{"id":31090,"date":"2019-10-31T21:39:22","date_gmt":"2019-10-31T18:39:22","guid":{"rendered":"https:\/\/prohoster.info\/blog\/steganografiya-mimo-fajlov-pryachem-dannye-pryamo-v-sektorah\/"},"modified":"2019-10-31T21:39:22","modified_gmt":"2019-10-31T18:39:22","slug":"steganografiya-mimo-fajlov-pryachem-dannye-pryamo-v-sektorah","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/prohoster.info\/de\/blog\/administrirovanie\/steganografiya-mimo-fajlov-pryachem-dannye-pryamo-v-sektorah","title":{"rendered":"Steganografie jenseits von Dateien: Wir verstecken Daten direkt in Sektoren","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"<h3>Eine kurze Einf\u00fchrung<\/h3>\n<p>\nSteganografie, falls sich jemand nicht mehr erinnert, ist das Verstecken von Informationen in bestimmten Beh\u00e4ltern. Zum Beispiel in Bildern (diskutiert wurde <noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/habr.com\/ru\/post\/112976\/\">hier<\/a><\/noindex> und <noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/habr.com\/ru\/post\/128327\/\">hier<\/a><\/noindex>). Daten k\u00f6nnen auch in den Metadaten von Dateisystemtabellen verborgen werden (dar\u00fcber wurde geschrieben <noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/habr.com\/ru\/post\/347604\/\">hier<\/a><\/noindex>), und sogar <noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/habr.com\/ru\/post\/60726\/\">in den Protokollkontrollpaketen von TCP<\/a><\/noindex>. Leider haben all diese Methoden einen Nachteil: Um Informationen unauff\u00e4llig in einen Container einzuf\u00fcgen, sind raffinierte Algorithmen erforderlich, die die spezifischen Eigenschaften des Containers ber\u00fccksichtigen. Au\u00dferdem gibt es Probleme mit der Robustheit des Containers gegen\u00fcber Manipulationen: Wenn man ein Bild nur ein wenig bearbeitet, geht die versteckte Information verloren.<\/p>\n<p>Gibt es eine M\u00f6glichkeit, ohne raffinierte Algorithmen und feine Manipulationen auszukommen und dennoch die Funktionsf\u00e4higkeit des Containers sowie ein akzeptables Ma\u00df an Sicherheit f\u00fcr die versteckten Daten zu gew\u00e4hrleisten? Vorausblickend kann ich sagen \u2013 ja, das ist m\u00f6glich! Und ich werde sogar ein Tool vorstellen.<br \/>\n<noindex><a rel=\"nofollow\" name=\"habracut\"><\/a><\/noindex><\/p>\n<h3>Die blutigen Details der Methode<\/h3>\n<p>\nDie Grundidee ist so einfach wie ein Schlag mit dem Hammer auf den Kopf: Es gibt Bereiche auf der Festplatte, in die das Betriebssystem niemals schreibt (oder nur selten). Um nicht mit komplizierten Algorithmen nach diesen Bereichen suchen zu m\u00fcssen, nutzen wir Redundanz \u2013 das bedeutet, wir duplizieren unsere versteckten Informationen kontinuierlich in allen Sektoren der Festplatte. Direkt \u00fcber diesem gesamten \u00dcberfluss k\u00f6nnen wir die ben\u00f6tigten Partitionen erstellen, Dateisysteme formatieren, Dateien schreiben und Betriebssysteme installieren \u2013 ein Teil der geheimen Daten bleibt trotzdem erhalten und kann extrahiert werden, und die mehrfachen Duplikationen helfen uns dabei, aus den Fragmenten das urspr\u00fcngliche Ganze zu rekonstruieren.