CTF Sandstormというステガノグラフィ問題をmacOS上でやってみた
概要
更新履歴
- 2024/02/20 初版
目次
はじめに
このドキュメントはSECCON 2019で出題されたMiscジャンルのSandstormという問題で，ステガノグラフィに隠された情報を抽出する問題を解く解説を見ながらやってみた手順．ツールとしてはexiftool，pnmtopngやzbarimgを使っている．
なお，環境としてはmacOS上でおこなっている．
問題ファイルを確認
問題ファイルを入手
- githubに登録されているのでcloneする．
bash-5.2$ git clone https://github.com/SECCON/SECCON2019_online_CTF🆑
Cloning into 'SECCON2019_online_CTF'...
remote: Enumerating objects: 504, done.
remote: Counting objects: 100% (504/504), done.
remote: Compressing objects: 100% (399/399), done.
remote: Total 504 (delta 35), reused 504 (delta 35), pack-reused 0
Receiving objects: 100% (504/504), 15.92 MiB | 2.42 MiB/s, done.
Resolving deltas: 100% (35/35), done.
bash-5.2$- 問題ファイルを確認．
bash-5.2$ cd SECCON2019_online_CTF/🆑
bash-5.2$ ls -la🆑
total 4
drwxr-xr-x 10 ujpadmin staff 320 2 19 16:17 .
drwxr-xr-x 50 ujpadmin staff 1600 2 19 16:17 ..
drwxr-xr-x 12 ujpadmin staff 384 2 19 16:17 .git
-rw-r--r-- 1 ujpadmin staff 667 2 19 16:17 README.md
drwxr-xr-x 5 ujpadmin staff 160 2 19 16:17 crypto
drwxr-xr-x 3 ujpadmin staff 96 2 19 16:17 fonrensics
drwxr-xr-x 6 ujpadmin staff 192 2 19 16:17 misc🈁
drwxr-xr-x 8 ujpadmin staff 256 2 19 16:17 pwn
drwxr-xr-x 7 ujpadmin staff 224 2 19 16:17 reversing
drwxr-xr-x 8 ujpadmin staff 256 2 19 16:17 web
bash-5.2$ cd misc🆑
bash-5.2$ ls -la🆑
total 0
drwxr-xr-x 6 ujpadmin staff 192 2 19 16:17 .
drwxr-xr-x 10 ujpadmin staff 320 2 19 16:17 ..
drwxr-xr-x 6 ujpadmin staff 192 2 19 16:17 Beeeeeeeeeer
drwxr-xr-x 7 ujpadmin staff 224 2 19 16:17 pngbomb
drwxr-xr-x 7 ujpadmin staff 224 2 19 16:17 sandstorm🈁
drwxr-xr-x 7 ujpadmin staff 224 2 19 16:17 tanuki
bash-5.2$ cd sandstorm/🆑
bash-5.2$ ls -la🆑
total 12
drwxr-xr-x 7 ujpadmin staff 224 2 19 16:17 .
drwxr-xr-x 6 ujpadmin staff 192 2 19 16:17 ..
-rw-r--r-- 1 ujpadmin staff 24 2 19 16:17 FLAG
-rw-r--r-- 1 ujpadmin staff 836 2 19 16:17 README.md
drwxr-xr-x 3 ujpadmin staff 96 2 19 16:17 files🈁
drwxr-xr-x 8 ujpadmin staff 256 2 19 16:17 solver
-rw-r--r-- 1 ujpadmin staff 632 2 19 16:17 writeup.md
bash-5.2$ cd files/🆑
bash-5.2$ ls -la🆑
total 64
drwxr-xr-x 3 ujpadmin staff 96 2 19 16:17 .
drwxr-xr-x 7 ujpadmin staff 224 2 19 16:17 ..
