这次不是Mirai的变种:针对新型Botnet Torii的分析

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概述

2018年是Mirai和QBot变种不断涌现的一年。任何一个脚本小子,都可以对Mirai源代码稍作修改,给它起上一个新名称,然后将其作为新的僵尸网络发布。

在过去的一周里,我们一直在监测一个新型的恶意软件,我们称之为Torii。与Mirai和其他目前已知的僵尸网络不同,它使用了一些比较高级的技术。

与绝大多数IoT僵尸网络不同,这一新型的僵尸网络在成功入侵设备之后,会增强其隐蔽性和持久性。它不会像一般的僵尸网络那样,攻击网络中的其他设备,也不会挖掘加密货币。相反,它具有一系列非常全面的功能,可以用于泄露敏感信息。其具有的模块化架构,能使用多层加密通信,获取命令或可执行文件并执行。

此外,Torii可以感染多种架构的设备,并具有良好的兼容性,包括MIPS、ARM、x86、x64、PowerPC、SuperH等,是目前为止我们所见过的兼容范围最广的恶意软件。

由于我们在持续监测这种威胁,根据监测结果,我们发现其自2017年12月以来就开始活动,甚至活动时间可能更早。

最后,我们对@VessOnSecurity的研究成果表示感谢,他在Twitter上发表了一篇关于该样本的分析,他是从自己的蜜罐上获取到的这一样本。

根据这位安全研究人员的说法,这一僵尸网络从Tor出口节点对他的蜜罐进行了Telnet攻击,因此我们决定将这个僵尸网络命名为Torii。

在本文中,我们重点说明迄今为止对这一僵尸网络的了解,分析其传播过程、各个阶段以及一些重要特征。

目前,针对该僵尸网络的分析仍在进行中,如果有更进一步的调查结果,我们也会及时更新。

接下来,让我们从感染向量开始。

 

对初始Shell脚本的分析

在感染链的开始阶段,首先针对目标设备的弱口令进行Telnet攻击,然后执行初始Shell脚本。这一脚本与IoT恶意软件所经常使用的脚本完全不同,因为它更为复杂。

脚本首先尝试检测目标设备的体系结构,然后尝试下载相应的Payload。Torii支持的体系结构非常多,包括基于x86_64、x86、ARM、MIPS、Motorola 68k、SuperH、PPC的设备,支持多种位宽和字节顺序。这样一来,Torii的感染范围就非常广泛,能够在众多常见的设备上运行。

恶意软件使用多个命令下载二进制Payload,其执行的命令包括:wget、ftpget、ftp、busybox wget和busybox ftpget。它还同时使用多个命令,使其传递Payload的可能性达到最大。

如果无法使用wget或busybox wget命令通过HTTP协议下载二进制文件,那么它将会采用FTP协议。使用FTP协议时,需要经过身份验证。在脚本中提供了身份验证信息:

用户名:u=”<redacted>“

密码:p=”<redacted>“

FTP端口:po=404

FTP/HTTP服务器IP地址:104.237.218.85(在本文撰写时,该IP地址仍然存在)

通过连接到FTP服务器,恶意软件能实现大量工作:

完整文件请点击: https://cdn2.hubspot.net/hubfs/486579/torii_directory_structure.txt?t=1538013373318

在服务器中,有来自NGINX和FTP服务器的日志、Payload样本、将被感染设备定向到恶意软件所在主机的Bash脚本等。我们将在本文的最后,讨论从日志中发现的内容。首先,先让我们来分析一下在服务器托管的脚本。

 

第一阶段Payload分析(Dropper)

在脚本确定目标设备的架构之后,就会从服务器下载并执行对应的二进制文件。所有这些二进制文件都是ELF格式。在分析这些Payload时,我们发现它们都非常相似,并且仅仅是第二阶段Payload的Dropper。值得注意的是,它们使用了多种方法使第二阶段能在目标设备上尽可能持久化。我们来深入了解其中的细节。

针对本文,我们分析的是x86的样本,其SHA256哈希值为:

0ff70de135cee727eca5780621ba05a6ce215ad4c759b3a096dd5ece1ac3d378

字符串混淆

由于样本经过混淆,我们首先需要尝试对其进行反混淆。因此,我们深入研究了一些文本字符串,以尝试找到该恶意软件的工作方式。第一和第二阶段中的绝大多数文本字符串都是通过简单的XOR方式进行加密的,并且在运行时需要特定字符串对它们进行解密。我们使用以下IDA Python脚本进行解密:

sea = ScreenEA()
max_size = 0xFF
for i in range(0x00, max_size):
   b = Byte(sea+i)
   decoded_byte = (b ^ (0xFEBCEADE >> 8 * (i % 4))) & 0xFF;
   PatchByte(sea+i,decoded_byte)
   if b == 0x00 or decoded_byte == 0x00:
       break
e.g. F1 9A CE 91  BD C5 CF 9B B2 8C 93 9B A6 8F BC 00 → ‘/proc/self/exe’

安装第二阶段ELF文件

第一阶段的核心功能是安装另一个ELF文件,也就是第二阶段的可执行文件,它包含在第一阶段的ELF文件中。

该文件将会安装在一个伪随机的位置,这个位置是通过组合预先定义好的列表中的内容来生成的,目录列表如下:

"/usr/bin"
"/usr/lib"
$HOME_PATH
"/system/xbin"
"/dev"
$LOCATION_OF_1ST_STAGE
"/var/tmp"
"/tmp"

文件名列表如下:

 “setenvi“
 “bridged“
 “swapper“
 “natd“
 “lftpd“
 “initenv“
 “unix_upstart“
 “mntctrd“

通过上面的两个列表,就能生成目标文件的路径。

 

确保第二阶段持久化

然后,Dropper需要确保能够执行第二阶段Payload,并会保证其持久化。该恶意软件的独特之处在于它实现持久化的方式非常强大,至少采用了6种方法来确保文件能够保留在设备上,并且持续运行。恶意软件不是从6种方法中选择一种,而是全部都会执行:

(1)通过向~.bashrc中注入代码,实现自动执行;

(2)通过向crontab中添加“@reboot”子句,实现自动执行;

(3)通过systemd自动执行“System Daemon”服务,实现自动执行;

(4)通过/etc/init和PATH实现自动执行,将自身伪装成“System Daemon”服务;

(5)通过修改SELinux策略管理,实现自动执行;

(6)通过/etc/inittab实现自动执行。

完成后,它会投放自身内部的ELF,也就是第二阶段的Payload。

 

第二阶段Payload分析(Bot)

第二阶段Payload是一个完整的Bot,能够从其C&C服务器执行命令。在Payload中还包含起其他功能,例如简单的反调试技术、数据泄露、多层通信加密等。

此外,第二阶段中发现的许多功能都与第一阶段Payload相同,这样看来很可能二者都是由同一作者创建的。

针对所有版本,第一阶段Payload中的代码几乎是相同的。然而我们在第二阶段中发现,不同硬件架构的二进制文件之间存在差异。为了能够对大多数版本中的核心功能进行分析,我们选取了x86架构版本的Payload,其SHA256哈希值为:

5c74bd2e20ef97e39e3c027f130c62f0cfdd6f6e008250b3c5c35ff9647f2abe

反分析方法

该恶意软件所使用的反分析方法,不如我们在Windows或移动端恶意软件中看到的方法那么先进,但恶意软件作者仍在持续改进这一部分。

(1)在执行后,将会运行60秒的sleep()函数,可能会绕过简单的沙箱;

(2)通过prctl(PR_SET_NAME)调用,将进程名随机化为“[[a-z]{12,17}]”(正则表达式),以避免通过进程名称黑名单检测到该恶意软件;

(3)通过从可执行文件中删除符号,加大分析的难度。

当我们首次从恶意服务器104[.]237.218[.]85下载样本时,所下载的样本都包含符号,这样使得分析过程更为建安。但有趣的是,在几天之后,我们下载的版本中已经不包含符号。除此之外,这两个版本之间没有任何差异。这样一来,我们能够判断,恶意软件作者还在持续改进恶意软件,以保护可执行文件难以被分析。

