【Rootkit 系列研究】Windows平台的高隐匿、高持久化威胁

2022-1-26 17:1:2 Author: www.4hou.com 阅读量:9 收藏

导语:本文首先从Rootkit的生存期、可达成的效果,以及运用这项技术展开攻击的可行性和Windows Rootkit现状分析四个角度展开讨论,并结合历史攻击事件,分析掌握这项技术的APT组织所关注的目标群体和可能造成的影响,最后总结Rootkit在不同层次攻击活动中所处的地位。

从西方APT组织的攻击历史及已经泄露的网络武器看,高隐藏、高持久化(Low&Slow)是其关键特征,而 Rootkit 则是达成此目的的重要技术之一。

在上一篇文章“【Rootkit 系列研究】序章:悬顶的达摩克利斯之剑”里,我们介绍了Rootkit的技术发展历程、Rootkit背后的影子以及 Rootkit 检测基本思想。本文首先从Rootkit的生存期、可达成的效果,以及运用这项技术展开攻击的可行性和Windows Rootkit现状分析四个角度展开讨论,并结合历史攻击事件,分析掌握这项技术的APT组织所关注的目标群体和可能造成的影响,最后总结Rootkit在不同层次攻击活动中所处的地位。

1. “低调”的Windows Rootkit

当你听到Rootkit时,你的第一反应是什么,高难度、高隐藏?是的,近年来,随着Windows安全机制的不断完善,往Windows系统中植入一个Rootkit的技术门槛也被不断拔高。可就算Rootkit在所有安全产品检出的恶意软件中占比率极低,也并不代表它带来的威胁就可以忽略,恰恰相反,Rootkit的高门槛使其更多地被运用在更高质量的攻击活动中,从这一角度来看,每一个客户场景出现的Rootkit背后都可能隐藏着长期的攻击活动。

对于攻击者来说,高投入的同时也意味着高收益,开发一款Rootkit不算简单,但发现一个Rootkit同样不简单,一个普通恶意样本的生存期可能在投入使用时便结束了,而一个Rootkit的生存期可以长达数年,甚至更久。

从Vista开始Windows会对加载的驱动进行签名验证,这使得攻击者的植入成本变高,而PatchGuard也增加了攻击者对系统内核篡改的成本。基于此,Windows Rootkit在野的声音仿佛小了许多,我们对它的关注度也在降低,但它带来的威胁真的就可以忽视了吗?还是说更应该理解为“小声音,高威胁”。

从下图我们可以看出,无论Windows Rootkit在野声音有多小,它都未曾消失过。

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2. 从生存期看Windows Rootkit

让我们把APT攻击的阶段简化,在初始打点阶段攻击者可能会采用漏洞利用或钓鱼攻击,毫无疑问,近几年也是钓鱼攻击大行其道地几年。

以文档钓鱼为例,收到的钓鱼邮件可能会像这样

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当然,我们也可能收到伪装成文档的PE文件

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它也有可能长这样

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尽管形式还算多样,但细心的你一定已经发现了,它们或多或少都存在着一些可识别的特征,在经历过钓鱼的反复洗礼后,甚至会有部分人不管什么邮件都直接丢VT跑一圈(当然这样做不好,毕竟误传敏感文件还是比较严重的),这些特征让攻击活动变得非常容易暴露。

再假定攻击活动已经进行到权限维持之后,我们也会排查到下述类似情况。

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当然,这样做会显得有些过于直接,攻击者可能会采用更为复杂的手法,比如DLL劫持,一方面避免了持久化的痕迹,另一方面在免杀上也取得了一定效果,但我们仍然可以观测到。

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这样来看,发现一个异常也不算太难,对吧,毕竟攻击者在每个环节都或多或少地留下了一些痕迹,无论我们哪个环节捕获到了威胁,都可以向前和向后反溯,还原攻击链路。但由于真实环境足够复杂,也不是所有人员都具备安全知识和安全意识,导致攻击活动通常也能成功,甚至持续很长时间不被发现。但至少,当你感知到它可能存在威胁时,还是能比较容易地发现它。

