包，通过下图的比对可以推断两个flag.txt是完全一致的）

如果文件在加密前经过了压缩，加密算法的输入不再是我们所知道的明文而是压缩后的数据，明文攻击会失败（在压缩包里查看文件的属性可以看到压缩方式，如“ZipCrypto Deflate”就是加密压缩，“ZipCrypto Store”就是加密储存）。这就多了找出明文压缩后的数据这样一个额外步骤。（参考：ZIP 明文攻击原理）

相关题型：

最常见的玩法是给一个 文件 A 和一个压缩文件 B.zip，然后查看 B.zip 发现里面也有 A，和一个含有flag的文件 C，于是可以借助明文 A 破解压缩包 B 进而解出 C 得到 flag。（例题：[ACTF新生赛2020]明文攻击）

比较高级一点的，可能会利用某些文件头之类的来当做明文，如压缩包里有一个常见的 license 文件，或者是某个常用的 dll 库，或者是带有固定头部的文件（比如 xml、exe、png 等容易推导出原始内容的文件）

如XML 文件开头很可能是 mftoutput.txt

导出注册表资源

提取filescan的文件

国外的一款图形化取证工具，功能类似于取证大师，内置volatility

参考：CTF必备取证神器 - 知乎 (zhihu.com)

下载链接：https://www.aliyundrive.com/s/EpRbevKEUi5

使用：打开Magnet AXIOM Process；点击新建案件；在证据来源标签页下选择源计算机、加载或获取、证据源，然后加载要分析的转储文件。切换到分析证据，选中要分析的源然后点击分析证据

分析过程中CPU占用比较大，时间也比较久

参考：ophcrack的简单用法

Ophcrack是一款利用彩虹表来破解 Windows密码的工具。其次是两篇有关Ophcrack的技术文章：杜莉翻译的“安全高手的利器认识彩虹哈希表破解工具”

点开load

文件系统是一种用于向用户提供底层数据访问的机制。它将设备中的空间划分为特定大小的块（或者称为簇），一般每块512字节。数据存储在这些块中，大小被修正为占用整数个块。由文件系统软件来负责将这些块组织为文件和目录，并记录哪些块被分配给了哪个文件，以及哪些块没有被使用。不过，文件系统并不一定只在特定存储设备上出现。它是数据的组织者和提供者，至于它的底层，可以是磁盘，也可以是其它动态生成数据的设备（比如网络设备）。——维基百科

DOS / Microsoft Windows对几类文件系统（FAT12/FAT16 、FAT32/VFAT、FAT64/exFAT、NTFS）的支持情况如下

磁盘文件系统是一种设计用来利用数据存储设备来保存计算机文件的文件系统，最常用的数据存储设备是磁盘驱动器，可以直接或者间接地连接到计算机上。例如：FAT、exFAT、NTFS、HFS、HFS+、ext2、ext3、ext4、ODS-5、btrfs、XFS、UFS、ZFS。——维基百科

题目：【2021强网杯】EzTime

NTFS 包含若干用于定义和组织文件系统的文件（内含对磁盘的管理数据）。

参考：NTFS文件系统文件记录分析 | 数据恢复迷 (dgxue.com)

MFT以文件记录来实现对文件的管理，每个文件记录都对应着不同的文件，大小固定为1KB，也就是占用两个扇区，而不管簇的大小是多少。如果一个文件有很多属性或是分散成很多碎片，就很可能需要多个文件记录。这时，存放其文件记录位置的第一个记录就称作“基本文件记录”。

文件记录在MFT中物理上是连续的，从0开始依次按顺序编号。

前16个文件记录总是元文件的记录，并且这16个文件记录的顺序是固定的（按照上表中的顺序）

$MFT可以看作是一个结构体数组，结构体元素（即文件记录）的结构组成如下

文件记录头是固定长度的

对于属性列表中的每个属性而言

每个文件记录中都有多个属性，它们相对独立，有各自的类型和名称。属性头前4个字节区分属性的种类，主要有以下几种属性

题目：

在CTF中需要找BitLocker 恢复密钥来进行BitLocker解密，进而提取出磁盘里面的内容

Bitlocker可以对存储设备做硬件加密，防止设备丢失时，导致文件内容被别人破解查看

Bitlocker的解锁方式主要有三种：TPM、PIN、恢复密钥。

恢复密钥的获取方式（来自在 Windows 中查找 BitLocker 恢复密钥 (microsoft.com)）：

在 Microsoft 帐户中： 在另一台设备上登录到 Microsoft 帐户以查找恢复密钥。 如果你有一台支持自动设备加密的现代设备，则恢复密钥最有可能在你的 Microsoft 帐户中。 有关详细信息，请参阅 Windows 中的设备加密。

或者直接登录此处就可以获取

在打印输出上： 在激活 BitLocker 时，可能打印了恢复密钥。 在存放与你的计算机相关的重要文件的位置查找。

在 U 盘上： 将 U 盘插入锁定的电脑，然后按照说明进行操作。 如果你已在 U 盘上将密钥另存为文本文件，则使用另一台计算机阅读此文本文件。

在 Azure Active Directory 帐户中： 如果设备曾使用工作或学校电子邮件帐户登录到组织，则恢复密钥可能存储在与Azure AD关联的组织帐户。 你或许可以直接访问它，也可能需要联系系统管理员来访问恢复密钥。

