0x01 Base64编码

0x01 简述

Base64编码是目前应用十分广泛的一种编码方式。其作用在于将非ASCII字符转换为ASCII字符进行传输，使得消息能顺利完整地从文本通道通过。

数据在传输过程中会经过许多各式各样的网关，而且不同地区的计算机使用的文本编码可能不同，其中含有的非ASCII字符可能会在传输途中发生错误，从而导致数据出错或丢失。比如电子邮件的附件中往往含有许多非ASCII字符，为了让这些数据安全地到达目的地，人们于是使用Base64对其进行编码。

0x02 原理

假设有这样一个字符串"El Psy Kongroo"，我们根据其对应的ASCII码转换为二进制数。

转换后的二进制数若不满8位则用0补满。将得到的各二进制数拼接起来，再每6位划为一组，若不满6位则用0补满。

于是得到

最后将每组二进制数分别转换为十进制数，并按照编码表转换为对应的ASCII字符。

那么这个字符串对应的Base64编码结果就是

编码表

0x02 Base64隐写术

0x01 原理

我们知道，一段数据在进行Base64编码时，若最后的二进制数不满6位则需要用0补满，而在解码时这些用来填充空位的0会被舍弃，也就是说这些占位符并不会影响解码的结果。因此可以对其随意更改，解码的结果都是不变的。

再拿这个字符串为例子“El Psy Kongroo”，其二进制数最后两组补满后为111100 000000。111100在编码表中对应的字符为 ’8‘，000000对应的是 ‘=’，我们不能对000000进行修改，否则 ‘=’ 会变为其他字符。但我们可以对111100斜体的部分进行修改，修改这个二进制数的最后两位只会让编码后的结果发生改变，而不会影响复原得到的原文。

例如，将111100改为111110，整段字符串的编码结果变成了“RWwgUHN5IEtvbmdyb2+=”，而对这段新得到的字符串进行Base64解码，得到的原文仍是“El Psy Kongroo”。

111101，111111同理。

从上述操作我们可以得知，当一段Base64编码结果末尾有一个 ‘=’ 时，这段编码有2比特可以用来隐藏数据；当末尾有两个 ‘=’ 时，这段编码有4比特可以用来隐藏数据；而当末尾没有 ‘=’ 时，这段编码无法用来隐藏数据。

这里就是可以让我们隐藏数据的好地方。我们可以将一大段文字分段进行Base64编码，然后将想要隐藏的信息转换为比特流，按顺序藏在在每段末尾有 ‘=’ 的编码中。

当想要复原隐写的信息时，就需要将有 ‘=’ 的编码筛选出来并进行如下操作：如果是只有一个 ‘=’ 的编码，则提取最后一个非 ‘=’ 字符对应编码表的十进制数，将其转换为二进制并提取最后两位比特；如果是有两个 ‘=’ 的编码，则提取最后一个非 ‘=’ 字符对应Base64编码表的十进制数，将其转换为二进制并提取最后四位比特。最后，将提取出来的比特拼接，再每八位划为一组，转换为十进制数后按照ASCII码表还原出隐写的信息。
在这里插入图片描述

0x02 示例

本例题来自于攻防世界MISC009

题目给出一个base64.txt文件，其内容为

直接进行Base64解码得到的结果是这样一段文字

按照上一节所阐述的原理，可以写出对应的隐写复原脚本

#将字符按照Base64编码表转换为十进制数
def b64ord(char):
    if char in 'abcdefghijklmnopqrstuvwxyz':
        return ord(char) - 71
    elif char in 'ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ':
        return ord(char) - 65
    elif char in '0123456789':
        return ord(char) + 4
    elif char == '+':
        return 62
    elif char == '/':
        return 63
    else: return
 
with open('C:/Users/shenn/Desktop/base64.txt', 'r') as f:
    ostr = f.read()
 
info = ''
flag = ''
count = 0
 
for i in ostr:
    if i == '\n':
        count += 1
ostr = ostr.splitlines()
 
for i in range(0, count):
    tmp = ''
 
    if '==' in ostr[i]:
        code = b64ord(ostr[i][-3])
        tmp = str(bin(code))[-4::]
        #由于python会在二进制数前加上'0b'，所以采取以下操作去掉
        if code <= 1:
            tmp = '000' + tmp[-1]
        elif 2<= code <= 3:
            tmp = '00' + tmp[-2::]
        elif 4<= code <= 7:
            tmp = '0' + tmp[-3::]
 
    elif '=' in ostr[i]:
        code = b64ord(ostr[i][-2])
        tmp = str(bin(code))[-2::]
        if code <= 1:
            tmp = '0' + tmp[-1]
    
    info += tmp
 
#将得到的结果拼接起来
for i in range(0, len(info), 8):
    flag += chr(int(info[i:i+8], 2))
print(flag)