{"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":"Steganographie jenseits von Dateien: Daten direkt in Sektoren verstecken","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"<h3>Eine kurze Einleitung<\/h3>\n<p>\nSteganographie, falls sich jemand nicht erinnert, ist die Versteckung von Informationen in irgendeiner Art von Beh\u00e4ltern. Zum Beispiel in Bildern (diskutiert <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>). Man kann auch Daten in den Systemtabellen des Dateisystems verstecken (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 Steuerpaketen des TCP-Protokolls<\/a><\/noindex>. Leider haben all diese Methoden einen Nachteil: Um Informationen unauff\u00e4llig in einen Container einzuf\u00fcgen, braucht man ausgekl\u00fcgelte Algorithmen, die die Besonderheiten der inneren Struktur des Containers ber\u00fccksichtigen. Und die Widerstandsf\u00e4higkeit des Containers gegen Manipulationen stellt ebenfalls ein Problem dar: Wenn man zum Beispiel ein Bild etwas bearbeitet, geht die versteckte Information verloren.<\/p>\n<p>Kann man irgendwie ohne ausgekl\u00fcgelte Algorithmen und feine Manipulationen mit den Daten auskommen und dabei trotzdem die Funktionalit\u00e4t des Containers und ein akzeptables Niveau der Datensicherheit bewahren? Um es vorwegzunehmen: Ja, das ist m\u00f6glich! Und ich werde sogar ein Tool daf\u00fcr vorschlagen.<br \/>\n<noindex><a rel=\"nofollow\" name=\"habracut\"><\/a><\/noindex><\/p>\n<h3>Die blutigen Einzelheiten der Methode<\/h3>\n<p>\nDie Grundidee ist so einfach wie ein Schlag mit einem Kn\u00fcppel auf die Stirn: Auf der Festplatte gibt es Bereiche, in die das Betriebssystem niemals schreibt (oder nur selten). Um diese Bereiche nicht mit ausgekl\u00fcgelten Algorithmen suchen zu m\u00fcssen, nutzen wir \u00dcberfl\u00fcssigkeit \u2013 das hei\u00dft, wir duplizieren unsere versteckte Information viele, viele Male \u00fcber alle Sektoren der Festplatte. Dann kann man direkt \u00fcber all diesem Prunk die notwendigen Partitionen erstellen, die Dateisysteme formatieren, Dateien schreiben und Betriebssysteme installieren \u2013 ein Teil der geheimen Daten bleibt trotzdem erhalten und kann extrahiert werden, und das mehrmalige Duplizieren hilft uns, aus den Fragmenten ein ganzes zu erstellen.<\/p>\n<p>Der Vorteil dieser Methode ist offensichtlich: Wir sind weder vom Dateiformat noch vom Typ des verwendeten Dateisystems abh\u00e4ngig.<\/p>\n<p>Die Nachteile sind ebenfalls offensichtlich, denke ich:<\/p>\n<ul>\n<li>Geheime Daten k\u00f6nnen nur durch eine vollst\u00e4ndige Neuschreibung der gesamten Festplatte ge\u00e4ndert werden, gefolgt von der Wiederherstellung des sichtbaren Inhalts f\u00fcr den Benutzer. Dabei darf keine Software verwendet werden, die die Festplatte aus einem Abbild wiederherstellt: Sie stellt auch die vorherigen geheimen Daten wieder her.<\/li>\n<li>Je gr\u00f6\u00dfer das Volumen der geheimen Daten, 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 geheime Daten einfach \u00fcber die gesamte Festplatte verstreut, sie nur vor einem unbewaffneten Blick verborgen werden. Wenn man jedoch den Blick mit einem Disk-Editor bewaffnet, erscheinen die Daten in voller Pracht. Daher w\u00e4re es gut, die Daten zu verschl\u00fcsseln, um nicht aufzufallen. Wir werden es einfach, aber stilvoll machen: nach dem aes256-cbc-Algorithmus. Den Verschl\u00fcsselungsschl\u00fcssel 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 besch\u00e4digten unterscheiden k\u00f6nnen. Hierbei hilft uns eine Pr\u00fcfziffer, und zwar nicht irgendeine, sondern SHA1. Warum nicht? F\u00fcr Git ist sie gut genug, also sollte sie auch f\u00fcr uns passen. Beschlossen: Wir versehen jedes gespeicherte Informationsfragment mit einer Pr\u00fcfziffer, und wenn sie nach der Entschl\u00fcsselung \u00fcbereinstimmt, dann war die Entschl\u00fcsselung erfolgreich.