1. #LINUX DAY NAPOLI 2013
Data Hiding
- metodologie e strumenti open souce a cura di Marco Ferrigno
-ind. researcher & consultant in computer security and systems engineering- International Cyber Threat Task Force member - Developer of the Italian Debian GNU/Linux HOWTOs -

2. root@host:/# intro
PROPEDEUTICITA':
Curiosità e spirito di iniziativa
Nozioni basilari sull'utilizzo dei sistemi operativi
Uno sguardo al passato
Solo FLOSS
COSA IMPAREREMO DA QUESTO TALK:
Breve cronistoria sull'occultamento dei dati
Steganografia
Occultamento dei dati in ambienti multipiattaforma
Anti digital forensics
Strategie di mitigazione
Sviluppi futuri

3. Premessa
Data hiding … a chi serve?
A chi ha intenzioni malevole (scrittura malware, segreti a danno di terzi da diffondere
…)
A chi ha intenzioni benevole/lecite (segretezza di dati in ambito lavorativo, attivisti
politici ...)

4. Data hiding timeline
Alfabeto runico
(scandinavi ed anglosassoni)
2000 AC
Sun Tzu:
L'arte della guerra
Cifrario di Cesare
~750 DC
~1 DC
475 AC
Spartan Skytale
Egito: geroglifici
~525 AC
Plinio il Vecchio:
l'inchiostro invisibile
100-44 AC
~600-800 DC
Libro arabo
di linguaggio segreto

5. Data hiding timeline
Cifrario di Vigenère
India:
filigrana nei francobolli
Gurra di indipendenza americana:
Cifratura e steganografia combinate
Chiave pubblica
Germania: Enigma
~1550
1830
1700
1586
Inghilterra:
interruttori di codice
1940
1976
Codice Morse
Germania:
Micropunti
1985
Tecnica dello
scambio di chiavi
Griglia di Cardano
1918
1775-1783
1947
Steganogrofia
1977 digitale

6. Crittografia: che cos'è?
Tecnica di rappresentazione di un messaggio in una forma tale che l’informazione in
essa contenuta possa essere recepita solo dal destinatario; ciò si può ottenere con due
diversi metodi: celando l’esistenza stessa del messaggio o sottoponendo il testo
del messaggio a trasformazioni che lo rendano incomprensibile.
Come si lavora:
per sostituzione
in crittografia, un cifrario a sostituzione è un metodo di cifratura in cui il testo in
chiaro viene sostituito con testo cifrato utilizzando un particolare metodo o
algoritmo.
per trasposizione
un cifrario a trasposizione comporta la riorganizzare delle lettere del messaggio
in chiaro.

7. Sostituzione vs trasposizione
In un cifrario a trasposizione, il testo in chiaro viene riposizionato, ma le lettere sono
lasciate invariate.
Al contrario, in un cifrario a sostituzione si mantiene la stessa sequenza del testo in
chiaro e si modificano le lettere stesse.
Ci sono tanti modi possibili (ma limitati) per riposizionare le lettere di un messaggio, quindi
un cifrario a trasposizione può essere ”craccato a mano”, senza la necessità di un
computer. I cifrari a sostituzione hanno invece migliaia di implementazioni diverse,
alcune delle quali comprendono enormi complessità .
Ad oggi la complessità del cifrario a sostituzione è aumentara enormemente.
La potenza di calcolo offerta dagli odierni calcolatori permette di combinare sostituzione
e trasposizione in una unica tecnica di cifratura.
DES (Data Encryption Standard) "vale 16 cicli di trasposizione e sostituzione per ogni
gruppo di otto lettere".
ma ...

8. … a proposito del DES
EFF DES cracker (noto anche come "Deep Crack") è un dispositivo costruito da
Electronic Frontier Foundation (EFF) per recuperare la chiave segreta di un messaggio
cifrato con il DES conducendo un attacco a forza bruta.
Lo scopo era quello di dimostrare che la lunghezza della chiave del DES era
insufficiente a garantire un livello di sicurezza accettabile.
Costato 250.000 dollari, conteneva 1.800 processori e
recuperava una chiave in un paio di giorni provando tutte
le possibili chiavi fino a quando non viene trovata quella
giusta (attacco di forza bruta)
Il DES è quindi insicuro

9. Vigenére: un appunto
È ancora in uso (dal 1586)
Tool web-based per la cifratura → http://sharkysoft.com/misc/vigenere/
È utilizzata in molti device Cisco ….
Ops … http://www.hope.co.nz/projects/tools/ciscopw.php