由系统管理员持有： 如果设备已连接到域， (工作或学校设备) ，请向系统管理员请求恢复密钥。

这种类型的题目通常结合内存取证，从内存中dump出恢复密钥，解密磁盘，挂载并取出加密磁盘中的flag

参考：【电子取证：FTK Imager 篇】DD、E01系统镜像动态仿真__ftk挂载镜像

FTK Imager工具 “可写”模式下挂载系统镜像为本地驱动器

Linux 系统中“一切皆文件”，所有文件都放置在以根目录为树根的树形目录结构中。在 linux 看来，任何硬件设备也都是文件，它们各有自己的一套文件系统（文件目录结构）。Linux中的根目录以外的文件要想被访问，需要将其“关联”到根目录下的某个目录来实现，这种关联操作就是“挂载”，这个目录就是”挂载点”，解除次关联关系的过程称之为“卸载”。不是根目录下任何一个目录都可以作为挂载点，由于挂载操作会使得原有目录中文件被隐藏，因此根目录以及系统原有目录都不要作为挂载点，会造成系统异常甚至崩溃，挂载点最好是新建的空目录。

device：指明要挂载的设备；

设备文件：例如/dev/sda5

卷标：-L ‘LABEL’， 例如 -L 'MYDATA'

UUID：-U ‘UUID’，例如 -U '0c50523c-43f1-45e7-85c0-a126711d406e'

伪文件系统名称：proc, sysfs, devtmpfs, configfs

dir：挂载点，事先存在；建议使用空目录，进程正在使用中的设备无法被卸载；

系统类型：指定欲挂载的文件系统类型。Linux 常见的支持类型有 EXT2、EXT3、EXT4、iso9660（光盘格式）、vfat、reiserfs 等。如果不指定具体类型，挂载时 Linux 会自动检测。

options：

其它选项

OSFMount

DiskGenius

先理清一下ISO文件的结构（n和m是数目）

参考：

ISO文件有很多数据类型，关于ISO文件的数据类型表可以参照附录部分

前32 KB（\(0 \sim 7FFFH\)）是ISO 9660 文件的系统区域，可用于任意数据。通常用于存储启动信息，以防 ISO 9660 文件系统不是存储在光学介质上，而是存储在类似硬盘的设备上，例如在 U 盘上。因此需要在该位置查找主启动记录（MBR，用于 BIOS）、GUID 分区表（GPT，用于 EFI）或 Apple 分区图 （APM）。

先总结一下特点：

准备挂载 CD 时，您的第一个操作将是读取卷描述符（具体来说，您将查找主卷描述符）。

卷描述符有很多种，基本格式如下：

可以看出每个卷描述符因此是一个扇区（2 KB）长。

卷描述符类型码不同数值所代表的含义如下

下面一 一介绍几种几种常见的卷描述符。

第一种类型的卷描述符是"引导记录"。

描述符格式如下：

最常见的引导系统使用规范是El Torito。它将字节 71 到 74 记录为 El Torito Boot Catalog 的块地址的小端 32 位数字。此目录列出了可用的启动映像，这些映像用作启动系统的起点。

这是一个冗长的描述符，但它包含一些非常有用的信息。

卷描述符集终结符当前未定义其卷描述符的\(7\sim 2047\)字节内容 。这意味着其只有类型代码 （255）、标准标识符 （'CD001'） 和描述符版本 号（0x01）。

路径表汇总了相关目录层次结构的目录结构。对于映像中的每个目录，路径表提供目录标识符、记录目录的范围的位置、与目录关联的任何扩展属性的长度以及其父目录路径表条目的索引。

路径表的位置可以在主卷描述符中找到。有两种表类型 - L 路径表（与 x86 相关）和 M 路径表。这两个表之间的唯一区别是 L 表中的多字节值是 LSB 优先的，而 M 表中的值是 MSB 优先的。

路径表条目的结构如下：

路径表按目录级别的升序排列，并在每个目录级别中按字母顺序排序。

在从 ISO 9660 CD 读取时的某个时刻，您将需要一个目录记录来查找文件，即使您最初通常使用路径表来查找目录也是如此。与路径表不同，每个目录表只有一个版本，多字节码采用双字节序格式。每个目录都将以 2 个特殊条目开头：一个空字符串，描述 "." 条目，字符串 "\1" 描述".."条目。目录记录的布局如下：

即使目录跨越多个扇区，也不允许目录条目跨越扇区边界（与路径表不同）。如果没有足够的空间来记录扇区末尾的整个目录条目，则该扇区将进行零填充，并使用下一个连续扇区。

上述一些字段需要解释。

目录表的日期/时间格式与主卷描述符中使用的格式不同。目录表的日期/时间格式为：

这与包含 ASCII 编码十进制值的 PVD 形成鲜明对比，但这种格式可能为了节省大量条目的磁盘空间。

另一个需要解释的字段是"文件标志"字段。这由一个位标志表示，如下所示：

常见的图片存储格式有bmp，jpg，png，tif，gif，pcx，tga，exif，fpx， svg，psd，cdr，pcd，dxf，ufo，eps，ai，raw，WMF，webp，avif，apng 等。

各种图片编码格式详解_格物穷理-CSDN博客_图像编码的编码方式

有的出题人会将图片以base64编码的形式呈现

gif在线分帧Split GIF image in frames (ezgif.com)

linux下的convert命令可以实现分帧。（墙推）

windows下可以试试GifSplitter ，但帧数多时会很慢。

有时候会将一个含有flag的图片的像素点信息放到每一帧图片中，[2021CISCN线上赛]running_pixel

参考：

PNG文件格式详解 - maxiongying

官方

根据图像的颜色类型划分，PNG 总计支持五类图像。

针对这五种类型，其实都支持透明度配置，只是各有区分罢了。灰度(0)、真彩色(2)、索引颜色(3) 通过 tRNS 数据块来维护透明度设置。其中灰度(0)、真彩色(2)支持由配置一个统一的透明度(2字节)，无法为每个像素单独配置透明度；索引颜色(3)支持为每个索引颜色设置透明度，但每个索引颜色的透明度设置最大只有 8 bits 的选择空间。对于有透明通道的真彩色(6)、灰度(4)，它们不能拥有 tRNS 数据块，因为它们本身的就有透明通道来记录每个像素点的透明度。