<\/p>\n<p>Wir ben\u00f6tigen auch die Fragmentnummer und die Gesamtl\u00e4nge der geheimen Daten. Die Fragmentnummer ist wichtig, um zu verfolgen, welche Teile wir bereits entschl\u00fcsselt haben und welche noch \u00fcbrig sind. Die Gesamtl\u00e4nge wird bei der Verarbeitung des letzten Fragments n\u00fctzlich sein, um keine \u00fcberfl\u00fcssigen Daten zu schreiben (sprich Padding). Da wir ohnehin eine Kopfzeile haben, f\u00fcgen wir dort den Namen der geheimen Datei hinzu. Dieser wird nach der Entschl\u00fcsselung n\u00fctzlich sein, um nicht zu raten, womit wir sie \u00f6ffnen.<\/p>\n<h3>Wir testen die Methode in der Praxis<\/h3>\n<p>\nF\u00fcr den Test nehmen wir das g\u00e4ngigste Medium \u2013 einen USB-Stick. Ich habe einen alten mit 1 GB gefunden, der sich gut f\u00fcr Experimente eignet. Wenn auch Ihnen, wie mir, der Gedanke gekommen ist, sich nicht mit physischen Medien abzum\u00fchen, sondern es mit einer Datei \u2013 einem Image der Festplatte \u2013 zu testen, muss ich gleich sagen: Das wird nicht funktionieren. Beim Formatieren einer solchen \"Festplatte\" erstellt Linux die Datei neu, und alle unbenutzten Sektoren werden mit Nullen gef\u00fcllt.<\/p>\n<p>Als Linux-Maschine musste ich leider auf eine Wetterstation mit Raspberry Pi 3 zur\u00fcckgreifen, die auf dem Balkon lag. Der Speicherplatz ist dort nicht \u00fcppig, also werden wir keine gro\u00dfen Dateien verstecken. Wir beschr\u00e4nken uns auf eine maximale Gr\u00f6\u00dfe von 10 Megabyte. Zu kleine Dateien machen ebenfalls keinen Sinn: Das Tool schreibt Daten auf die Festplatte in Clustern von 4 KB. Daher begrenzen wir uns auf eine Datei von 3 KB \u2013 die 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 es, was Windows 7 mit einem USB-Stick tun m\u00f6chte, auf dem kein Dateisystem vorhanden ist.<\/li>\n<li>F\u00fcllen des USB-Sticks mit allerlei M\u00fcll auf 50%.<\/li>\n<li>F\u00fcllen des USB-Sticks mit allerlei M\u00fcll auf 100%.<\/li>\n<li>\u00bbLange\u00ab Formatierung im FAT16-Format (mit \u00dcberschreibung aller Daten).<\/li>\n<\/ol>\n<p>\nDie ersten beiden Tests endeten erwartungsgem\u00e4\u00df mit einem vollst\u00e4ndigen Erfolg: Das Tool konnte erfolgreich 10 Megabyte geheime Daten vom USB-Stick extrahieren. Nach dem vollst\u00e4ndigen F\u00fcllen des USB-Sticks kam es jedoch zu einem Fehler:<\/p>\n<p><code>Insgesamt gelesene Cluster: 250752, entschl\u00fcsselt: 158<br \/>\nFEHLER: Kann die unvollst\u00e4ndige secretFile nicht schreiben<\/code><\/p>\n<p>Wie wir sehen, konnten nur 158 Cluster (632 Kilobyte Rohdaten, was 636424 Bytes n\u00fctzlicher Daten entspricht) erfolgreich entschl\u00fcsselt werden. Es ist klar, dass hier keine 10 Megabyte zusammenkommen, und sicherlich gibt es unter diesen Clustern Duplikate. Selbst 1 Megabyte kann auf diese Weise nicht wiederhergestellt werden. Aber wir k\u00f6nnen garantieren, dass wir 3 Kilobyte geheime Daten sogar nach der Formatierung und dem vollst\u00e4ndigen F\u00fcllen des USB-Sticks wiederherstellen k\u00f6nnen. Experimente zeigen jedoch, dass von einem solchen USB-Stick durchaus eine Datei mit einer Gr\u00f6\u00dfe von 120 Kilobyte extrahiert werden kann.<\/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\u00e4tegr\u00f6\u00dfe: 250752 Cluster<br \/>\n250700 99%<br \/>\nInsgesamt gelesene Cluster: 250752, entschl\u00fcsselt: 0<br \/>\nFEHLER: Kann die unvollst\u00e4ndige secretFile nicht schreiben<br \/>\n<\/code><\/p>\n<p>Kein Cluster blieb erhalten... Traurig, aber nicht tragisch! Lassen Sie uns versuchen, vor der Formatierung eine Partition auf dem USB-Stick zu erstellen und darin ein Dateisystem zu implementieren. \u00dcbrigens kam es im Auslieferungszustand genau mit dieser Formatierung, daher tun 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 zu erwarten, dass 10 Megabyte nicht auf einer v\u00f6llig gef\u00fcllten Festplatte versteckt werden konnten. Aber die Anzahl der erfolgreich entschl\u00fcsselten Cluster hat sich mehr als verdoppelt!<\/p>\n<p><code>Gesamtzahl der gelesenen Cluster: 250752, entschl\u00fcsselt: 405<\/code><\/p>\n<p>Leider kann man aus Teilst\u00fccken kein Megabyte zusammensetzen, aber 200 Kilobyte sind im Handumdrehen m\u00f6glich.<\/p>\n<p>Die Nachricht vom letzten, vierten Test ist diesmal erfreulich: Eine vollst\u00e4ndige Formatierung dieses USB-Sticks f\u00fchrte nicht zur Zerst\u00f6rung aller Informationen! 