10. Steganografia
Da non confondere con la crittografia. Come fare?
Poniamoci la domanda:”Il messaggio è visibile (ma criptato) o invisibile?”
Se è criptato è crittografia se è invisibile è steganografia
La steganografia è quindi una tecnica che si prefigge di nascondere la
comunicazione tra due o più interlocutori
Un caso reale: punti di monitoraggio della stampante
PCWorld, 2004: ”strani” punti gialli visibili in controluce su ogni pagina stampata da una
Xerox DocuColor.
Di cosa si tratta?
una minox spy camera

11. Tecniche di steganografia
Steganografia digitale:
un programma nasconde un messaggio o un file all'interno di un file vettore.
Un ipotetico destinatario riceve il file e utilizza lo stesso programma per rivelare il
messaggio o il file nascosto.
Metodi Steganografici:
Inserimento: comporta l'inserimento di contenuti aggiuntivi.
NB: questa tecnica, solitamente, ”ruba lo spazio non utilizzato” nel file.
Sostituzione: comporta la modifica o lo scambio di byte.
Perfetta per rendere impercettibili le modifiche (in special modo) su files multimediali.
Molti dei programmi che agiscono per sostituzione lavorano sul bit meno significativo
(LSB) cambiandolo da 0 a 1, o un 1 ad uno 0.

12. Steghide
http://steghide.sourceforge.net/
Utilizzo di base:
user@localhost:/$ steghide embed -cf picture.jpg -ef secret.txt
Enter passphrase:
Re-Enter passphrase:
embedding "secret.txt" in "picture.jpg"... done
Questo comando incorporare il file secret.txt nel file di copertura picture.jpg.
Dopo aver incorporato i dati che si vogliono mantenere segreti, è possibile inviare il file
picture.jpg alla persona che deve ricevere il messaggio segreto. Il ricevitore deve usare
steghide nel modo seguente:
user@localhost:/$ steghide extract -sf picture.jpg
Enter passphrase:
wrote extracted data to "secret.txt"
NB: funziona per sostituzione

13. Un esempio rapido ...
Un rapido sguardo all'esadecimale corrispondente.
Così si presenta (la parte finale del) il file originale

14. … ed indolore
Steganografiamo il file di testo test.txt
user@localhost:/$ steghide embed -cf
locandina_nalug_2013.jpg -ef test.txt
Enter passphrase:
Re-Enter passphrase:
embedding "test.txt" in "locandina_.jpg"... done
L'esadecimale corrispondente sarà

15. Trova le differenze
Come abbiamo visto, la tecnica per sostituzione comporta la modifica o lo scambio di byte.
Se avessimo utilizzato un software di steganografia che adoperava la tecnica
dell'inserimento ci saremmo trovati con una situazione del genere (dopo FF D9):
36 45 35 3B 32 00 00 16 00 9B AF 13 79 C4 73 68 74 57 0E D6 28 07 89 8D E9 03 A7 CD
D8 89 5E
con le dovute conseguenze del caso -_-'

16. WbStego4open
http://wbstego.wbailer.com/
WbStego4open è un software open source multipiattaforma.
Lavora su *.bmp, *.txt, *.html e (soprattutto) *.pdf senza cambiamenti percepibili alla vista.
il programma sfrutta le intestazioni del file *.pdf per aggiungere informazioni addizionali
irrilevanti per qualunque lettore *.pdf.
wbstego4open, sfrutta sia le tecniche di l'inserimento/sostituzione sia di modifica del LSB .
Altra particolarità e punto di forza è la capacità di lavorare tranquillamente su *.pdf
coperti da password o da certificati digitali
Un bug di Adobe Acrobat a caso ...

17. Hydan
www.crazyboy.com/hydan
Strumento open source che consente ai dati di essere nascosti in un file eseguibile.
Hydan usa il reverse engineering del codice binario per determinare i luoghi migliori per
nascondere i dati nel file eseguibile.
Per la loro struttura, i file binari concedono molto poco spazio per nascondere i dati.
Esempio: utilizziamo il binario "tar" per nascondere un messaggio
user@localhost:/$./hydan tar message.txt > tar.steg
Password:
Done. Embedded 16/16 bytes out of a total possible 561 bytes.
Encoding rate:1/201
user@localhost:/$./hydan-decode tar.steg
Password:
user@localhost:/$./tar.steg -xvf hydan-0.13.tar
hydan/
hydan/CVS/
hydan/CVS/Root
…
...

18. Hydan
Da notare:
un eseguibile steganografato con hydan funziona esattamente come il binario originale.
È utilizzato per il fissaggio di firme digitali, per la modifica di malware e per eludere i
rilevamenti antivirus.
Problemi:
Hydan a volte può introdurre errori di runtime, quindi non è infallibile!
Non è efficiente su immagini o su contenuti multimediali.
È anche importante notare che molti programmi di steganalisi non riescono a
”guardare” del tutto gli eseguibili.