PNG图像格式文件由文件署名（89 50 4E 47 0D 0A 1A 0A）和数据块(chunk)组成，下面重点讲数据块

数据块分两个大类，一种是称为关键数据块(critical chunk)，就是必须要有的块；另一种叫做辅助数据块(ancillary chunks)。每一个数据块都分为下面4个字段

有4个数据块属于关键数据块

文件头数据块IHDR（header chunk）：它包含有PNG文件中存储的图像数据的基本信息，并要作为第一个数据块出现在PNG数据流中，而且一个PNG数据流中只能有一个文件头数据块。下面给出IHDR的Chunk Data部分组成结构

调色板数据块PLTE（palette chunk）：它包含有与索引彩色图像（indexed-color image）相关的彩色变换数据，它仅与索引彩色图像有关，而且要放在图像数据块（image data chunk）之前。真彩色的PNG数据流也可以有调色板数据块，目的是便于非真彩色显示程序用它来量化图像数据，从而显示该图像。

颜色

字节

意义

Red

1 字节

0 = 黑色, 255 = 红

Green

1 字节

0 = 黑色, 255 = 绿色

Blue

1 字节

0 = 黑色, 255 = 蓝色

图像数据块IDAT（image data chunk）：它存储实际的数据，在数据流中可包含多个连续顺序的图像数据块。IDAT存放着图像真正的数据信息，因此，如果能够了解IDAT的结构，我们就可以很方便的生成PNG图像。

因此，调色板的长度应该是3的倍数，否则，这将是一个非法的调色板。

对于索引图像，调色板信息是必须的，调色板的颜色索引从0开始编号，然后是1、2……，调色板的颜色数不能超过色深（即IHDR中的Bit depth）中规定的颜色数，如图像色深为4的时候，调色板中的颜色数不可以超过\(2^4=16\)，否则，这将导致PNG图像不合法。

真彩色图像和带\(\alpha\)通道数据的真彩色图像也可以有调色板数据块，目的是便于非真彩色显示程序用它来量化图像数据，从而显示该图像。

图像结束数据IEND(image trailer chunk)：它用来标记PNG文件或者数据流已经结束，并且必须要放在文件的尾部。

如果我们仔细观察PNG文件，我们会发现，文件的结尾12个字符看起来总应该是这样的：

不难明白，由于数据块结构的定义，IEND数据块的长度总是0（00 00 00 00，除非人为加入信息），数据标识总是IEND（49 45 4E 44），因此，CRC码也总是AE 42 60 82。同时在IEND块后面添加任何的字符都对文件的打开造成不了影响，那我们就可以在这里藏一些数据（除了ios系统会直接提示），一些入门MISC题经常会把一些信息隐写在后面。

最后，除了表示数据块开始的IHDR必须放在最前面， 表示PNG文件结束的IEND数据块放在最后面之外，其他数据块的存放顺序没有限制。

PNG文件格式规范制定的10个辅助数据块是：

关键数据块、辅助数据块和专用公共数据块(special-purpose public chunks)综合下表中：

tEXt和zTXt数据块中的标准关键字：

在010 Editor中打开目标PNG文件，点击视图>输出窗口>显示或隐藏全部输出窗口可以打开输出窗口

当PNG经过人为修改导致文件结构解析错误会反馈到该窗口，如显示某个块的CRC校验错误，便可以判断这个块一定被人为修改过；同时该窗口会显示正确的CRC值，帮助我们利用此值覆盖明显错误的CRC值；此外还可以利用原先的zhi暴破被修改字段的正确值（如图片宽高），进而修复PNG文件

例题：

参考：jpeg图片格式详解_yun_hen的博客-CSDN博客_jpeg格式

JPEG文件一般有两种文件扩展名：.jpg和.jpeg，这两种扩展名的实质是相同的，我们可以把.jpg的文件改名为.jpeg，而对文件本身不会有任何影响。严格来讲，JPEG的文件扩展名应该为.jpeg，由于DOS时代的8.3文件名命名原则，就使用了.jpg的扩展名，这种情况类似于.htm和.html的区别。

其实JPEG是压缩标准，JPEG/JFIF和JPEG/Exif才是文件格式标准，本标题下重点讲述JPEG/JFIF格式

JPEG文件分为多个段，段的通用结构如下

SOI （0xFFD8）和 EOI （0xFFD9） 作为JPEG文件的起止标志，不参照上图的数据划分。

每个段的对应标识如下

下面对JPEG/JFIF文件的常见段做详细说明

JPEG/JFIF文件的固定头

其中

SOI：FFD8

APP0：

本标题下内容参考《基于DCT变换的JPEG图像压缩原理》一文和视频“JPEG 有损压缩 离散余弦变换 DCT 一条视频讲清楚”，此外有自己的个人理解，仅供参考，主要是为理解JPEG一些基于DCT的隐写原理服务。

