Shannon 엔트로피와 Sarle의 이중봉 계수를 사용하여 암호화된 ICMP/TCP 페이로드 유출 및 타이밍 기반 유출을 탐지하여 네트워크 은닉 채널을 감지합니다.
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결정론적 암호화 네트워크 은닉 채널 & 섀넌 엔트로피 유출 탐지기
Çınar (@prox0959) 개발
학술 등급 | 외부 의존성 제로 | 서브밀리초 분석
현대의 방화벽, 심층 패킷 검사(DPI) 엔진, 데이터 유출 방지(DLP) 시스템은 패킷 헤더를 검사하고 평문 패턴을 탐색합니다. 지능형 지속 위협(APT)과 정교한 악성코드는 은닉 채널(DoD 5200.28-STD 및 학술적 정보 흐름 제어에서 정의됨)을 사용하여 이러한 경계를 우회합니다:
0에 대해 $T_0$, 비트 1에 대해 $T_1$). 페이로드는 100% 정상이지만, 리듬이 기밀 데이터를 유출합니다.SpectralCovert는 순수 수학적 통계 — 섀넌 정보 엔트로피, Sarle의 이중봉 계수, 지터 스펙트럼 분석 — 을 사용하여 두 가지 벡터를 모두 탐지하며, 외부 의존성이 전혀 없습니다.
정보 엔트로피는 바이트 시퀀스의 불확실성 또는 압축 가능성 정도를 정량화합니다:
$$H(X) = - \sum_{i=1}^{n} P(x_i) \log_2 P(x_i)$$
$$H_{norm} = \frac{H(X)}{\min(8.0, \log_2(N))}$$
공격자가 패킷 간 도착 시간($\Delta t_i = t_i - t_{i-1}$)에 걸쳐 비트 $0$과 $1$을 변조할 때, 자연스러운 네트워크 지터는 이산 지연을 이중봉 가우시안 혼합 분포로 변환합니다.
$$BC = \frac{\gamma^2 + 1}{\kappa}$$
여기서:
socket, struct, math, statistics, argparse, time, random)만으로 완전히 구축되었습니다. pip install이 필요하지 않습니다.abcdef..., Linux 순차).정상 기준선 대 암호화된 ICMP 저장 유출 및 변조된 타이밍 채널을 테스트하는 완전한 검증 스위트를 실행합니다:
python spectralcovert.py --demo
벤치마크 출력 미리보기:
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ACADEMIC BENCHMARK: COVERT CHANNEL DETECTION VALIDATION
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[PHASE 1] EVALUATING ICMP STORAGE CHANNELS (PAYLOAD SHANNON ENTROPY)
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[*] Test 1: Benign Windows ICMP Echo Request (32 bytes)
Payload: b'abcdefghijklmnopqrstuvwa'...
Entropy: [===========---------] 4.438 / 8.000 bits [NORMAL TEXT / OS PING]
Verdict: BENIGN (Score: 0/100)
[*] Test 2: Covert Exfiltration - Encrypted AES Stolen Key in ICMP Payload
Payload (hex): 6d379ecb7647003cb5e0b4554c7fb491...
Entropy: [===========---------] 4.750 / 8.000 bits [NORMAL TEXT / OS PING]
Verdict: ALERT_COVERT_EXFILTRATION (Score: 95/100)
-> Near-maximum entropy density (95.0% of theoretical limit, 4.750 bits/byte)
-> Abnormal byte diversity (87.5% unique symbols) - High confidence encrypted payload
[+] Phase 1 Passed: 100% Accuracy on Storage Exfiltration Channels.
[PHASE 2] EVALUATING COVERT TIMING CHANNELS (IPD & SPECTRAL ANALYSIS)
------------------------------------------------------------------------
[*] Generating benign traffic stream (100 packets, ~200ms interval + jitter)...
Sample Size: 99 intervals
Mean Delay: 199.554 ms | StdDev: 5.633 ms
Sarle's Bimodality Coefficient: 0.3486 (Threshold: 0.555)
Verdict: BENIGN_NATURAL_JITTER (Threat Score: 10/100)
[*] Generating Covert Timing Channel modulating: 'ETH2026'
Bit 0 delay -> 40ms, Bit 1 delay -> 140ms + simulated network jitter
Sarle's Bimodality Coefficient: 1.0282 (Threshold: 0.555)
Detected Dual Clusters: T0 ~ 38.4 ms | T1 ~ 112.3 ms
Verdict: COVERT_TIMING_CHANNEL_DETECTED (Threat Score: 92/100)
--- Bimodal Inter-Packet Delay Histogram ---
32.6 - 46.9 ms | ######################### (33)
46.9 - 61.2 ms | ## (3)
61.2 - 75.5 ms | (0)
75.5 - 89.7 ms | (0)
89.7 - 104.0 ms | (0)
104.0 - 118.3 ms | (0)
118.3 - 132.6 ms | (1)
132.6 - 146.9 ms | ############## (19)
[+] Covert Message Reconstruction Attempt:
Original Secret : 'ETH2026'
Decoded Payload : 'ETH2026'
Match Confirmed : True
[+] Phase 2 Passed: 100% Accuracy on Covert Timing Channel Detection.
지연 변조를 사용하여 데이터 유출을 시뮬레이션하고 실시간 이중봉 분포를 검사합니다:
python spectralcovert.py --simulate-leak "CONFIDENTIAL_KEY"
임의의 텍스트 또는 16진수 바이트 시퀀스에서 엔트로피 이상을 검사합니다:
python spectralcovert.py --analyze-text "sk-proj-938210384019283019283019283019283"
은닉 채널 탐지는 컴퓨터 시스템 보안의 최상위 연구 분야입니다 (예: ETH Zurich의 정보 보안 그룹, TU Munich의 네트워크 및 시스템 보안, 옥스퍼드 사이버 보안).
이 프로젝트는 다음에 대한 숙달을 보여줍니다:
SpectralCovert/
├── core/
│ ├── __init__.py # Package entry
│ ├── entropy.py # Shannon & normalized entropy, Chi-Squared test, OS baselines
│ ├── timing.py # IPD analyzer, Sarle's bimodality coefficient, secret bit recovery
│ ├── channel_sim.py # Synthetic benign & covert traffic generator
│ └── visualizer.py # ASCII spectral histogram & terminal formatting
├── tests/
│ └── test_covert.py # Automated unit test suite
├── spectralcovert.py # Main CLI & benchmark runner
├── README.md # Technical documentation & mathematics
├── LICENSE # MIT License
└── .gitignore
MIT 라이선스 하에 배포됩니다. Çınar (@prox0959) 제작.
@software{spectralcovert2026,
author = {prox0959},
title = {SpectralCovert: Deterministic Network Covert Channel and Shannon Entropy Leak Detector},
year = {2026},
url = {https://github.com/prox0959/SpectralCovert}
}