那么,这样的威胁我们还是可以称之为“摆在明面上”的威胁,你只需要更加耐心和细心地将它们找出来,而随着安全体系建设地逐渐完整和全员安全意识地不断提高,此类攻击的生存期也会不断缩短。

回过头来,我们再看一看Windows Rootkit,历史上APT组织Strider曾利用一款名为Remsec的恶意软件对多个国家,包括政府机构在内的系统进行了长达五年之久的监控。

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其实这里少说了一个词“至少”,该Rootkit帮助攻击者完成了至少长达五年的攻击活动,这期间包括俄罗斯、伊朗、卢旺达、中国、瑞典、比利时在内的多个国家的政府机构、科学研究中心、军事组织、电信提供商和金融机构都有被感染。

且该Rootkit的功能非常完善,具有密码窃取、键盘记录、后门控制等多种功能,试想这样一个恶意软件对上述目标进行着长达至少五年的监控,是否足够让人警惕呢?

Remsec被发现之时,研究员们对它的评价是“一种几乎不可能被检测到的恶意软件”,而这也是一直以来大家对Rootkit的认识,这一点是否非常值得我们深思呢,究竟是Windows Rootkit慢慢销声匿迹了,还是受限于能力不足导致其检出率如此之低,而生存期又如此之长呢?

其实对于攻击者来说,打点技巧是多种多样的,并不一定要选择像钓鱼这样会留下明显痕迹的技巧,对于那些使用未知技巧,甚至是0day进行攻击的活动,我们想要在打点阶段捕获它们的可能性较低,这种情况下,捕获攻击者在后门植入、持久化等阶段留下的痕迹,并基于此反溯,还原攻击链路会是一个不错的选择,而Rootkit会把这些痕迹通通隐藏,让我们的命中难度剧增。下图显示了近年来在野0day数量。

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3. 从达成效果看Windows Rootkit

那么Rootkit究竟能达成什么样的效果呢?

以一个操作图形接口的Rootkit为例,它在任务管理器中隐藏了calc.exe

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换句话说,Rootkit可以把攻击者不想让你发现的攻击痕迹进行隐藏,比如我们在进程异常排查中,会关注那些有着异常通信或是可疑模块加载的进程。

以白加黑技术为例,该技术虽然能在免杀上取得良好效果,但如果同时存在异常通信和可疑模块(未签名的dll),我们就还是能较为容易地定位到异常点。

而通过一些简单的技巧,就可以在一定程度上对白加黑利用中的恶意dll进行隐藏。

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而Rootkit能达成的隐藏效果,会远胜于上图情况,当使用Rootkit从分析工具中彻底隐去这些异常点时,你还能快速地判定该进程有问题吗?

当然,此处仅是过滤了异常模块,这也只是Rootkit能做到的一小部分,除此以外,服务、端口、流量等也都可以通过Rootkit进行操作,那么你想看到什么,攻击者就可以让你看到什么,“摆在明面上”的威胁就转变成了“隐藏在暗地里”的威胁,想在主机上发现异常就会变得极其困难。

4. 从可行性来看Windows Rootkit

前面的内容提到,Windows引入了两大安全机制来对抗Rootkit,分别是签名验证和PatchGuard,我们将针对这两个点分别展开讨论。

4.1签名验证

关于这部分内容,国外安全研究员Bill Demirkapi在Black Hat 2021的议题《Demystifying Modern Windows Rootkits》中给出了答案,相应的解决方案分别为直接购买、滥用泄露证书和寻找“0day”驱动。

4.1.1 购买证书

这种方式其实没什么好说的,攻击者唯一需要考虑的问题,就是购买渠道是否足够可靠,是否存在身份暴露的风险。

4.1.2 滥用泄露证书

从可行性上来说,Windows根本不关心证书是否已经过期或者已经被吊销,通过泄露的证书,攻击者就可以生成在任意Windows版本下都有效的驱动签名。

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由于不需要购买证书,在降低成本的同时也避免了因购买渠道不可靠而暴露身份的风险,此外,通过这种方式进行植入所需的前置条件也不算多,与挖掘“0day”驱动的方式相比,技术难度降低很多,当然,掌握了泄露证书的情报后,相关安全厂商可以针对此类Rootkit进行查杀拦截。