-rw-r--r-- 1 ujpadmin staff 63515 2 19 16:17 sandstorm.png🈁
bash-5.2$- ファイルの確認
bash-5.2$ file sandstorm.png🆑
sandstorm.png: PNG image data, 584 x 328, 8-bit/color RGBA, interlaced
bash-5.2$- PNGファイルだと確認できた．
- ファイルを開いてみたらこんな感じ．
画像の情報を調べる
exiftoolを使って画像ファイルの詳細を確認
- スマホなどのデジカメで写真を撮ると画像に撮影カメラや画像圧縮方法などのテキスト情報がEXIF情報として記録される．
- exiftoolはその情報を表示するコマンドラインツール．
- 多分，以前インストールしたので今回は入っている前提．
bash-5.2$ exiftool sandstorm.png🆑
ExifTool Version Number : 12.76
File
Name
:
sandstorm.png
Directory
:
.
File
Size
:
64 kB
File Modification Date/Time : 2024:02:19 16:17:21+09:00
File Access Date/Time : 2024:02:19 16:20:13+09:00
File Inode Change Date/Time : 2024:02:19 16:20:11+09:00
File Permissions : -rw-r--r--
File
Type
:
PNG
File Type Extension : png
MIME
Type
:
image/png
Image
Width
: 584
Image
Height
: 328
Bit
Depth
:
8
Color
Type
:
RGB with Alpha
Compression
:
Deflate/Inflate
Filter
:
Adaptive
Interlace
:
Adam7 Interlace🈁
Background Color : 255 255 255
Image
Size
:
584x328
Megapixels
:
0.192
bash-5.2$- この情報でわかるのはPNG形式ファイルで，インターレース．
- インターレース方式がAdam7がヒントだとのこと．
正解を導き出すsolverコマンドをビルド
- ダウンロードした問題の中には回答を導き出すツールが入っている．
- ソースコードなのでビルドする．
bash-5.2$ cd ../🆑
bash-5.2$ cd solver🆑
bash-5.2$ ls -la🆑
total 272
drwxr-xr-x 8 ujpadmin staff 256 2 19 17:42 .
drwxr-xr-x 8 ujpadmin staff 256 2 19 16:25 ..
-rw-r--r-- 1 ujpadmin staff 278 2 19 16:17 Makefile🈁
-rw-r--r-- 1 ujpadmin staff 231033 2 19 16:17 miniz.c
-rw-r--r-- 1 ujpadmin staff 50 2 19 16:17 miniz.h
-rw-r--r-- 1 ujpadmin staff 27002 2 19 16:17 pngle.c
-rw-r--r-- 1 ujpadmin staff 2914 2 19 16:17 pngle.h
-rw-r--r-- 1 ujpadmin staff 2061 2 19 16:17 solver.c
bash-5.2$ - Makefileを確認．
bash-5.2$ cat Makefile🆑
CFLAGS+=-Os -Wall
all: solve
solver: solver.c pngle.c miniz.c miniz.h Makefile
$(CC) $(CFLAGS) -o solver solver.c pngle.c miniz.c -lm
solve: flag.png
zbarimg flag.png
flag.png: solver
./solver < ../files/sandstorm.png | pnmtopng > flag.png🈁
clean:
rm -f solver flag.png
bash-5.2$- ここでは，次にような記載がある．
- make solverとするとC言語プログラムをコンパイルする．
- make solveとすると，zbarmingコマンドでバーコード画像を認識させている
- make flag.pngとすると，問題ファイルをsolverコマンドに読み込ませ，その出力結果をptmtopngコマンドで受け取り，flag.pngファイルを作る方法の記載
- まずはコンパイルだけするのでmake solverを実行する．
bash-5.2$ make solver🆑
cc -Os -Wall -o solver solver.c pngle.c miniz.c -lm
bash-5.2$ ls -la🆑
total 340
drwxr-xr-x 9 ujpadmin staff 288 2 19 17:52 .
drwxr-xr-x 8 ujpadmin staff 256 2 19 16:25 ..