JPEG图像格式使用离散余弦变换（Discrete Cosine Transform，DCT）函数来压缩图像，而这个图像压缩方法的核心是：通过识别每个8×8像素块中相邻像素中的重复像素来减少显示图像所需的位数，并使用近似估算法降低其冗余度。因此，我们可以把DCT看作一个用于执行压缩的近似计算方法。因为丢失了部分数据，所以DCT是一种有损压缩技术，但一般不会影响图像的视觉效果。

JPEG压缩过程主要分为9个步骤：颜色空间转换、采样、分块、离散余弦变换（DCT）、（Zigzag）Z字形扫描排序、量化、DC系数的DCPM编码、AC系数的游程长度编码、熵编码、压缩。

下面对颜色空间转换、采样、分块、离散余弦变换（DCT）、Z字形扫描排序、量化做详细说明

颜色空间是一种针对不同应用而采用某接受的方式对彩色加以说明的彩色模型，说白了就是如何用数字表示一种颜色，下面是几种常见的表示方法。

大多数计算机系统采用的是RGB颜色空间，而JEPG采用的是YCbCr颜色空间，因而需要进行RGB到YCbCr的转换。对每个像素值按如下计算方法便可实现这种转换。

RGB $\rightarrow $ YCbCr：

一般来说，C值（包括Cb、Cr）应该是一个有符号的数字，但这里通过加上128，使其变为8位的无符号整数，从而方便数据的存储和计算。

YCbCr $\rightarrow $ RGB：

在转换完颜色空间之后，需要对每个像素的YCbCr三个分量按一定比例进行色度抽样，由于人眼对亮度的敏感程度要高于对色彩的敏感程度，我们减少一些色彩像素并不会造成太大影响，因而Y分量比Cb和Cr分量重要的多，基于此，我们通常对Y分量进行全采样，对Cb和Cr分量部分提取，使几个相邻像素共享一个Cb和Cr分量，从而大大减少了数据量

在JPEG中主要采用411和422的采样方式，也就是对于 \(2\times 2=4\) 个像素，本应总共需要4个Y、4个Cb、4个Cr，总共需要4+4+4=12字节，422采样意思为每4个像素单元有4个Y，2个Cb，2个Cr，此时只需要4+2+2=8字节，411则是6字节。

由于DCT变换是以 \(8\times 8=64\) 个像素组成的像素块（64分块）为单位的，因此针对一副数字图像，在进行DCT之前需要进行分块。由于图像的YCbCr三个分量是交替出现的，首先需要将依次分量分开存入3张表中；然后依次从左到右，从上到下，读取 \(8\times 8=64\) 的子块，存放到64长度的表中作为 \(8\times 8\) 的数据矩阵，然后才能进行DCT变换。

输入就是上述的 \(8\times 8\) 的数据矩阵，记作A，经过公式计算（公式略），输出一个新的 \(8\times 8\) 的矩阵B，矩阵B便是DCT系数矩阵，它有如下特征：

这个矩阵并非像初始矩阵A一样直接用于显示，而是将A的能量（低频部分）集中在左上角，其余高频分布于右下角。

一幅图像有一些主要的色彩和一些相对不重要的细节变化，而DCT变换实现的就是将这个像素块的主要颜色数据部分提取出来放在矩阵左上角，而细节数据则放在右下角。低频部分的改变是会产生较大变动的，但将细节部分的数据（高频部分）丢弃不会使图片产生较大的变动，有损压缩往往会去除掉这部分数据

最左上角B[0][0]是所有像素的一个均值，叫做直流分量DC或直流系数，不难理解，通常相邻的 \(8\times 8\) 图象块的DC分量很接近；矩阵B的其余元素为交流分量AC或交流系数。

所以DCT系数包括直流系数（DCT系数矩阵的最左上角那个第一个系数）和交流系数（DCT系数矩阵中除了直流系数之外的其它系数）

我们知道DCT变换后将 \(8\times 8\) 的矩阵变成了另外一种元素更小的 \(8\times 8\) 的矩阵。在计算机中数组的存放一般按照行方式存储，但是如果这样的话，每一行的结尾点和下一行的开始点（或者说元素点之间的相邻性）不密切，因此在JPEG中采用以下的顺序扫描存储

这种扫描顺序一般将其称之为Zigzag扫描排序，这样保证了数列里的相邻点在图片上也是相邻的

量化表是控制 JPEG 压缩比的关键，JPEG系统分别规定了亮度分量和色度分量的量化表（该表中色度分量相应的量化步长比亮度分量大），还可以根据输出图片的质量来自定义量化表，通常自定义量化表与标准量化表呈比例关系，表中数字越大则质量越低，压缩率越高

量化就是将DCT系数矩阵各个系数除以量化表对应值（量化步长），结果取整。量化后得到新的DCT系数矩阵，经过量化后的DCT系数矩阵，高频部分往往会含有大量连续的0。

可以看出，量化过程是有损的，在解码时，反量化会乘回量化表的相应值，由于存在取整，低频段会有所损失，高频段的0字段则会被舍弃，最终导致图像质量降低。

参考：

BMP是Window操作系统中的标准图像文件格式，图像相同的条件下，位图图像文件通常比使用其它压缩算法的图像文件大很多，存储结构的格式可以在WINGDI.h文件中找到定义。

BMP文件的结构组成如下：

通过修改biBitCount字段可以实现给图片升维降维

其中biCompression字段的取值如下

这部分定义了图像中所用的颜色。如上所述，位图图像一个像素接着一个像素储存，每个像素使用一个或者多个字节的值表示，所以调色板的目的就是要告诉应用程序这些值所对应的实际颜色。