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下图是收集到的一些历史泄露证书,从此图可以看出泄露的情报并不少见。

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4.1.3 “0day”驱动利用

从可行性来说,一定存在着可被利用的“0day”驱动,而历史上,就曾有知名的APT组织利用具有合法签名驱动程序来进行恶意驱动的加载,该组织是俄罗斯APT黑客组织Turla,它利用的合法驱动为VirtualBox,下文是对该利用过程的描述

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4.2 PatchGuard

网上有着包含win7、win10在内的不少开源项目,攻击者可通过集成这些项目绕过PatchGuard,往内核中植入恶意代码,实现Rootkit功能

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5. 从现状来看Windows Rootkit

当我们尝试在VT上进行Hunting,会发现无效证书的利用非常普遍

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其实,就算你遇到一个有着合法签名的Rootkit也不算什么新鲜事了。

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回过头来单看2021,Windows Rootkit攻击更多地集中在游戏行业(我想,这也是它们相对而言较快暴露的一个原因,传播量变大的同时,也遭受了更多的关注),但当Rootkit调转*头对准更高价值的目标时,当它们的目的不再是简单地获利时,当它们的动静更小,隐藏更具针对性时,我们是否做好应对准备了呢?毕竟从技术角度而言,APT组织又有什么理由拒绝Rootkit呢?

值得注意的是,当APT组织拿起Rootkit这个武器时,它们*头要对准的将会是包括政府、军事在内的各种重要组织机构,它们的目的将不再是简单地获利,而是对目标地长期监控和重要情报的窃取,这一点从历史APT运用Rootkit进行的攻击事件中不难发现。

6. 总结

基于社工和钓鱼结合的攻击活动虽能以较小的成本拿下目标,但留下的明显痕迹会导致其生存期骤减,很容易在打点阶段就暴露,而通过其它未知渠道打点后,借助合法进程、机制完成恶意活动(如Lazarus对Get-MpPreference的利用),或通过白加黑(如dll劫持,LOLBINS)等方式进行后门安置和权限维持等,虽然在免杀层面有着不错的效果,却不能很好地隐匿攻击痕迹。

Rootkit更多地对应在后门安置、持久化阶段,掌握这项技术的攻击者也会有着更高的技术水平,他们或许会更青睐于一些高级的打点技巧,以降低每个环节被捕获的可能性,当然,越高价值的目标越会吸引更高成本的投入,我们想要从容应对也就更加困难,而事实上,是否有APT组织正利用着此技术进行攻击活动也尚未可知。

参考链接:

1.https://en.wikipedia.org/wiki/Project_Sauron

2.https://en.wikipedia.org/wiki/Project_Sauron

3.https://www.sciencealert.com/scientists-just-found-an-advanced-form-of-malware-that-s-been-hiding-for-at-least-5-years

4.https://arstechnica.com/information-technology/2016/08/researchers-crack-open-unusually-advanced-malware-that-hid-for-5-years/

5.https://arstechnica.com/information-technology/2016/08/researchers-crack-open-unusually-advanced-malware-that-hid-for-5-years/

6.https://www.inverse.com/article/19401-project-sauron-malware-strider

7.https://www.infosecurity-magazine.com/news/project-sauron-has-been-spying/

8.https://www.infosecurity-magazine.com/news/project-sauron-has-been-spying/

9.https://www.ptsecurity.com/ww-en/analytics/rootkits-evolution-and-detection-methods/

10.https://decoded.avast.io/martinchlumecky/dirtymoe-rootkit-driver/

11.https://i.blackhat.com/USA-20/Wednesday/us-20-Demirkapi-Demystifying-Modern-Windows-Rootkits.pdf

12.https://www.lastline.com/labsblog/dissecting-turla-rootkit-malware-using-dynamic-analysis/

13.https://www.chinaz.com/2021/1022/1319390.shtml

本文作者:Further_eye

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