SentinelNav

SentinelNav は、依存関係が一切不要な純粋な Python 製のバイナリ可視化・フォレンジックツールです。バイナリデータをインタラクティブなスペクトルマップに変換し、アナリストがファイル構造、エントロピーの異常、コードセクション、潜在的な暗号ブロブを視覚的に特定できるようにします。

マルチプロセッシングによる高速なファイルスキャンと、ローカルな Web ベースのフロントエンドによるインタラクティブな探索、16 進数インスペクション、アーキテクチャフィンガープリンティングを組み合わせています。

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クイックスタート

SentinelNav は Python 標準ライブラリのみに依存しているため、外部パッケージのインストールは不要です。

1. スクリプトを sentinelnav.py として保存します。
2. スクリプトをインタラクティブモードで実行します。

python3 sentinelnav.py

3. プロンプトが表示されたら、調査対象のファイルをターミナルウィンドウにドラッグ＆ドロップします。
4. ブラウザで http://localhost:8000 を開きます。

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機能

コア分析

• 依存関係ゼロ: pip install なしで、標準の Python 3 インストールで動作します。
• ハイブリッド スキャンモード:
  • 固定ブロック: ファイルを一定サイズのチャンク（例：1024 バイト）に分割します。バイナリやディスクイメージに最適です。
  • センチネル: 区切り文字（例：ログやテキストベースのプロトコルの場合は 0x0A）に基づいてファイルを分割します。
• アーキテクチャフィンガープリンティング (ArchID):
  • ファイルヘッダー（MZ、ELF、Mach-O、PDF、PNG、JPEG）を検出します。
  • ヒューリスティックな頻度分析を実行し、生のバイナリチャンクから CPU アーキテクチャ（x86、x64、ARM64）を推測します。
• エントロピー & 異常検出:
  • ブロックごとにシャノンエントロピーを計算します。
  • 「フラックス」イベントを検出します: 急激なスパイク（暗号化/コードの開始）または低下（データストリームの終了）。

可視化

• スペクトルマッピング: バイト分布を RGB カラーにマッピングし、データタイプ（テキスト vs コード vs パディング）を視覚的に区別します。
• キャンバスレンダリング: 数百万ものチャンクをページネーションで処理できる高性能な HTML5 キャンバスレンダリング。
• ライブ 16 進数インスペクター: 任意のブロックをクリックすると、生の 16 進数ダンプ、ASCII デコード、ArchID 分析が表示されます。
• BMP エクスポート: 外部レポート用にファイル全体のヒートマップ画像を生成します。

パフォーマンス

• 並列処理: concurrent.futures.ProcessPoolExecutor を使用して、スキャン中にすべての CPU コアを利用します。
• SQLite バックエンド: 分析結果を一時的な SQLite データベースに保存し、巨大なファイル（数 GB 以上）の効率的なページネーションとクエリを可能にします。

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アーキテクチャ設計

SentinelNav は、クライアント・サーバーインターフェースを備えたプロデューサー・コンシューマーアーキテクチャに従っています。

1. フォレンジックエンジン（バックエンド）

• スキャナーインターフェース:
  • ファイル読み取りプロセスを抽象化します。
  • FixedScanner: 反復的に N バイトを読み取ります。
  • SentinelScanner: バッファに読み取り、特定のバイト（例：ヌルバイトや改行）が見つかったときにチャンクを生成します。
• ワーカープロセス:
  • Processor は CPU コア数に基づいてワーカーのプールを生成します。
  • FastMath: エントロピーとバイト頻度カウント（スペクトルデータ）を計算します。
  • ヒューリスティックス: チャンクが ASCII 主体、ヌル主体、または高ビット主体かを判定します。
• データエンジン（ストレージ）:
  • エフェメラルな sqlite3 データベースがバイナリファイルの構造化インデックスを作成します。
  • 保存内容: オフセット、長さ、エントロピー、RGB 値、異常スコア。
  • これにより、ツールは RAM よりも大きなファイルをオンデマンドでページングして処理できます。

2. Web サーバー

• HTTP リクエストの並行処理のために http.server.ThreadingMixIn を実装しています。
• API エンドポイント:
  • /data: チャンクデータ（カラー + エントロピー）の JSON ページを返します。
  • /read: インスペクターパネル用の特定の 16 進数ダンプ。
  • /search: 物理ファイル内の 16 進数列をスキャンします。
  • /download: 生のバイナリブロブを抽出するか、BMP 可視化を生成します。

3. フロントエンド

• Python スクリプトに直接埋め込まれたシングルページアプリケーション（SPA）。
• レンダリング: HTML5 Canvas API を使用したピクセルパーフェクトなブロックレンダリング。
• ナビゲーション: キーボード入力（WASD）をグリッド座標系にマッピングする空間ナビゲーションロジックを実装。

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ビジュアルマッピングガイド

このツールは、特定の RGB アルゴリズムを使用してバイナリデータタイプを表現します。

色	コンポーネント	意味
赤	高ビット	バイト 0x80 - 0xFF。コンパイル済み機械語コード、圧縮データ、暗号化ブロブ、画像データを示します。
緑	ASCII	バイト 0x20 - 0x7E。プレーンテキスト、ソースコード、JSON、XML、ログを示します。
青	制御	バイト 0x00 - 0x1F。ヌルパディング、ヘッダー、プロトコル制御文字を示します。

よく見られるパターン:

• 明るい緑: テキストファイルまたはソースコード。
• ピンク/紫: コードとデータの混合（実行可能セクション）。
• 均一な青: ゼロ埋めされたパディングまたは空き領域。
• 静的/グレー: 高エントロピーノイズ（暗号化データ）。

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インストール

前提条件

• Python 3.6 以降。

セットアップ

ライブラリをインストールする必要はありません。ファイルをダウンロードするだけです。

# スクリプトをクローンまたはダウンロード
wget https://raw.githubusercontent.com/smolfiddle/SentinelNav/main/sentinelnav.py

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使用法 & CLI 引数

インタラクティブに実行することも、コマンドライン引数を使用することもできます。

インタラクティブウィザード

引数なしで実行するとウィザードが起動します:

python3 sentinelnav.py

CLI 引数

自動化やパワーユーザー向けに、フラグを使用してウィザードをスキップできます。

python3 sentinelnav.py <対象ファイル> [オプション]

引数	説明	デフォルト
--mode	スキャンモード: fixed または sentinel。	fixed
--size	固定モードのブロックサイズ（バイト）、またはセンチネルモードの最大バッファサイズ。	1024
--hex	センチネルモードの区切りバイト（例：改行の場合は 0A）。	00
--port	Web サーバーのポート番号。	8000
--window	異常検出計算のスライディングウィンドウサイズ。	5

例: ファームウェアイメージを 256 バイトの解像度でポート 8080 でスキャンする:

python3 sentinelnav.py firmware.bin --size 256 --port 8080

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キーボード操作

Web インターフェースが読み込まれると、以下の操作が使用できます。

キー	アクション
W / A / S / D	選択カーソルを移動（上/左/下/右）。
左矢印	前のページ。
右矢印	次のページ。
Shift + WASD	ブロックの範囲を選択（複数選択）。
Shift + クリック	前のアンカーからクリックしたブロックまでの範囲を選択。

マウス操作

• ホバー: カーソル下のブロックのライブエントロピーとスペクトル統計を表示。
• クリック: ブロックを選択して固定し、インスペクターパネルで 16 進数ダンプとアーキテクチャ分析を表示。