<\/p>\n<p>Der Vorteil dieser Methode ist offensichtlich: Wir sind unabh\u00e4ngig von Dateiformat und sogar von der Art des verwendeten Dateisystems.<\/p>\n<p>Die Nachteile sind ebenfalls, denke ich, offensichtlich:<\/p>\n<ul>\n<li>Geheime Daten k\u00f6nnen nur durch eine vollst\u00e4ndige Neubeschreibung der gesamten Festplatte ge\u00e4ndert werden, gefolgt von der Wiederherstellung des f\u00fcr den Benutzer sichtbaren Inhalts. Dabei darf keine Software verwendet werden, die die Festplatte aus einem Image wiederherstellt: Diese w\u00fcrde auch die vorherigen geheimen Daten wiederherstellen.<\/li>\n<li>Je gr\u00f6\u00dfer das Volumen vertraulicher Daten ist, desto h\u00f6her ist die Wahrscheinlichkeit, dass Teile der Informationen verloren gehen.<\/li>\n<li>Das Extrahieren von Daten von der Festplatte kann viel Zeit in Anspruch nehmen. Von mehreren Minuten bis zu mehreren Tagen (moderne Festplatten sind gr\u00f6\u00dfer).<\/li>\n<\/ul>\n<p>\nKommen wir nun zu den Details.<\/p>\n<p>Es ist klar, dass, wenn man vertrauliche Daten einfach \u00fcber die gesamte Festplatte verstreut, diese nur vor dem blo\u00dfen Auge verborgen sind. Wenn man jedoch mit einem geeigneten Tool, wie z.B. einem Disk-Editor, darauf zugreift, werden die Daten deutlich sichtbar. Deshalb sollten die Daten besser verschl\u00fcsselt werden, um nicht aufzufallen. Wir werden einfach, aber geschmackvoll verschl\u00fcsseln: mit dem Algorithmus aes256-cbc. Den Schl\u00fcssel zur Verschl\u00fcsselung fragen wir den Benutzer, damit er sich ein gutes Passwort ausdenken kann.<\/p>\n<p>Die n\u00e4chste Frage ist, wie wir \"richtige\" Daten von fehlerhaften unterscheiden k\u00f6nnen. Hier hilft uns eine Pr\u00fcfziffer, und zwar nicht irgendeine, sondern die SHA1. Warum? F\u00fcr Git ist sie ausreichend gut, also wird sie auch f\u00fcr uns passen. Beschlossen: Wir f\u00fcgen jedem gespeicherten Informationsfragment eine Pr\u00fcfziffer hinzu, und wenn sie nach der Entschl\u00fcsselung \u00fcbereinstimmt, war die Entschl\u00fcsselung erfolgreich.<\/p>\n<p>Wir ben\u00f6tigen unbedingt die Fragmentnummer und die gesamte L\u00e4nge der geheimen Daten. Die Fragmentnummer ist wichtig, um nachzuvollziehen, welche Teile wir bereits entschl\u00fcsselt haben und welche noch fehlen. Die Gesamtl\u00e4nge wird beim Verarbeiten des letzten Fragments hilfreich sein, um keine \u00fcberfl\u00fcssigen Daten (sprich Padding) zu erzeugen. Und da wir ohnehin einen Titel anlegen, f\u00fcgen wir den Namen der geheimen Datei hinzu. Dieser wird nach der Entschl\u00fcsselung n\u00fctzlich sein, um nicht zu r\u00e4tseln, womit man sie \u00f6ffnen kann.<\/p>\n<h3>Wir testen die Methode in der Praxis<\/h3>\n<p>\nZur \u00dcberpr\u00fcfung nehmen wir das am h\u00e4ufigsten genutzte Speichermedium \u2013 einen USB-Stick. Ich habe einen alten mit 1 GB gefunden, der sich gut f\u00fcr Experimente eignet. Falls Ihnen, wie mir, die Idee gekommen ist, nicht mit physischen Speichermedien zu arbeiten und stattdessen eine Disk-Image-Datei zu testen, muss ich gleich sagen: Das wird nicht klappen. Beim Formatieren eines solchen \"Speichermediums\" erstellt Linux die Datei neu, und alle unbenutzten Sektoren werden mit Nullen gef\u00fcllt.