典型的位图文件使用RGB彩色模型。在这种模型中，每种颜色都是由不同强度（从0到最大强度）的红色（R）、绿色（G）和蓝色（B）组成的，也就是说，每种颜色都可以使用红色、绿色和蓝色的值所定义。

在位图文件的实现中，调色板可以包含很多条目，条目个数就是图像中所使用的颜色的个数。每个条目都是如下的结构，而调色板是该结构的结构体数组。

每个条目用来描述一种颜色，包含4个字节，其中三个表示蓝色、绿色和红色，第四个字节没有使用（大多数应用程序将它设为0）；对于每个字节，数值0表示该颜色分量在当前的颜色中没有使用，而数值255表示这种颜色分量使用最大的强度。

位图中像素的比特是以行为单位对齐存储的，每一行的大小都向上取整为4字节（32位DWORD）的倍数。

存储一行像素所需的字节数可以按下面公式计算

如果图像的高度大于1，多个经过填充实现对齐的行就形成了像素数组。

位图数据有以下几种呈现形式

如果图像是单色、16色和256色，则紧跟着调色板的是位图数据，位图数据是指向调色板的索引序号。此时位图数据可以根据需要选择压缩与不压缩，如果选择压缩，则根据BMP图像是16色或256色，采用RLE4或RLE8压缩算法压缩。

如果位图是16位、24位和32位色，则图像文件中不保留调色板，即不存在调色板，图像的颜色直接在位图数据中给出。

16位图像使用2字节保存颜色值，常见有两种格式：5位红5位绿5位蓝和5位红6位绿5位蓝，即555格式和565格式。555格式只使用了15 位，最后一位保留，设为0。

24位图像使用3字节保存颜色值，每一个字节代表一种颜色，按红、绿、蓝排列。

32位图像使用4字节保存颜色值，每一个字节代表一种颜色，除了原来的红、绿、蓝，还有Alpha通道，即透明色。如果放到

游程编码（run-length encoding，缩写RLE），又称行程长度编码或变动长度编码法，是一种与资料性质无关的无损数据压缩技术，基于“使用变动长度的码来取代连续重复出现的原始资料”来实现压缩。

RLE4压缩规则如下：

RLE8的压缩规则可以参考上面的RLE4，惟一的区别是RLE8使用1个字节存放颜色索引，而RLE4使用4位存放颜色索引。

下面举个栗子：

假设有如下16色位图数据，共20字节，数据使用了RLE4压缩

解压过程如下：

首先读取05，因为05不等于0，05表示后面数据重复的次数，接着读取00，00表示有两个颜色索引，每个索引占4位，第一个像素在高4位，第二个像素在低4位，即在一个字节中低像素在高位，高像素在低位。05 00解压后等于00 00 0。（5个索引）

读取04，按照上面的操作解析，04是后面数据重复的次数，05是两个颜色索引，第3个颜色索引为5，第4个颜色索引为0。04 05解压后等于05 05。（4个索引）

读取00，再读取08，08表示后面有效的颜色索引数。00 08解压后等于09 05 04 00。

读取04，按照上面的操作解析，04是后面数据重复的次数，05是两个颜色索引。04 05解压后等于05 05。

读取08，按照上面的操作解析，08是后面数据重复的次数，09是两个颜色索引。08 09解压后等于09 09 09 09。

读取04，按照上面的操作解析，04是后面数据重复的次数，08是两个颜色索引。04 08解压后等于08 08。

读取07，按照上面的操作解析，07是后面数据重复的次数，01是两个颜色索引。07 01解压后等于01 01 01 0。

读取00，再读取下一个字节00，00表示后面有效的颜色索引数，0表示无，即解压完一行数据。

综合上面的操作，解压后的数据为：

当数据比较多而且重复的时候，使用RLE压缩效果相对比较理想。

01串作为输入，二维码图片输出

参考：

如果图片原本是800(宽) \(\times\) 600(高)，然后图片的高度从600变成500，这样下面800 \(\times\) 100区域的信息就无法从图片中显示出来，我们可见的只有上方800 \(\times\) 500的区域，这样就达成了图片隐写的目的。同理可知图片的宽度也可以进行类似的修改以达到隐藏信息的目的。

PNG文件中的文件头数据块IHDR（header chunk）中定义了图片的高度和宽度，可以通过修改高度值或宽度值对部分关键信息进行隐藏。

SOF0段的X_image和Y_image分别记录图片的宽和高，直接修改，不用担心校验错误。

例题：[SCTF2014]misc400b

图像数据块 IDAT（image data chunk）是PNG文件中很重要的一种数据块

zlib是一种用于压缩的函数库，最初用于libpng，所以在PNG图片中能识别出很多zlib数据块。使用Python自带的zlib库可以方便的对数据块进行压缩和解压缩操作。

判别：值得注意的是，通常IDAT 块只有当上一个块充满时，才会继续一个新的块。一旦出现不符合这个规律的情况（有一块IDAT还没填满但紧跟其后的是一个新的块），那么就是人为添加了数据块。此外文件结构中可能会存在size=0的IDAT块，这说明相应的块是无法用肉眼看到的，也即隐藏的内容。

破解：010 editor打开文件，提取可疑IDAT中的数据部分（即需要剔除IDAT的长度、数据块类型、末尾的 CRC 校验值），然后扔进zlib解压脚本里解压获得原始数据。