-rw-r--r-- 1 ujpadmin staff 278 2 19 16:17 Makefile
-rw-r--r-- 1 ujpadmin staff 231033 2 19 16:17 miniz.c
-rw-r--r-- 1 ujpadmin staff 50 2 19 16:17 miniz.h
-rw-r--r-- 1 ujpadmin staff 27002 2 19 16:17 pngle.c
-rw-r--r-- 1 ujpadmin staff 2914 2 19 16:17 pngle.h
-rwxr-xr-x 1 ujpadmin staff 68856 2 19 17:52 solver🈁
-rw-r--r-- 1 ujpadmin staff 2061 2 19 16:17 solver.c
bash-5.2$- コマンドが作成できたのでMakefileに書いてある方法で分析を実行．
bash-5.2$ ./solver < ../files/sandstorm.png | pnmtopng > flag.png🆑
bash: pnmtopng: コマンドが見つかりません
bash-5.2$- pnmtopngコマンドが無い．
pnmtopngをインストール
- pnmtopngはNetpbmという画像を扱うプログラムとライブラリのパッケージに含まれている．
- 今回はHomeBrewを使ってインストールする．
- まずはパッケージの調査．
$ brew info netpbm🆑
==> netpbm: stable 11.02.07 (bottled), HEAD
Image manipulation
https://netpbm.sourceforge.net/
Conflicts with:
jbigkit (because both install `pbm.5` and `pgm.5` files)
Not installed
From: https://github.com/Homebrew/homebrew-core/blob/HEAD/Formula/n/netpbm.rb
License: GPL-3.0-or-later
==> Dependencies
Build: subversion ✘
Required: jasper ✔, jpeg-turbo ✔, libpng ✘, libtiff ✔
==> Options
--HEAD
Install HEAD version
==> Analytics
install: 26,532 (30 days), 113,247 (90 days), 412,620 (365 days)
install-on-request: 12,762 (30 days), 51,303 (90 days), 183,562 (365 days)
build-error: 1 (30 days)
$- インストールの実行．
$ brew install netpbm🆑
==> Downloading https://ghcr.io/v2/homebrew/core/netpbm/manifests/11.02.07
############################################################################## 100.0%
==> Fetching netpbm
==> Downloading
https://ghcr.io/v2/homebrew/core/netpbm/blobs/sha256:2e09b7a6e6918d9996116da7208c96c1f0cfffa9ddc13af9b5666ca4a80ae7a9
############################################################################## 100.0%
==> Pouring netpbm--11.02.07.monterey.bottle.tar.gz
🍺 /usr/local/Cellar/netpbm/11.02.07: 416 files, 17.7MB
==> Running `brew cleanup netpbm`...
Disable this behaviour by setting HOMEBREW_NO_INSTALL_CLEANUP.
Hide these hints with HOMEBREW_NO_ENV_HINTS (see `man brew`).
$- インストールされた中から，今回利用するpnmtopngコマンドを確認．
$ which pnmtopng🆑
/usr/local/bin/pnmtopng
$ pnmtopng --version🆑
pnmtopng: Using libnetpbm from Netpbm Version: Netpbm 11.2.7
pnmtopng: Built from source dated 2023-12-27 04:11:15
pnmtopng: Built by brew
pnmtopng: BSD defined
pnmtopng: RGB_ENV='RGBDEF'
pnmtopng: RGBENV= 'RGBDEF' (env vbl is unset)
$- pnmtopngがインストールできた．
solverコマンドで再度回答になるファイルを作成
- solverコマンドを再度を実行
bash-5.2$ ./solver < ../files/sandstorm.png | pnmtopng > flag.png 🆑
bash-5.2$ ls -la flag.png🆑
-rw-r--r-- 1 ujpadmin staff 1620 2 19 18:04 flag.png
bash-5.2$ open flag.png🆑
bash-5.2$
- ファイルが作成されたので，openコマンドでファイルを開いてみる．
- 次のような画像が表示された．
zbarimgをインストールしてコマンドラインでQRコードを読みとる
- Makefileにはzbarmingコマンドを使えとあったので，macOSで確認．
bash-5.2$ zbarimg🆑
bash: zbarimg: コマンドが見つかりません
bash-5.2$- そんなコマンドはない．
- HomeBrewでパッケージを検索．
$ brew search zbarimg🆑
==> Formulae
zbar
$- 似たような名前のものが見つかったので調べる．
$ brew info zbar🆑
==> zbar: stable 0.23.93 (bottled), HEAD
Suite of barcodes-reading tools
https://github.com/mchehab/zbar
Not installed
