基本概念

GIF(Graphics Interchange Format)是一种用于图像的文件格式,广泛应用于网页和社交媒体。它具有以下几个特点:

​ 1. 颜色限制:GIF使用8位颜色深度,最多可以显示256种颜色。这些颜色来自一个调色板,这使得GIF适用于简单的图形和动画。

​ 2. 无损压缩:GIF使用Lempel-Ziv-Welch (LZW) 算法进行无损压缩,能够在不损失图像质量的前提下减小文件大小。

​ 3. 支持透明度:GIF支持单一颜色的透明选项,使得背景能够透过图像显示。

​ 4. 动画支持:GIF允许将多个图像帧以序列方式存储,从而创建简单的动画效果。

​ 5. 元数据:GIF文件中还包含一些控制信息,如图像尺寸、帧延迟等。

​ 一个GIF文件的结构可分为文件头(File Header)、GIF数据流(GIF Data Stream)和文件结尾(Trailer)三个部分,GIF文件结构如下表所示:

GIF 文件头部
1. 署名 47 49 46对应ASCII码(GIF)
2. 版本号 3字节组成(“87a”)或者(“89a”)
GIF数据流
2. 图像宽度
3. 图像高度
全局颜色表
4. 全局颜色表大小
5. 位深度
6. 保留位
7. 帧间延迟
- 最大256种颜色,每种颜色占3字节
图像数据块
1. 图像左上角坐标 (X, Y)
2. 图像宽度
3. 图像高度
4. 本地颜色表(可选)
5. 压缩图像数据 (LZW)
6. 帧延迟(用于动画)
7. 透明色(可选)
结束标记
0x3B (分号字符)

GIF隐写方法

隐写术(Steganography)是指将秘密信息隐藏在其他数据中,以避免被检测。对于GIF格式,可以采用以下几种隐写方法:

  1. 像素修改
    • 在GIF的颜色表中,我们可以通过微小地修改某些像素的RGB值来嵌入信息。例如,将某个像素的红色分量或蓝色分量增加或减少1,以此来表示0或1。
  2. 帧间隐藏
    • 在GIF动画中,可以利用不同帧之间的差异来隐藏信息,例如,通过改变某些帧的特定像素来存储数据。
  3. 使用透明像素
    • 利用GIF的透明色特性,可以在图像中添加一层透明像素,并在这些透明区域内存储数据。
  4. 重复图像
    • 在GIF中复制某些图像帧,稍微修改这些帧的数据,从而在视觉上不易察觉,同时隐藏信息。
  5. 改动颜色表
    • 对于不显著影响整体外观的情况下,可以对GIF的颜色表进行细微修改,以嵌入数据。
  6. 延迟时间
    • 在89a版本中,GIF添加了图形控制扩展块,它是可选的,可以放在一个图像块或文本扩展块的前面,用来控制跟在它后面的第一个图像(或文本)的渲染形式。这一部分有一个“延迟时间”字段,其单位为1/100s(也就是10ms),如果“延迟时间”字段的值为n,则表示暂停10nms后再继续处理数据流。

文件结尾是一个字节的固定值0x3b,用来指示整个文件的结束。

在CTF比赛中,GIF也是高频考点。重点介绍三种常见的GIF隐写方法:

​ 1)追加插入法隐写,就是在GIF文件后插入其他文件。这种隐写非常容易识别。在010 Editor中利用GIF模版进行解析,如果文件结尾后还有其他数据流,那么很可能在GIF后附加了其他文件,将附加数据提取出来做进一步分析即可。

​ 2)基于图像的隐写。GIF中可以包含多个图像,出题人可以在某幅图像傻姑娘隐写信息。我们需要分离出GIF的每幅图片,并针对每幅图片进一步分析。

【例题】Basic.png

【题目来源】2019中石油集团决赛

【题目描述】找到文件中隐藏的信息

【解题思路】把图像放入010 Editor, 根据文件头“GIF89a”,打开PNG模版直接报错,并停止模版加载,下图黄条所示。发现文件应该是GIF文件,但原文件后缀错误。

Screenshot 2024-08-07 at 09.03.28

修改后缀后,使用工具gifsplitter.exe分离GIF中的图像,得到三幅图片,在第2幅图片的底部看到flag{cad39e0e-46cf-498e-a971-84863365f13a}。如下图所示:

Screenshot 2024-08-07 at 09.10.29

Screenshot 2024-08-07 at 09.11.15

3)基于时间的隐写。这种方式非常隐蔽,因为GIF中的每幅图像都会有延迟时间,可以约定不同的延迟时间代表不同的含义,例如延迟100ms代表1,延迟50ms代表0,从而达到传输秘密信息的目的。

【例题】SimpleGIF.gif

【题目来源】2017Xman选拔赛

【题目描述】找到文件中隐藏的信息

【解题思路】GIF文件不能正常打开,将其拖入010 Editor查看,发现缺少头部数据。根据GIF文件头格式,GIF的文件头是“GIF87a”或者“GIF89a”。由于“89a”版本是对“87a”版本的扩充,当不确定GIF版本时,统一按“89a”版本处理即可。因此,我们在头部插入6字节:47 49 46 38 39 61。如下图所示:

Screenshot 2024-08-07 at 09.43.15

下面利用010 Editor在文件中修改文件头,如果右下角是OVR(覆盖),点击一下转成INS(插入),如下图所示:

Screenshot 2024-08-07 at 09.56.02

在第一个字节前单击鼠标左键,然后直接输入“47 49 46 38 39 61”即可,改为“GIF89a”。如下图所示:

Screenshot 2024-08-07 at 10.00.01

将修改后的文件另存为新文件SimpleGIF-new.gif。双击新的GIF文件能够正常显示,说明我们已经修改成功。然后通过工具gifsplitter.exe分离GIF图下,在图像中没有发现明显的flag。

Screenshot 2024-08-07 at 10.03.20

查看图像延迟时间,如下图所示,前两幅图像的延迟时间660ms,从第3幅图像开始,有的是200ms,有的是100ms,猜测可能是利用延迟时间的不同来 隐藏信息。

Screenshot 2024-08-07 at 10.08.58

我们介绍两种提取延迟时间的方法。

方法1: 在Linux系统下使用命令:

identify -format "%s %T \n" SimpleGIF.gif

方法2: 修改010 Editor的GIF模版,择Open Template,可以打开GIF.bt文件,如下图所示:

Screenshot 2024-08-07 at 10.18.37

在GIF模版中添加打印命令,如下图所示:

Screenshot 2024-08-07 at 10.21.53

然后选择Run Template,运行修改后的模版解析文件,解析结果会显示在Output窗口,如下图所示:

Screenshot 2024-08-07 at 10.26.34

显示Output就能看到解析结果,如下图所示:

Screenshot 2024-08-07 at 10.28.40

猜测不同的延迟间隔代表不同的含义,一般默认的间隔是相同的。使用文本编辑器Notepad++替换功能,利用正则表达式替换,将“delay time:”替换为空字符串;再使用一般替换把66替换为空字符串,尝试将20替换为0,10替换为1,替换后的结果如下图所示:

Screenshot 2024-08-07 at 10.33.04

替换后的结果如下图所示,这里没有去除换行符,

Screenshot 2024-08-07 at 10.36.55

将替换后的01字符串和换行符全部复制、粘贴到Koczkatamas工具的BIN行即可按8比特为一组进行解析,得到的flag是:XMAN{96575beed4dea18ded4735643aecfa35}。如下图所示:

Screenshot 2024-08-07 at 11.45.08