<\/p>\n<p>Als Linux-Maschine mussten wir leider auf die Wetterstation zur\u00fcckgreifen, die auf dem Balkon lag, und diese auf einem Raspberry Pi 3 betreiben. Der Speicherplatz ist begrenzt, daher werden wir keine gro\u00dfen Dateien verstecken. Wir beschr\u00e4nken uns auf eine maximale Gr\u00f6\u00dfe von 10 Megabyte. Es macht auch keinen Sinn, zu kleine Dateien zu verstecken: Die Utility schreibt Daten in 4 KB-Clustern auf die Festplatte. Deshalb begrenzen wir uns hier unten auf eine Datei von 3 KB \u2013 sie passt in einen solchen Cluster.<\/p>\n<p>Wir werden schrittweise mit dem USB-Stick experimentieren und nach jedem Schritt \u00fcberpr\u00fcfen, ob die versteckten Informationen lesbar sind:<\/p>\n<ol>\n<li>Schnelles Formatieren im FAT16-Format mit einer Clustergr\u00f6\u00dfe von 16 KB. Das ist das, was Windows 7 mit einem USB-Stick vorschl\u00e4gt, auf dem kein Dateisystem vorhanden ist.<\/li>\n<li>F\u00fcllen des USB-Sticks mit allerlei M\u00fcll bis zu 50%.<\/li>\n<li>F\u00fcllen des USB-Sticks mit allerlei M\u00fcll bis zu 100%.<\/li>\n<li>Langsame Formatierung im FAT16-Format (mit vollst\u00e4ndiger \u00dcberschreibung).<\/li>\n<\/ol>\n<p>\nDie ersten beiden Tests endeten erwartungsgem\u00e4\u00df mit einem vollen Erfolg: Die Utility konnte erfolgreich 10 Megabyte geheime Daten vom USB-Stick extrahieren. Doch als der USB-Stick bis zum Anschlag mit Dateien gef\u00fcllt war, trat ein Fehler auf:<\/p>\n<p><code>Gesamtzahl der gelesenen Cluster: 250752, entschl\u00fcsselt: 158<br \/>\nFEHLER: Kann unvollst\u00e4ndige secretFile nicht schreiben<\/code><\/p>\n<p>Wie wir sehen, konnten nur 158 Cluster erfolgreich entschl\u00fcsselt werden (632 Kilobyte an Rohdaten, was 636424 Byte Payload ergibt). Es ist klar, dass hier keine 10 Megabyte zusammenkommen, und unter diesen Clustern gibt es offensichtlich Duplikate. Selbst 1 Megabyte l\u00e4sst sich auf diese Weise nicht wiederherstellen. Aber wir k\u00f6nnen garantieren, dass wir 3 Kilobyte geheime Daten von dem USB-Stick wiederherstellen k\u00f6nnen, selbst nachdem er formatiert und vollst\u00e4ndig beschrieben wurde. Experimente zeigen jedoch, dass es m\u00f6glich ist, eine Datei mit einer L\u00e4nge von 120 Kilobyte von einem solchen Stick zu extrahieren.<\/p>\n<p>Der letzte Test hat leider gezeigt, dass der USB-Stick vollst\u00e4ndig \u00fcberschrieben wurde:<\/p>\n<p><code>$ sudo .\/steganodisk -p password \/dev\/sda<br \/>\nGer\u00e4tgr\u00f6\u00dfe: 250752 Cluster<br \/>\n250700 99%<br \/>\nInsgesamt gelesene Cluster: 250752, entschl\u00fcsselt: 0<br \/>\nFEHLER: Kann unvollst\u00e4ndige secretFile nicht schreiben<br \/>\n<\/code><\/p>\n<p>Kein Cluster blieb erhalten\u2026 Traurig, aber nicht tragisch! Wir versuchen, vor der formatierung eine Partition auf dem USB-Stick zu erstellen und darin ein Dateisystem einzurichten. \u00dcbrigens kam er mit genau so einer Formatierung aus dem Werk, also machen wir nichts Verd\u00e4chtiges.<br \/>\nEs war zu erwarten, dass der verf\u00fcgbare Speicherplatz auf dem USB-Stick etwas abgenommen hat.<\/p>\n<p>Es ist auch nicht \u00fcberraschend, dass 10 Megabyte nicht auf einer vollst\u00e4ndig gef\u00fcllten Festplatte versteckt werden konnten. Aber jetzt hat sich die Anzahl der erfolgreich entschl\u00fcsselten Cluster mehr als verdoppelt!