原理：LSB全称Least Significant Bit，即最低有效位。PNG文件中的图像像数一般是由RGB三原色（红绿蓝）组成，每一种颜色占用8位，取值范围为0x00~0xFF，即有256种颜色，一共包含了256的3次方的颜色，即16777216种颜色，人类的眼睛可以区分约1000万种不同的颜色，这意味着人类的眼睛无法区分余下的颜色约有6777216种，LSB隐写就是修改RGB颜色分量的最低二进制位（LSB），而人类的眼睛不会注意到这前后的变化，每个像素可以携带3比特的信息（RGB分量各一个），提取过程便是将这些像素的各个分量的最低位合并起来便是隐藏信息。

判别：

参考：png文件隐写——不负责任的总结：

LSB-Steganography工具实现的不加密隐写可以用Stegsolve查看，这种算法的特点就是LSB位前面很多0

关于Stegsolve的使用参考“十四”

cloacked-pixel工具实现的加密隐写（带密钥）可以用Stegsolve查看，这种算法的特点是开头有个数字，根据观察，这个数字应该是有用的数据的长度，然后才是很多个0，接着是相应长度的数据。

cloacked-pixel使用方法：

提取工具：

原理：JSteg算法其实是LSB替换思想在DCT域的实现。JSteg隐写算法嵌入过程的关键步骤就是将原始图像的AC系数的最低位（LSB）替换为要隐藏的秘密信息。一般图像的压缩和处理过程中为了保持图像的可视性，都保留了图像的中低频部分，而低频部分的改变有可能引起图像较大的变动，为了将隐藏的信息与载体图像的视觉重要部分绑定，JSteg将隐藏信息嵌入在载体的中频部分数据的LSB（最底层）里，在隐写之后人眼无法分辨隐写图与原图的差别，达到既不引起视觉变化，又不会被轻易破坏的目的，提取秘密消息时，只需将载密图像中不等于0、1的量化DCT系数的LSB取出即可。流程如下：

选择载体图像，并且将载体图像划分为连续的8×8的子块。

对每个子块使用DCT变换之后，用相应的量化表量化，得到对应的8×8量化DCT子块。

一定要注意，JSteg是针对量化后DCT系数的LSB修改的，不是DCT变换后量化前的DCT系数

将需要隐藏的信息编码为二进制数据流，对DCT子块系数进行Z字形扫描，并且使用秘密信息的二进制流替换非0和非1的AC系数的最低比特位。

进行熵编码等，产生JPEG隐密图像。

检测原理：Jsteg算法容易造成DCT系数中值对现象出现，利用 \(\chi^2\) 检验可以很容易地检测出秘密信息的存在性。

设(2i, 2i+1)是一值对，采用JSteg嵌入信息会使得DCT系数值等于 \(2i\) 的DCT系数个数与DCT系数值等于 \(2i+1\) 的像素个数越来越接近。

\(\chi^2\) 检验攻击思想是通过比较载密图像的理论频率分布和观测到的载体的样本分布，判断待测载体是否载密。

我们可以对JPEG图像的量化后的DCT系数绘制频数分布直方图，理论上原始图像的直方图（如下图）会有以下特征：

但采用JSteg隐写修改了DCT系数的LSB之后，随着嵌入的数据增多这种特性很容易被破坏，容易产生值对现象如下图，2和3，-2和-3都为值对)，这种缺陷可以作为这种隐写的判定特征。

但是，当嵌入的数据很少时，值对现象不明显，该方法检测效果不够理想。

背景：在F5之前还有F3与F4，从JSteg到F3，再到F4，接着是F5，后者都是对前者缺陷的改进。F3算法解决了JSteg值对现象的问题维持了原始图像直方图特性，但使得偶系数数目变多（显著特征就是新增很多0）；F4进一步改进，除0之外的偶系数分布正常，但依旧新增很多0系数。此外，JSteg、F3、F4都会更改很多系数DCT系数来完成隐写，这也是一大缺陷。

原理：F5隐写采用的是基于汉明码的矩阵编码隐写，且采用绝对值减1的嵌入方法不会产生值对现象，可以有效抵抗 \(\chi^2\) 检验攻击。矩阵编码是将图像的像素每 \(n\) 个分为一组，最多只修改其中 \(d_{max}\) 的个像素，就可以嵌入 \(k\) 位比特的秘密信息，从而提高嵌入效率，一般用有序元组 \((d_{max},n,k)\) 来表示这种编码方式。F5 算法实现矩阵编码时，取 \(d_{max}=1\) ，矩阵编码方式为 \((1,n,k)\)，码字长度为 \(n=2^k-1\)，表示对于最多只需改变一个LSB位，用 \(n\) 个LSB 来表示 \(k\) 比特的信息，\(k\) 的具体值是需要根据图像可嵌入容量和待嵌入数据的长度来确定的，确定了 \(k\) 的值之后进而可以确定 \(n\) 的具体值（ \(n=2^k-1\)）。例如我们可以用 3 个 LSB 位 a1、a2、a3 嵌入两个比特 x1、 x2，能做到最多改变一个 LSB 位来表示这2个比特，在嵌入时会遇到以下 4 种情况：

4 种情况中，我们均只需要在3个DCT系数中修改一个就可以表示2个字符，这样的好处是大大增加了嵌入效率，且可以有效地抵制 RS 统计分析，但对于同样要嵌入2个比特信息，正常只需要2个DCT系数，而在这里则需要3个，此外，F5会产生收缩现象。

检测原理：F5算法虽然保持了某些直方图特性，但是在嵌入过程中会产生很多的值为0的DCT系数，会产生收缩现象，另外，图像中各块经过再次量化压缩，会造成块间的不连续性，从而降低块间的相关性。因此，F5隐写仍然会引起图像的一些统计特性发生改变。