19. TCStego
TrueCrypt + steganografia.
tcsteg.py è uno script python semplice e fornito sotto una licenza open source, è semplice
da usare ed è particolarmente indicato per la steganografia di file video.
In pratica:
tcsteg.py combina un mp4 esistente o un file multimediale QuickTime con un file truecrypt
in modo tale che il file risultante appaia come un comune file multimediale o come un
volume truecrypt montabile.

20. TCStego
A questo punto il file multimediale funziona e viene riprodotto come - giustamente - ci si
espetta, ma se si tenta anche di montare il file multimediale come se fosse un device,
utilizzando TrueCrypt, il funzionamento risulta corretto.
Frammenti di steganalisi
la scoperta del file steganografato
consiste nell'analisi della sezione
MDAT e del Sample Table Chunk
Offset.
Esaminando ogni settore nel STCO
possiamo trovare un'anomalia
identificabile come una ”regione
orfana”.
È un'anomalia evidente per un
decoder multimediale in quanto
troverebbe il vuoto creato dalla
inserimento del contenitore truecrypt
Il programma è scaricabile qui: keyj.emphy.de/real-steganography-with-truecrypt/

21. Operation Shady RAT
Operation Shady RAT (Remote Access Tools) è la definizione di Dmitri Alperovitch,
vice-presidente della divisione di ricerca delle minacce, per un’operazione di cyberspionaggio globale scoperta da McAfee. L’attacco sarebbe paragonabile a Operation
Aurora, un’azione condotta nel 2010 contro un centinaio di macchine selezionate tra cui i
server di Google.
Non è chiaro chi sia il mandante dell’operazione, tuttavia Alperovitch sospetta che si tratti
di un’azione sponsorizzata da uno Stato: la Cina, immune da Operation Shady RAT,
potrebbe avere fornito agli hacker gli obiettivi da colpire. Stati Uniti, Nazioni Unite e
Comitato Internazionale Olimpico.
Operation Shady RAT
sarebbe stata avviata prima
delle Olimpiadi di Pechino
del 2008: avrebbe colpito
oltre settanta organizzazioni
in almeno quattordici Paesi
del mondo. Il culmine degli
attacchi è stato nel 2011.

22. Operation Shady RAT
1) l'aggressore invia una
mail alla vittima (persone
fisiche o istituzioni)
2) e-mail contiene
un file
”apparentemente”
legittimo
Vittima
4) il trojan contatta un
sito ”apparentemente”
innocuo per prelevare
informazioni di tipo
CnC
3) trojan aperto e
piazzato sul proprio
​
computer
5) le immagini
vengono scaricate;
esse contengono
comandi nascosti
steganografati
6) Il file viene
analizzato dal
trojan
7) Trojan si connette
ad un IP remoto
Permette l'avvio di
una shell remota
eseguibile sul
computer infetto

23. Operating system data hiding
Premessa: non è un tentativo di sabotaggio al Linux Day :p
Su Windows
Sebbene il sistema non abbia un'interfaccia che permette all'utente di lavorare a basso
livello, il file system NTFS offre molti spunti a chi volesse nascondere dati:
ADS (alternative data stream) → nascondere file nel Master File Table
Bad block → con un editor esadecimale (opensource, come wxHexEditor) si può
intervenire sul file $Badclus e marcare come bad una serie di settori funzionanti. È poi
possibile, tramite un editor o alcune utility di Cygwin (ambiente di compatibilità POSIX per
Windows) indirizzare direttamente tali cluster per salvarvi informazioni.
Sparse attribute → è possibile definire uno o più attributi opzionali per un file
definendoli come sparse e utilizzare i blocchi cui puntano tali attributi per salvarvi
informazioni.
Boot sector → di default NTFS alloca 16 settori per il boot sector. Di questi ne viene
usato meno di uno. Gli altri blocchi sono a disposizione per mettervi del proprio codice

24. Operating system data hiding
Premessa: non è un tentativo di sabotaggio al Linux Day :p
Su Mac OS X
All'interno dei pacchetti applicazione: l'alberatura è scrivibile, quindi al suo interno è
possibile inserire qualunque tipo di file (le dimensioni aumentano di conseguenza)
Intervenire sui badblock
Resource fork del file
Nei sistemi OS X l'importanza della resource fork è decisamente inferiore a quella
rivestita all'interno dei vecchi OS.
Rispetto a questi ultimi, Mac OS X, nella correlazione tra file e applicativi, usa un sistema
meno raffinato, o comunque meno flessibile, basato principalmente su una normale
tabella di associazione tra estensioni e applicazioni che le possono gestire.