<\/p>\n<p><code>Gesamt gelesene Cluster: 250.752, entschl\u00fcsselt: 405<\/code><\/p>\n<p>Ein Megabyte l\u00e4sst sich leider nicht aus Fragmenten zusammensetzen, aber zweihundert Kilobyte sind kein Problem.<\/p>\n<p>Und die Nachricht von der letzten, vierten \u00dcberpr\u00fcfung ist erfreulich: Eine vollst\u00e4ndige Formatierung des USB-Sticks hat nicht zur Zerst\u00f6rung aller Daten gef\u00fchrt! 120 Kilobyte geheime Informationen passen hervorragend in den ungenutzten Speicher.<\/p>\n<p>Zusammenfassung der Tests:<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Steganografie jenseits von Dateien: Wir verstecken Daten direkt in Sektoren\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2019\/04\/dd386ca1f39808d6c7af85a310334629.bmp\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<\/p>\n<h3>Ein wenig Theoretisierung: \u00fcber freien Speicherplatz und ungenutzte Sektoren<\/h3>\n<p>\nWenn Sie jemals eine Festplatte partitioniert haben, ist Ihnen vielleicht aufgefallen, dass es nicht immer m\u00f6glich ist, den gesamten freien Speicherplatz auf der Festplatte zu nutzen. Die erste Partition beginnt stets mit einem gewissen Offset (normalerweise 1 Megabyte oder 2048 Sektoren). Hinter der letzten Partition bleibt manchmal auch ein kleiner \u201eRest\u201c ungenutzter Sektoren \u00fcbrig. Und zwischen den Partitionen gibt es manchmal L\u00fccken, wenn auch selten.<\/p>\n<p>Mit anderen Worten, auf der Festplatte gibt es Sektoren, die bei normalem Arbeiten mit der Festplatte nicht zug\u00e4nglich sind, aber die Daten k\u00f6nnen in diese Sektoren geschrieben werden! Das bedeutet, dass sie auch gelesen werden k\u00f6nnen. Allerdings muss man beachten, dass es noch eine Partitionstabelle und einen Bootcode gibt, die sich genau in dem leeren Bereich am Anfang der Festplatte befinden.<\/p>\n<p>Lassen Sie uns kurz von den Partitionen ablenken und die Festplatte aus der Vogelperspektive betrachten. Hier haben wir eine leere Partition auf der Festplatte. Lassen Sie uns darin ein Dateisystem erstellen. Kann man sagen, dass einige Sektoren auf der Festplatte unbeschrieben geblieben sind?<\/p>\n<p>Und \u2014 Trommelwirbel! Die Antwort wird fast immer ja sein! Denn in den meisten F\u00e4llen besteht die Erstellung eines Dateisystems darin, dass nur einige Bl\u00f6cke an Verwaltungsinformationen auf die Festplatte geschrieben werden, w\u00e4hrend der Inhalt der Partition im \u00dcbrigen unver\u00e4ndert bleibt.<\/p>\n<p>Und aus rein empirischer Sicht l\u00e4sst sich vermuten, dass das Dateisystem nicht immer den gesamten f\u00fcr es vorgesehenen Speicher bis zum letzten Sektor ausnutzen kann. Zum Beispiel wird das FAT16-Dateisystem mit einer Clustergr\u00f6\u00dfe von 64 Kilobyte offensichtlich nicht in der Lage sein, einen Bereich zu f\u00fcllen, dessen Gr\u00f6\u00dfe nicht ein Vielfaches von 64 Kilobyte ist. Am Ende eines solchen Bereichs bleibt ein \"Schwanz\" von mehreren Sektoren \u00fcbrig, der f\u00fcr die Speicherung von Benutzerdaten nicht verf\u00fcgbar ist. Allerdings konnte diese Annahme experimentell nicht best\u00e4tigt werden.