Invoke-PSImage利用分析
0x00 前言
最近在github看见一个有趣的项目：Invoke-PSImage，在png文件的像素内插入powershell代码作为payload(不影响原图片的正常浏览)，在命令行下仅通过一行powershell代码就能够执行像素内隐藏的payload
这是一种隐写(Steganography)技术的应用，我在之前的文章对png的隐写技术做了一些介绍，可供参考：
本文将结合自己的一些心得对Invoke-PSImage进行分析，介绍原理，解决测试中遇到的问题，学习脚本中的编程技巧，提出自己的优化思路
Invoke-PSImage地址：
https://github.com/peewpw/Invoke-PSImage
0x01 简介
本文将要介绍以下内容：
- 脚本分析
- 隐写原理
- 实际测试
- 编程技巧
- 优化思路
0x02 脚本分析
1、参考说明文件
https://github.com/peewpw/Invoke-PSImage/blob/master/README.md
(1) 选取每个像素的两个颜色中的4位用于保存payload
(2) 图像质量将受到影响
(3) 输出格式为png
2、参考源代码对上述说明进行分析
(1) 像素使用的为RGB模式，分别选取颜色分量中的G和B的低4位(共8位)保存payload
(2) 由于同时替换了G和B的低4位，故图片质量会受影响
补充：
LSB隐写是替换RGB三个分量的最低1位，人眼不会注意到前后变化，每个像素可以存储3位的信息
猜测Invoke-PSImage选择每个像素存储8位是为了方便实现(8位=1字节)，所以选择牺牲了图片质量
(3) 输出格式为png，需要无损
png图片为无损压缩(bmp图片也是无损压缩)，jpg图片为有损压缩。所以在实际测试过程，输入jpg图片，输出png图片，会发现png图片远远大于jpg图片的大小
(4) 需要注意payload长度，每个像素保存一个字节，像素个数需要大于payload的长度
0x03 隐写原理
参照源代码进行举例说明(跳过读取原图片的部分)
1、修改像素的RGB值，替换为payload
代码起始位置：
https://github.com/peewpw/Invoke-PSImage/blob/master/Invoke-PSImage.ps1#L110
对for循环做一个简单的修改，假定需要读取0x73，将其写入第一个像素RGB(0x67,0x66,0x65)
（1） 读取payload
代码：
$paybyte1 = [math]::Floor($payload[$counter]/16)
说明：
$payload[$counter]/16表示$payload[$counter]/0x10
即取0x73/0x10，取商，等于0x07
所以，$paybyte1 = 0x07
代码：
$paybyte2 = ($payload[$counter] -band 0x0f)
说明：
即0x73 & 0x0f，结果为0x03
所以，$paybyte2 = 0x03
代码：
$paybyte3 = ($randb[($counter+2)%109] -band 0x0f)
说明：
作随机数填充，$paybyte3可忽略
注：
原代码会将payload的长度和图片的像素长度进行比较，图片多出来的像素会以同样格式被填充成随机数
（2） 向原像素赋值，添加payload
原像素为RGB(0x62,0x61,0x60)
代码：
$rgbValues[($counter*3)] = ($rgbValues[($counter*3)] -band 0xf0) -bor $paybyte1
说明：
即0x60 & 0xf0 | 0x07
所以，$rgbValues[0] = 0x67
代码：
$rgbValues[($counter*3+1)] = ($rgbValues[($counter*3+1)] -band 0xf0) -bor $paybyte2
说明：
即0x61 & 0xf0 | 0x03
所以，$rgbValues[1] = 0x63
代码：
$rgbValues[($counter*3+2)] = ($rgbValues[($counter*3+2)] -band 0xf0) -bor $paybyte3
说明：
随机数填充，可忽略
综上，新像素的修改过程为：
R： 高位不变，低4位填入随机数
G： 高位不变，低4位填入payload的低4位
B： 高位不变，低4位填入payload的高4位
2、读取RGB，还原出payload
对输出做一个简单的修改，读取第一个像素中的payload并还原
取第0个像素的代码如下：
sal a New-Object;
Add-Type -AssemblyName "System.Drawing";
$g= a System.Drawing.Bitmap("C:\1\evil-kiwi.png");
$p=$g.GetPixel(0,0);
$p;
还原payload，输出payload的第一个字符，代码如下：
$o = [math]::Floor(($p.B -band 15)*16) -bor ($p.G -band 15);
[math]::Floor(($p.B -band 15)*16) -bor ($p.G -band 15));
0x04 实际测试
使用参数：
Invoke-PSImage -Script .\test.ps1 -Image .\kiwi.jpg -Out .\evil-kiwi.png
test.ps1: 包含payload，例如”start calc.exe”
kiwi.jpg： 输入图片，像素数量需要大于payload长度
evil-kiwi.png: 输出图片路径
脚本执行后会输出读取 图片解密payload并执行的代码
实际演示略
0x05 优化思路
结合前面的分析，选择替换RGB中两个分量的低4位保存payload，会在一定程序上影响图片质量，可参照LSB隐写的原理只替换三个分量的最低位，达到人眼无法区别的效果
当然，该方法仅是隐写技术的一个应用，无法绕过Win10 的AMSI拦截
在Win10 系统上测试还需要考虑对AMSI的绕过
0x06 小结
本文对Invoke-PSImage的代码进行分析，介绍加解密原理，分析优缺点，提出优化思路，帮助大家更好的进行学习研究