我们知道量化后的DCT系数有正有负，那么F5是如何修改又是如何处理符号的？

F5规定修改规则是把要修改的DCT系数的绝对值减 1，保持符号不变得到新的DCT系数，如要修改DCT系数值为-3的LSB，根据F5算法就会改成-2，如果是3就会改成2，我们不难看出这种修改会使DCT系数向0靠拢，体现在直方图上便是嵌入消息后，直方图向中间收缩，使得中间越来越“高”，这便是收缩现象。

检测工具：使用stegdetect工具可以检测

提取：F5-steganography

参考：

原理：Jphide是一种基于控制表的JPEG图像隐写算法，通过控制表确定嵌入位置和消息嵌入方式，该算法抗统计检测能力较强。它使用 Blowfish 算法加密信息，利用控制表确定信息的隐藏位置及嵌密的方式，同时结合 Blowfish 生成的随机序列控制具体位置的嵌入。

Blowfish是一种对称加密算法

提取：JPHS内置JPHIDE和JPSEEK，具体用法见“十四”。

题目：[WUSTCTF2020]alison_likes_jojo

原理：OutGuess隐写算法是在JSteg算法的基础上发展而来的，通过在JSteg算法的基础上加上了纠正过程，使得一阶直方图不发生任何改变，从而能较好的抵抗 \(\chi^2\) 检验攻击。其思想就是在第一次嵌入时将信息隐藏在随机选定的DCT系数的LSB中，第二次嵌入时对第一次嵌入进行修正，使得载密图像直方图与载体图像直方图保持一致。OutGuess隐写中的修正步骤使得隐秘图像的DCT系数直方图与原始图像的DCT系数直方图保持一致，使得一系列基于原始直方图估计的隐写分析（如 \(\chi^2\) 检验攻击）将都不能用于检测OutGuess隐写。

检测原理：OutGuess隐写对量化后的DCT系数所做的调整将增大JPEG图像中的分块效应。

由于JPEG压缩过程中要量化各个分块的DCT系数，在不同64分块之间会有一定的不连续性，即分块效应。在压缩比较高时，人眼甚至可以分辨出各小块之间的界限。

提取：outguess

检测工具：使用stegdetect工具可以检测

盲水印是一种肉眼不可见的水印方式，可以保持图片美观的同时，保护资源版权。

原理：计算机中图片处理程序识别图片的过程是，从图片头开始，以图片头声明的格式所定义的编码格式对数据流进行读取，一直到图片的结束符，当图片处理程序识别到图片的结束符后，不再继续向下识别，如果结束符后面还有数据便会被忽略

一个完整的 JPG 文件由 FF D8 开头，FF D9结尾，图片浏览器会忽略 FF D9 以后的内容，因此可以在 JPG 文件中加入其他文件。这种方法多用于在一张图片中隐藏一个压缩包。

PNG文件有一个图像结束数据IEND（image trailer chunk），用来标记PNG文件或者数据流已经结束，并且必须要放在文件的尾部，且其值固定如下

这是因为由于数据块结构的定义，IEND数据块的长度总是0（00 00 00 00，除非人为加入信息），数据标识总是IEND（49 45 4E 44），因此，CRC码也总是AE 42 60 82。同时在IEND块后面添加任何的字符都对文件的打开造成不了影响，那我们就可以在这里藏一些数据（除了ios系统会直接提示），一些MISC题经常会把信息隐写在后面。

任何可以插入批注内容的文件都可能被插人数据，而丝毫不影响视觉效果。例如，HTML文件和JPEG文件都很容易用来嵌入数据。

相比于png文件，由于JPEG文件没有对图像数据的校验位，所以在JPEG文件中添加信息简单了很多。

JPEG文件首部有许多数据区域可以用来隐藏信息，我们最多可以在JPEG文件中插入65533个字节的批注信息，而这些内容在浏览图像的时候都是看不到的。

破解：借助jpeg图片格式分析工具JPEGsnoop就能发现其中的痕迹

例题：buu-蜘蛛侠呀

原理：利用多帧之间的时间间隔不同，如采用两种不同时长的帧间间隔分别代表1和0来隐藏数据。

判别：若得到一个播放不连贯的gif文件可以猜测是时间轴隐写。

破解：linux的identify可以用于提取gif各帧间的间隔（如下）。

题目：

DASCTF-不可以色色

详细参考：

MP4文件由一系列的box对象组成，所有的数据都包含在这些box中，除此以外，文件中再无其它数据。此外。

所有的Mp4文件中，首先有且仅有一个File Type 类型的Box。Box由包含了size（Box大小）和type（Box 类型）的Box Header开始。Header允许紧凑或扩展的size（32位或64位）和紧凑和扩展的type（32位或者完整的通用唯一标识符，即UUID）。

大多数标准的Box使用的都是32位size和32位type，只有包含了媒体数据的Box需要使用64位size。这里的size，指的是包括Header在内的整个Box占用的大小。在size指定的空间中，除了Box header占用的空间外，其它空间由真实的数据（BoxData）数据占据。这些数据，可能包括其它子Box、也可能是媒体数据。

我们可以利用该信息对MP4文件进行分析。需要注意的是，数据存储使用大端字节序。

下表中列出了所有必选或可选的Box类型，✅代表Box必选。

ftyp

✅

file type and compatibility

pdin

progressive download information

moov

✅

container for all the metadata

mvhd

✅

movie header, overall declarations

trak

✅

container for an individual track or stream

tkhd

✅

track header, overall information about the track

tref

track reference container

edts

edit list container

elst

an edit list

mdia

✅

container for the media information in a track

mdhd

✅

media header, overall information about the media

hdlr

✅

handler, declares the media (handler) type

minf

✅

media information container

vmhd

video media header, overall information (video track only)

smhd

sound media header, overall information (sound track only)

hmhd

hint media header, overall information (hint track only)

nmhd

Null media header, overall information (some tracks only)

dinf

✅

data information box, container

dref

✅

data reference box, declares source(s) of media data in track

stbl

✅

sample table box, container for the time/space map

stsd

✅

sample descriptions (codec types, initialization etc.)