120 Kilobyte geheime Daten passten hervorragend in den nicht genutzten Speicherplatz.<\/p>\n<p>Zusammenfassung der Tests:<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Steganographie jenseits von Dateien: Daten direkt in Sektoren verstecken\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2019\/04\/dd386ca1f39808d6c7af85a310334629.bmp\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<\/p>\n<h3>Ein wenig Theorie: \u00fcber freien Speicherplatz und ungenutzte Sektoren<\/h3>\n<p>\nWenn Sie jemals eine Festplatte partitioniert haben, haben Sie vielleicht bemerkt, dass es nicht immer m\u00f6glich ist, den gesamten freien Speicherplatz auf der Festplatte zu nutzen. Die erste Partition beginnt immer mit einem gewissen Versatz (in der Regel 1 Megabyte oder 2048 Sektoren). Hinter der letzten Partition bleibt manchmal auch ein kleiner \u201eSchwanz\u201c aus ungenutzten Sektoren zur\u00fcck. Und zwischen den Partitionen bleiben manchmal L\u00fccken, wenn auch selten.<\/p>\n<p>Anders ausgedr\u00fcckt: Es gibt Sektoren auf der Festplatte, auf die man bei normalem Arbeiten mit der Festplatte keinen Zugriff hat, aber man kann Daten in diese Sektoren schreiben! Das bedeutet, dass man sie auch lesen kann. Vorausgesetzt, dass es noch eine Partitionstabelle und einen Bootloader gibt, die sich in dem leeren Bereich am Anfang der Festplatte befinden.<\/p>\n<p>Lassen Sie uns f\u00fcr einen Moment von den Partitionen ablenken und die Festplatte aus der Vogelperspektive betrachten. Angenommen, wir haben auf der Festplatte eine leere Partition. K\u00f6nnen wir sagen, dass einige Sektoren auf der Festplatte nicht \u00fcberschrieben wurden?<\/p>\n<p>Und jetzt \u2014 Trommelwirbel! Die Antwort wird praktisch immer \u2014 ja! Denn in den meisten F\u00e4llen besteht die Erstellung eines Dateisystems darin, dass nur ein paar Bl\u00f6cke an Verwaltungsinformationen auf die Festplatte geschrieben werden, w\u00e4hrend der Rest des Inhalts der Partition unver\u00e4ndert bleibt.<\/p>\n<p>Au\u00dferdem kann man rein empirisch annehmen, dass ein Dateisystem nicht immer den gesamten ihm zugewiesenen Speicher bis zum letzten Sektor f\u00fcllen kann. Zum Beispiel kann ein FAT16-Dateisystem mit einer Clustergr\u00f6\u00dfe von 64 Kilobyte offensichtlich nicht vollst\u00e4ndig eine Partition mit einer Gr\u00f6\u00dfe, die kein Vielfaches von 64 Kilobyte ist, ausf\u00fcllen. Am Ende einer solchen Partition bleibt ein \u201eSchwanz\u201c von mehreren Sektoren zur\u00fcck, der nicht f\u00fcr die Speicherung benutzerspezifischer Daten verf\u00fcgbar ist. Allerdings konnte diese Annahme experimentell nicht best\u00e4tigt werden.<\/p>\n<p>Um den Platz, der f\u00fcr Steganogramme zur Verf\u00fcgung steht, zu maximieren, sollte man ein Dateisystem mit einer gr\u00f6\u00dferen Clustergr\u00f6\u00dfe verwenden. Man kann auch eine Partition erstellen, auch wenn das nicht unbedingt erforderlich ist (zum Beispiel auf einem USB-Stick). Es ist nicht n\u00f6tig, leere Partitionen zu erstellen oder ungenutzte Bereiche zu lassen \u2014 das w\u00fcrde die Aufmerksamkeit interessierter B\u00fcrger auf sich ziehen.<\/p>\n<h3>Experimentelle Utility<\/h3>\n<p>\nDie Quellcodes der Utility k\u00f6nnen eingesehen werden <noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/github.com\/dishather\/steganodisk\">hier<\/a><\/noindex><\/p>\n<p>F\u00fcr den Aufbau werden Qt in Version 5.0 und h\u00f6her sowie OpenSSL ben\u00f6tigt. Falls etwas nicht kompiliert, m\u00fcssen Sie m\u00f6glicherweise die Datei steganodisk.pro anpassen.<\/p>\n<p>Die Clustergr\u00f6\u00dfe kann von 4 KB auf beispielsweise 512 Byte (in secretfile.h) ge\u00e4ndert werden. Dabei steigen die Kosten f\u00fcr die Verwaltungsinformationen: Der Header und die Pr\u00fcfziffer ben\u00f6tigen fix 68 Byte.<\/p>\n<p>Das Dienstprogramm muss nat\u00fcrlich mit den Rechten des Benutzers root gestartet werden, und zwar mit Vorsicht. Vor dem \u00dcberschreiben der angegebenen Datei oder des Ger\u00e4ts gibt es keine R\u00fcckfragen!<\/p>\n<p>Genie\u00dfen Sie es.<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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