From: https://github.com/Homebrew/homebrew-core/blob/HEAD/Formula/z/zbar.rb
License: LGPL-2.1-only
==> Dependencies
Build: pkg-config ✔, xmlto ✔
Required: imagemagick ✘, jpeg-turbo ✔
==> Options
--HEAD
Install HEAD version
==> Analytics
install: 2,399 (30 days), 6,095 (90 days), 16,926 (365 days)
install-on-request: 2,148 (30 days), 5,244 (90 days), 14,150 (365 days)
build-error: 1 (30 days)
$- 機能がバーコードリーダーとあるので，これを使うこととする．
$ brew install zbar
==> Downloading https://formulae.brew.sh/api/formula.jws.json
############################################################ 100.0%
==> Downloading https://formulae.brew.sh/api/cask.jws.json
############################################################ 100.0%
==> Downloading https://ghcr.io/v2/homebrew/core/zbar/manifests/0.23.93
############################################################ 100.0%
==> Fetching zbar
==> Downloading https://ghcr.io/v2/homebrew/core/zbar/blobs/sha256:b262f392f862ff8f4
ba5808c70f77f2b857a95f392e8d2bad9e0c670b329e519
############################################################ 100.0%
==> Pouring zbar--0.23.93.monterey.bottle.tar.gz
🍺 /usr/local/Cellar/zbar/0.23.93: 33 files, 832.8KB
==> Running `brew cleanup zbar`...
Disable this behaviour by setting HOMEBREW_NO_INSTALL_CLEANUP.
Hide these hints with HOMEBREW_NO_ENV_HINTS (see `man brew`).
$- コマンドを確認．
$ which zbar🆑
$- 無かった．
- インストールディレクトリを確認
$ ls -la /usr/local/Cellar/zbar/0.23.93/bin🆑
total 72
drwxr-xr-x 3 ujpadmin admin 96 1 9 18:15 .
drwxr-xr-x 14 ujpadmin admin 448 2 20 01:34 ..
-r-xr-xr-x 1 ujpadmin admin 70448 2 20 01:34 zbarimg🈁
$- コマンドを確認．
bash-5.2$ zbarimg --version🆑
0.23.93
bash-5.2$ zbarimg -h🆑
usage: zbarimg [options] <image>...
scan and decode bar codes from one or more image files
options:
-h, --help display this help text
--version display version information and exit
--polygon output points delimiting code zone with decoded symbol data
-q, --quiet minimal output, only print decoded symbol data
-v, --verbose increase debug output level
--verbose=N set specific debug output level
-d, --display enable display of following images to the screen
-D, --nodisplay disable display of following images (default)
--xml, --noxml enable/disable XML output format
--raw output
decoded symbol data without converting charsets
-1, --oneshot exit after scanning one bar code
-S<CONFIG>[=<VALUE>], --set <CONFIG>[=<VALUE>]
set decoder/scanner <CONFIG> to <VALUE> (or 1)
bash-5.2$- zbarimgコマンドでQRコード画像のファイルを読み出してみる．
bash-5.2$ zbarimg flag.png
QR-Code:SECCON{p0nlMpzlCQ5AHol6}
scanned 1 barcode symbols from 1 images in 0.02 seconds
bash-5.2$- FLAGが取り出せた．
振り返りと解説writeup?
- 問題として渡されたPNGファイルは，Adam7という方式を使ったインターレス形式で作成されている．
- インターレス形式は，昔インターネット回線が遅い時代，待ち時間も楽しめるように画像が徐々に表示されるように作られた形式．
- ブロックを飛ばしながらデータが格納されていて，Adam7は７枚の画像を組み合わせて最終的に読み出した時の1つの画像になるように定義されたファイル．
- 今回の問題では，その７枚の画像の１枚目にQRコードが入った画像があったので，solverコマンドでそれを抽出して保存．
- 今回はほぼ解答を抽出するsolverコマンドが用意されていたから解答を導き出すための手順を確認しただけで，実際には画像の形式から推測し，画像ファイルを分解するプログラムを作成する能力が必要になるので，難易度は高い．
