ZIPのトリック

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コマンドラインツールは、zip files の診断、修復、パスワードクラッキングに不可欠です。主なユーティリティは次の通りです:

  • unzip: zip ファイルが展開できない理由を明らかにします。
  • zipdetails -v: zip ファイル形式のフィールドを詳細に解析します。
  • zipinfo: ファイルを抽出せずに zip の内容を一覧表示します。
  • zip -F input.zip --out output.zip および zip -FF input.zip --out output.zip: 破損した zip ファイルの修復を試みます。
  • fcrackzip: zip パスワードのブルートフォースクラッキング用ツール。およそ7文字程度までのパスワードに有効です。

Zip file format specification は、zip ファイルの構造と標準に関する包括的な詳細を提供します。

重要なのは、パスワード保護された zip files は内部のファイル名やファイルサイズを暗号化しない点であり、これはこの情報を暗号化する RAR や 7z とは異なるセキュリティ上の欠陥です。さらに、古い ZipCrypto メソッドで暗号化された zip files は、圧縮されたファイルの暗号化されていないコピーが利用可能な場合にplaintext attackの脆弱性があります。この攻撃は既知の内容を利用して zip のパスワードを解読するもので、詳細は HackThis’s articlethis academic paper に記載されています。しかし、AES-256 で保護された zip files はこの plaintext attack に対して免疫があり、機密データに対して安全な暗号方式を選ぶ重要性を示しています。


APKでのZIPヘッダー操作によるアンチリバース手法

Modern Android malware droppers は、APK をデバイス上でインストール可能なまま、破損した ZIP メタデータを利用して静的解析ツール(jadx/apktool/unzip)を壊す手法を使います。最も一般的なトリックは次のとおりです:

  • ZIP General Purpose Bit Flag (GPBF) の bit 0 を立てての偽の暗号化
  • パーサを混乱させるための大きな/カスタム Extra フィールドの悪用
  • 実際のアーティファクトを隠すためのファイル/ディレクトリ名の衝突(例: 実体の classes.dex の隣に classes.dex/ というディレクトリを置く)

1) 実際の暗号化を伴わない偽の暗号化(GPBF bit 0 がセット)

症状:

  • jadx-gui が次のようなエラーで失敗する:
java.util.zip.ZipException: invalid CEN header (encrypted entry)
  • unzip が core APK ファイルに対してパスワードを要求する(ただし有効な APK は classes*.dexresources.arscAndroidManifest.xml を暗号化できないはず):
unzip sample.apk
[sample.apk] classes3.dex password:
skipping: classes3.dex                          incorrect password
skipping: AndroidManifest.xml/res/vhpng-xhdpi/mxirm.png  incorrect password
skipping: resources.arsc/res/domeo/eqmvo.xml            incorrect password
skipping: classes2.dex                          incorrect password

zipdetails による検出:

zipdetails -v sample.apk | less

local and central headers の General Purpose Bit Flag を確認してください。特徴的な値は、core entries に対しても bit 0 がセットされている (Encryption) ことです:

Extract Zip Spec      2D '4.5'
General Purpose Flag  0A09
[Bit 0]   1 'Encryption'
[Bits 1-2] 1 'Maximum Compression'
[Bit 3]   1 'Streamed'
[Bit 11]  1 'Language Encoding'

ヒューリスティック: APKがデバイス上でインストールおよび実行されるが、コアエントリがツール上で “encrypted” と表示される場合、GPBFが改竄されています。

Local File Headers (LFH) と Central Directory (CD) の両方のエントリで GPBF の bit 0 をクリアすることで修正します。最小バイトパッチャ:

最小限のGPBFビットクリアパッチャ ```python # gpbf_clear.py – clear encryption bit (bit 0) in ZIP local+central headers import struct, sys

SIG_LFH = b“\x50\x4b\x03\x04“ # Local File Header SIG_CDH = b“\x50\x4b\x01\x02“ # Central Directory Header

def patch_flags(buf: bytes, sig: bytes, flag_off: int): out = bytearray(buf) i = 0 patched = 0 while True: i = out.find(sig, i) if i == -1: break flags, = struct.unpack_from(‘<H’, out, i + flag_off) if flags & 1: # encryption bit set struct.pack_into(‘<H’, out, i + flag_off, flags & 0xFFFE) patched += 1 i += 4 # move past signature to continue search return bytes(out), patched

if name == ‘main’: inp, outp = sys.argv[1], sys.argv[2] data = open(inp, ‘rb’).read() data, p_lfh = patch_flags(data, SIG_LFH, 6) # LFH flag at +6 data, p_cdh = patch_flags(data, SIG_CDH, 8) # CDH flag at +8 open(outp, ‘wb’).write(data) print(f’Patched: LFH={p_lfh}, CDH={p_cdh}’)