stts

✅

(decoding) time-to-sample

ctts

(composition) time to sample

stsc

✅

sample-to-chunk, partial data-offset

information

stsz

sample sizes (framing)

stz2

compact sample sizes (framing)

stco

✅

chunk offset, partial data-offset information

co64

64-bit chunk offset

stss

sync sample table (random access points)

stsh

shadow sync sample table

padb

sample padding bits

stdp

sample degradation priority

sdtp

independent and disposable samples

sbgp

sample-to-group

sgpd

sample group description

subs

sub-sample information

mvex

movie extends box

mehd

movie extends header box

trex

✅

track extends defaults

ipmc

IPMP Control Box

moof

movie fragment

mfhd

✅

movie fragment header

traf

track fragment

tfhd

✅

track fragment header

trun

track fragment run

sdtp

independent and disposable samples

sbgp

sample-to-group

subs

sub-sample information

mfra

movie fragment random access

tfra

track fragment random access

mfro

✅

movie fragment random access offset

mdat

media data container

free

free space

skip

free space

udta

user-data

cprt

copyright etc.

meta

metadata

hdlr

✅

handler, declares the metadata (handler) type

dinf

data information box, container

dref

data reference box, declares source(s) of metadata items

ipmc

IPMP Control Box

iloc

item location

ipro

item protection

sinf

protection scheme information box

frma

original format box

imif

IPMP Information box

schm

scheme type box

schi

scheme information box

iinf

item information

xml

XML container

bxml

binary XML container

pitm

primary item reference

fiin

file delivery item information

paen

partition entry

fpar

file partition

fecr

FEC reservoir

segr

file delivery session group

gitn

group id to name

tsel

track selection

meco

additional metadata container

mere

metabox relation

ftyp box：作为最常见的Box，其出现在文件的开始位置，描述的文件的版本、兼容协议等，ISO_IEC_14496-12_2015版本规范规定，Mp4格式文件中必须有且只有一个’ftyp’类型的Box。为了与早期没有ftype类型的版本兼容。当文件中，包含FTYP类型的Box，且该Box包含Major_brand='mp41', minor_version=0，以及单独指定兼容性compatible_brands=‘mp41’，则该文件需要按照有FTYP Box的方式读取。 ftyp box的语法定义如下：

一个典型的FileTypeBox的结构数据如下

00 00 00 20代表box长度为32个字节（包括自己在内）

ftyp代表是File Type Box；

isom代表是品牌标识符，不同的mp4文件可能不一样，此视频文件的品牌标识符是isom；

isom后面的00 00 02 00是商标版本号

isomiso2avc1mp41都是一些其兼容版本的列表

moov box：这个box在MP4文件中必须有但是只存在一个，里面不包含具体媒体数据，但包含本文件中所有媒体数据的宏观描述信息，该 Box 一般在文件的头部或尾部，方便定位。moov box下有mvhd和trak box。

moof box：这个box是视频分片的描述信息。并不是MP4文件必须的部分，但在我们常见的可在线播放的MP4格式文件中（例如Silverlight Smooth Streaming中的ismv文件）确是重中之重。

mdat box：实际媒体数据。我们最终解码播放的数据都在这里面。

mfra box：一般在文件末尾，媒体的索引文件，可通过查询直接定位所需时间点的媒体数据。

参考：关于音频隐写的一些总结 | CTF导航 (ctfiot.com)

DeepSound 是一种隐写术工具和音频转换器，可将秘密数据隐藏到音频文件中。该应用程序还使您能够直接从音频文件或音频 CD 曲目中提取秘密文件。 DeepSound 可用作 wave、flac、wma、ape 和音频 CD 的版权标记软件。DeepSound 还支持使用 AES-256（高级加密标准）加密机密文件以提高数据保护。 该应用程序还包含一个易于使用的音频转换器模块，可以将多种音频格式（FLAC、MP3、WMA、WAV、APE）编码为其他格式（FLAC、MP3、WAV、APE）。

官方：DeepSound 2.0 Free Download (soft112.com)

Deepsound的密码可通过john爆破

MP3stego是命令行工具（也有图形界面的）

官方：SilentEye

Steghide不仅仅可以将信息隐藏到图片，还可以隐藏到音频文件中

安装与使用见“十四”

例题：

音频中的频谱隐写是将字符串隐藏在频谱中，此类音频通常会有一个较明显的特征，听起来是一段杂音或者比较刺耳。

分析工具：Audacity/Sonic Visualiser

提取：AU中打开切换到频谱图可以看到隐藏信息（有时需要拉伸一下才看得清内容，实在看不清可以换Sonic Visualiser）

例题：

慢扫描电视（Slow-scan television 简称SSTV）是业余无线电爱好者的一种主要图片传输方法，慢扫描电视通过无线电传输和接收单色或彩色静态图片。

解码工具可以采用linux下的QSSTV，使用如下命令安装

启动qsstv，设置一下输入qsstv>Options>Configration>Sound>Sound Input>from file

点击选择文件便可解码得到图像

本标题下侧重于实战技巧方面的总结

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