25. Operating system data hiding
Su GNU/Linux
L'unico limite è la fantasia!
Unendo la gestione a basso livello ottenuta tramite la rappresentazione come file nella
directory /dev e l'uso di tool per l'accesso sequenziale come dd oppure dei loop device è
possibile usare delle tecniche interessanti, come:
File system dentro un file system
Utilizzo della traccia 0
Utilizzo di un sistema RAID

26. File system dentro un file system
Si crei una partizione da 2GB, si crei un file system all'interno di essa, si controlli il
cilindro di file partizione, si cancelli la partizione e la si ricrei da 2,5 GB
Si crei un file vuoto delle stesse dimensioni:
user@localhost:/$ dd if=/dev/zero of=file.img bs=1024 count=524288
Si usi il file attraverso un loop device:
user@localhost:/$ losetup /dev/loop0 file.img
Si crei un file system all'interno del file:
user@localhost:/$ mkfs.ext3 /dev/loop0
Si copi, tramite dd, il file nella parte del disco che abbiamo riservato (si ponga /dev/hda2
la partizione appena creata):
user@localhost:/$ dd if=file.img of=/dev/hda2 skip=2097152 bs=1024
Si monti il file system creato ad hoc mediante il comando mount e l'opzione di offset:
user@localhost:/$ mount -o rw,offset=2147483648 /dev/hda2 /mnt
Tale file system non sarà normalmente visibile dato che viene montato di norma quello
posto all'inizio della partizione. È possibile complicare ulteriormente la situazione
utilizzando la crittografia messa a disposizione dai loop device utilizzando gli encrypted
file system (CryptoFS e EncFS) che utilizzano FUSE

27. Utilizzo della traccia 0
La traccia 0 di un hard disk non viene di norma utilizzata. Si parte con il primo cilindro
dove risiede il boot sector per poi cominciare con la prima partizione posta al 64-esimo
settore. Indirizzare la traccia 0 con GNU/Linux è banale.
Si crei un file vuoto delle dimensioni corrette. Sarà di 62 settori da 512 byte:
user@localhost:/$ dd if=/dev/zero of=t0.img bs=512 count=62
Si usi un loop device per ottenere un device:
user@localhost:/$ losetup /dev/loop1 t0.img
Si stornino le informazioni. Con poco più di 31KB conviene usare un tar o un cpio
(magari compresso) piuttosto che un file system;
Si copi il file immagine nella traccia 0:
user@localhost:/$ dd if=t0.img of=/dev/hda bs=512 skip=1
Anche in questo caso il file potrebbe essere crittografato prima di essere posto nella
traccia 0

28. Utilizzo di un sistema RAID
Si prendano tre chiavette usb di pari capacità e le si colleghi a una macchina linux.
Si crei per ognuna una partizione e la si setti di tipo 0xfd.
Si crei un RAID5 software tra le tre chiavette:
user@localhost:/$ mdadm -create /dev/md0 -level=5 -raid-disks=3 /dev/sda1
/dev/sdb1 /dev/sdc1
Si formatti il disco RAID ottenuto:
user@localhost:/$ mkfs.ext3 /dev/md0
Si monti il disco /dev/md0 in una directory
Si copino i dati nel RAID
Si smonti il raid, si tolgano le chiavette. Queste potranno essere date, per esempio, a tre
persone diverse. Per recuperare i dati dovranno essere presenti almeno due persone.
Una delle chiavette può andare perduta.
Anche in questo caso il contenuto può essere crittografato.

29. Distro GNU/Linux privacy oriented
Tails (Debian based)
Liberté Linux (Gentoo based)
Lightweight Portable Security (Thinstation based)
Ubuntu Privacy Remix (Ubuntu Based)

30. Antiforensics
Qualche riflessione ...

31. Boxroom
Prossimo seminario targato NaLug in vista!
Tutto quello di cui avrei potuto parlare, ma ...
Network data hiding → siamo più legati ai protocolli di rete che al floss (al netto di
SNORT)
Virtual data hiding → soluzioni proprietarie || vm ”trattabili come file”
Mobile data hiding → assenza di soluzioni open source (e presenza di programmi
scadenti)

32. Presente && futuro del data hiding

33. Presente && futuro del data hiding
Prism Break → sito internet nato principalmente per informare gli utenti di quali
software, servizio web e sistemi operativi sono in grado di garantire la propria privacy.
Categorie:
Operating System
Web Browser
Web Search
Maps
Email client
Video conferencing
Social networking
Cloud storage
Media publishing
….
….

34. Presente && futuro del data hiding

35. root@host:/#exit
Riferimenti e contatti:
Marco Ferrigno
- Security & system independent researcher - International Cyber Threat Task Force member - Developer of the Italian Debian GNU/Linux HOWTOs http://marcoferrigno.wordpress.com
Grazie. best regards ;-)