</details>

使い方:
```bash
python3 gpbf_clear.py obfuscated.apk normalized.apk
zipdetails -v normalized.apk | grep -A2 "General Purpose Flag"

コアエントリに General Purpose Flag 0000 が表示され、ツールは再び APK を解析できるはずです。

2) パーサを破壊する大きな/カスタム Extra フィールド

攻撃者はデコンパイラをトリップさせるために、ヘッダに過大な Extra フィールドや奇妙な ID を詰め込みます。実際のサンプルでは、JADXBLOCK のような文字列等のカスタムマーカーが埋め込まれていることがあります。

検査:

zipdetails -v sample.apk | sed -n '/Extra ID/,+4p' | head -n 50

観測された例: unknown IDs like 0xCAFE (“Java Executable”) or 0x414A (“JA:”) carrying large payloads.

DFIR ヒューリスティクス:

  • コアエントリ(classes*.dex, AndroidManifest.xml, resources.arsc)の Extra fields が異常に大きい場合はアラートを出す。
  • それらのエントリ上の不明な Extra IDs を疑わしいものとして扱う。

Practical mitigation: アーカイブを再構築する(例: 抽出したファイルを再-zipping/re-zipping)ことで悪意のある Extra fields を除去できる。ツールが偽の暗号化のために抽出を拒否する場合は、まず上記のように GPBF bit 0 をクリアし、その後再パッケージする:

mkdir /tmp/apk
unzip -qq normalized.apk -d /tmp/apk
(cd /tmp/apk && zip -qr ../clean.apk .)

3) File/Directory name collisions (実際のアーティファクトを隠す)

A ZIP can contain both a file X and a directory X/. Some extractors and decompilers get confused and may overlay or hide the real file with a directory entry. This has been observed with entries colliding with core APK names like classes.dex.

Triage and safe extraction:

# List potential collisions (names that differ only by trailing slash)
zipinfo -1 sample.apk | awk '{n=$0; sub(/\/$/,"",n); print n}' | sort | uniq -d

# Extract while preserving the real files by renaming on conflict
unzip normalized.apk -d outdir
# When prompted:
# replace outdir/classes.dex? [y]es/[n]o/[A]ll/[N]one/[r]ename: r
# new name: unk_classes.dex

プログラムによる検出の後処理:

from zipfile import ZipFile
from collections import defaultdict

with ZipFile('normalized.apk') as z:
names = z.namelist()

collisions = defaultdict(list)
for n in names:
base = n[:-1] if n.endswith('/') else n
collisions[base].append(n)

for base, variants in collisions.items():
if len(variants) > 1:
print('COLLISION', base, '->', variants)

Blue-team 検出アイデア:

  • ローカルヘッダが暗号化を示す (GPBF bit 0 = 1) のにインストール/実行される APK をフラグする。
  • コアエントリ上の大きな/不明な Extra フィールド(JADXBLOCK のようなマーカーを探す)をフラグする。
  • 特に AndroidManifest.xmlresources.arscclasses*.dex に対するパス衝突(XX/)をフラグする。

その他の悪意ある ZIP トリック (2024–2025)

連結された central directories (multi-EOCD evasion)

最近の phishing キャンペーンでは、1つの blob が実際には two ZIP files concatenated として配布されることがある。各ファイルはそれぞれ End of Central Directory (EOCD) + central directory を持つ。抽出ツールによって解析するディレクトリが異なる(7zip は最初のものを読み、WinRAR は最後のものを読み取る)ため、攻撃者は一部のツールでしか見えないペイロードを隠せる。これにより、最初のディレクトリのみを検査する基本的な mail gateway AV を回避できる。

トリアージコマンド

# Count EOCD signatures
binwalk -R "PK\x05\x06" suspect.zip
# Dump central-directory offsets
zipdetails -v suspect.zip | grep -n "End Central"

EOCD が複数出現する場合や “data after payload” の警告がある場合は、blob を分割して各部分を検査してください:

# recover the second archive (heuristic: start at second EOCD offset)
# adjust OFF based on binwalk output
OFF=123456
dd if=suspect.zip bs=1 skip=$OFF of=tail.zip
7z l tail.zip   # list hidden content

Quoted-overlap / overlapping-entry bombs (non-recursive)

最近の “better zip bomb” は小さな kernel(高圧縮の DEFLATE ブロック)を生成し、overlapping local headers を通じて再利用します。各 central directory エントリは同じ圧縮データを指すため、アーカイブをネストせずに >28M:1 を超える比率を達成できます。central directory のサイズを信用するライブラリ(Python zipfile、Java java.util.zip、hardened build 前の Info-ZIP)は、ペタバイト単位の割り当てを強制される可能性があります。

Quick detection (duplicate LFH offsets)

# detect overlapping entries by identical relative offsets
import struct, sys
buf=open(sys.argv[1],'rb').read()
off=0; seen=set()
while True:
i = buf.find(b'PK\x01\x02', off)
if i<0: break
rel = struct.unpack_from('<I', buf, i+42)[0]
if rel in seen:
print('OVERLAP at offset', rel)
break
seen.add(rel); off = i+4

処理

  • ドライランで確認する: zipdetails -v file.zip | grep -n "Rel Off" と実行し、offset が厳密に増加して一意であることを確認する。
  • 抽出前に、許容する合計展開サイズとエントリ数に上限を設ける(zipdetails -t またはカスタムパーサを使用)。
  • 抽出が必須の場合は、CPUやディスクの制限を設定した cgroup/VM 内で行う(無制限の膨張によるクラッシュを回避)。

参考

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