<\/p>\n<p>Um also den Platz, der f\u00fcr die Steganografie zur Verf\u00fcgung steht, zu maximieren, sollte ein Dateisystem mit einer gr\u00f6\u00dferen Clustergr\u00f6\u00dfe verwendet werden. Man k\u00f6nnte auch einen Bereich erstellen, auch wenn das nicht unbedingt erforderlich ist (zum Beispiel auf einem USB-Stick). Es ist nicht notwendig, leere Partitionen zu erstellen oder nicht zugeordnete Bereiche zu lassen \u2014 das w\u00fcrde das Interesse stutzig machender B\u00fcrger wecken.<\/p>\n<h3>Dienstprogramm f\u00fcr Experimente<\/h3>\n<p>\nDie Quellcodes des Dienstprogramms k\u00f6nnen angesehen werden <noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/github.com\/dishather\/steganodisk\">hier<\/a><\/noindex><\/p>\n<p>F\u00fcr den Build wird Qt in Version 5.0 oder h\u00f6her sowie OpenSSL ben\u00f6tigt. Wenn etwas nicht kompiliert, k\u00f6nnte es notwendig sein, die Datei steganodisk.pro zu bearbeiten.<\/p>\n<p>Sie k\u00f6nnen die Clustergr\u00f6\u00dfe von 4 KB auf beispielsweise 512 Byte \u00e4ndern (in secretfile.h). Dadurch steigen die Kosten f\u00fcr Metainformationen: Header und Pr\u00fcfziffer ben\u00f6tigen feste 68 Byte.<\/p>\n<p>Die Utility sollte nat\u00fcrlich mit Root-Benutzerrechten ausgef\u00fchrt werden, und zwar mit Vorsicht. Es werden keine Fragen vor dem \u00dcberschreiben der angegebenen Datei oder des Ger\u00e4ts gestellt!<\/p>\n<p>Viel Spa\u00df.<br \/>\n<br \/>Quelle: <a content=\"nofollow\" rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/habr.com\/ru\/post\/447028\/\">habr.com<\/a><\/p>","protected":false,"gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"html"}]},"excerpt":{"rendered":"<p>\u041d\u0435\u0431\u043e\u043b\u044c\u0448\u043e\u0435 \u043f\u0440\u0435\u0434\u0438\u0441\u043b\u043e\u0432\u0438\u0435 \u0421\u0442\u0435\u0433\u0430\u043d\u043e\u0433\u0440\u0430\u0444\u0438\u044f, \u0435\u0441\u043b\u0438 \u043a\u0442\u043e \u043d\u0435 \u043f\u043e\u043c\u043d\u0438\u0442, \u2014 \u044d\u0442\u043e \u0441\u043e\u043a\u0440\u044b\u0442\u0438\u0435 \u0438\u043d\u0444\u043e\u0440\u043c\u0430\u0446\u0438\u0438 \u0432 \u043a\u0430\u043a\u0438\u0445-\u043b\u0438\u0431\u043e \u043a\u043e\u043d\u0442\u0435\u0439\u043d\u0435\u0440\u0430\u0445. \u041d\u0430\u043f\u0440\u0438\u043c\u0435\u0440, \u0432 \u043a\u0430\u0440\u0442\u0438\u043d\u043a\u0430\u0445 (\u043e\u0431\u0441\u0443\u0436\u0434\u0430\u043b\u043e\u0441\u044c \u0442\u0443\u0442 \u0438 \u0442\u0443\u0442). \u041c\u043e\u0436\u043d\u043e \u0442\u0430\u043a\u0436\u0435 \u0441\u043a\u0440\u044b\u0442\u044c \u0434\u0430\u043d\u043d\u044b\u0435 \u0432 \u0441\u043b\u0443\u0436\u0435\u0431\u043d\u044b\u0445 \u0442\u0430\u0431\u043b\u0438\u0446\u0430\u0445 \u0444\u0430\u0439\u043b\u043e\u0432\u043e\u0439 \u0441\u0438\u0441\u0442\u0435\u043c\u044b (\u043e\u0431 \u044d\u0442\u043e\u043c \u043f\u0438\u0441\u0430\u043b\u043e\u0441\u044c \u0442\u0443\u0442), \u0438 \u0434\u0430\u0436\u0435 \u0432 \u0441\u043b\u0443\u0436\u0435\u0431\u043d\u044b\u0445 \u043f\u0430\u043a\u0435\u0442\u0430\u0445 \u043f\u0440\u043e\u0442\u043e\u043a\u043e\u043b\u0430 TCP. \u041a \u0441\u043e\u0436\u0430\u043b\u0435\u043d\u0438\u044e, \u0443 \u0432\u0441\u0435\u0445 \u044d\u0442\u0438\u0445 \u043c\u0435\u0442\u043e\u0434\u043e\u0432 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