C&C服务器

如前文所述,这个组件是一个与C&C服务器通信的Bot。我们使用此前发现用于XOR的密码,对C&C地址再次执行XOR操作,发现似乎每个版本的Torii都包含3个C&C地址。我们所分析的恶意软件,会尝试从以下C&C服务器获取命令:

top[.]haletteompson[.]com
cloud[.]tillywirtz[.]com
trade[.]andrewabendroth[.]com

它尝试与列表中的第一个域名进行通信,如果失败将会转到下一个域名。此外,如果出现失败的情况,它还会尝试通过Google的DNS 8.8.8.8进行域名解析。

自2018年9月15日以来,这三个域名都解析到同一个IP 66[.]85.157[.]90。此外,在同一个IP上托管的其他一些域名也非常可疑:

cloud[.]tillywirtz[.]com
dushe[.]cc
editor[.]akotae[.]com
press[.]eonhep[.]com
web[.]reeglais[.]com
psoriasiafreelife[.]win
q3x1u[.]psoriasiafreelife[.]win
server[.]blurayburnersoftware[.]com
top[.]haletteompson[.]com
trade[.]andrewabendroth[.]com
www[.]bubo[.]cc
www[.]dushe[.]cc

在同一个IP地址,托管了这么多看起来很奇怪的域名,这一点非常可疑。另外,在此之前,C&C域名是解析到另一个不同的IP地址(184[.]95.48[.]12)。

通过更深入的挖掘,我们还发现了另一组属于Torii的ELF样本,其中包括3个不同的C&C地址:

press[.]eonhep[.]com
editor[.]akotae[.]com
web[.]reeglais[.]com

它们在此前都解析到相同的IP地址(184[.]95.48[.]12)。并且,press[.]eonhep[.]com自2017年12月8日就开始解析到这一地址。因此,我们认为该恶意软件至少自2017年12月就开始存在,或者可能存在的时间更长。

C&C通信

第二阶段通过TCP协议443端口,与这些C&C服务器以及其他加密层进行通信。有趣的是,它使用443端口来迷惑分析人员,因为443是HTTPS端口,而这一恶意软件实际上并没有使用TLS协议进行通信。针对每条消息(包括回复的内容),都会生成一个我们称之为“消息信封”的结构,每个信封都经过AES-128加密,并且其中包含一个MD5校验和,以确保其中的内容没有被修改或损坏。此外,每个信封都包含一条消息流,其中每条消息都通过简单的XOR方法进行加密,这与混淆字符串的加密方式不同。它看起来没有那么强大,因为通信中包含了解密的密钥。

Torii在连接到C&C服务器时,还会发出以下隐私信息:

(1)主机名;

(2)进程ID;

(3)第二阶段可执行文件的路径;

(4)在/sys/class/net/%interface_name%/address中找到的所有MAC地址及其哈希值,这部分内容形成了被感染用户的独有ID,允许恶意软件作者更容易地进行指纹识别和设备标记,这些内容也会同时存储在本地,其文件名诸如:

GfmVZfJKWnCheFxEVAzvAMiZZGjfFoumtiJtntFkiJTmoSsLtSIvEtufBgkgugUOogJebQojzhYNaqyVKJqRcnWDtJlNPIdeOMKP、VFgKRiHQQcLhUZfvuRUqPKCtcrjmhtKcYQorAWhqAuZuWfQqymGnWiiZAsljnyNlocePAOHaKHvGoNXMZfByomZqEMbtkOEzQkQq、XAgHrWKSKyJktzLCMcEqYqfoeUBtgodeOjLgfvArTLeOkPSyRxqrpvFWRhRYvVcLeNtMKTdgFhwrypsRoIiDeObVxTTuOVfSkzgx等;

(5)uname()调用后获得的详细信息,包括sysname、version、release和machine;

(6)特定命令的输出结果,目的是获取目标设备相关的更多信息。

特定命令如下:

id 2>/dev/null
uname -a 2>/dev/null
whoami 2>/dev/null
cat /proc/cpuinfo 2>/dev/null
cat /proc/meminfo 2>/dev/null
cat /proc/version 2>/dev/null
cat /proc/partitions 2>/dev/null
cat /etc/*release /etc/issue  2>/dev/null

C&C命令

在分析代码的过程中,我们发现Bot组件正在与C&C进行通信,并且会在无限循环中不断轮询,询问C&C服务器是否有任何命令需要执行。在收到命令后,它会回复命令执行的结果。每个消息信封中都包含一个特定值,用于指定其命令的类型,在回复内容中也会附带相同的值。目前,我们发现了如下命令类型:

(1)0xBB32:将文件从C&C存储到本地驱动器

接收:从C&C接收的文件存储到本地的位置、文件、MD5校验和

回复:存储文件的文件路径、错误代码

(2)0xA16D:接收C&C轮询的间隔时间

接收:DWORD与C&C通信之间的暂停(Sleep)时间

回复:代码为66的消息

(3)0xAE35:在Shell解释器中执行特定命令,并将输出结果发回C&C

接收:在Shell中要执行的命令(sh -c “exec COMMAND”)、间隔时间(以秒为单位,最大为60)、带有Shell解释器路径的字符串(可选)

回复:包含命令执行内容的输出结果(stdoout+stderr)

(4)0xA863:将文件从C&C存储到特定路径,并将其标志更改为“rwxr-xr-x”使其可执行,然后执行

接收:从C&C接收的文件存储到本地的位置、文件、MD5校验和

回复:存储文件的文件路径、执行该文件后的返回代码

(5)0xE04B:检查本地系统上是否存在特定文件,并返回其大小

接收:要检查的文件路径

回复:文件路径、文件大小

(6)0xF28C:从所选文件F的偏移量O处读取N个字节,并将其发送到C&C服务器

接收:要读取文件(F)的文件路径、QWORD偏移量(O)、DWORD要读取的字节数(N)

回复:文件内容、偏移量、读取的字节大小、读取内容的MD5校验和

(7)0xDEB7:删除指定的文件

接收:要删除的文件名

回复:错误代码

(8)0xC221:从特定URL下载文件

接收:存储文件的路径、URL

回复:存储文件的路径、URL

(9)0xF76F:获取新C&C服务器地址,并开始与其进行通信

接收:?、新域名、新端口号、?

回复:?、新域名、新端口号、?

(10)0x5B77/0x73BF/0xEBF0(可能还有其他代码):在目标设备上执行Ping或者获取心跳包

接收:特定内容

回复:重复收到的信息

 

对二进制文件sm_packed_agent的分析

在我们对服务器进行分析时,还发现了另一个有趣的二进制文件,我们设法从FTP服务器杉获取了名为“sm_packed_agent”的二进制文件。我们目前没有在服务器上发现这一二进制文件已经被使用的证据,但通过对其功能进行分析,发现它可以用于向目标设备发送任何远程命令。该二进制文件中包含一个使用UPX加壳的GO语言应用程序,其中包含一些有趣的字符串,表明它具有类似于副武器的功能:

使用的第三方库

该二进制文件,使用了以下第三方库:

https://github.com/shirou/gopsutil/host

https://github.com/shirou/gopsutil/cpu

https://github.com/shirou/gopsutil/mem

https://github.com/shirou/gopsutil/net

可能的源代码名称

其可能的源代码名称如下:

/go/src/Monitor_GO/agent/agent.go

/go/src/Monitor_GO/sm_agent.go

其中,可能有一些库滥用了BSD许可证。显然,Torii的作者并不关注侵权问题。

功能

sm_agent的功能如下:

(1)在cmdline –p上使用一个带有端口号的参数;

(2)初始化加密,加载TLS、密钥和证书;

(3)创建服务器,并监听TLS连接;

(4)等待以BSON格式编码的命令;

(5)使用命令处理程序,对命令进行处理:

1: Monitor_GO_agent__Agent_GetSystemInfo
2: Monitor_GO_agent__Agent_GetPerformanceMetrics
7: Monitor_GO_agent__Agent_ExecCmdWithTimeout

TLS加密、证书和密钥:

(1)Agent使用ChaCha20-Poly1305流密码进行TLS加密;

(2)同一目录下的密钥和证书;

(3)自签名的授权证书ca.crt,签名为Mayola Mednick;

(4)由ca.crt为Dorothea Gladding发布的client.crt;

(5)由ca.crt为Graham Tudisco发布的server.crt和server.key。

由于证书是自签名的,所以使用的名称也显然是虚假的。

Start-agent.sh:

该脚本将会首先终止任何先前启动的sm_packed_agent实例,然后在TCP协议45709端口上运行sm_packed_agent,当出现运行失败的情况会尝试重新运行。

目前,还暂时不清楚Torii作者是如何使用的这项服务,但它非常通用,可以在设备上运行几乎任何命令。因为这应用程序是使用GO语言编写的,所以可以非常容易地重新编译,从而在几乎任何架构上使用。考虑到该文件是在恶意软件分发的主机上运行,说明它很可能是后门,或者是用于组织多台机器的服务。

 

恶意服务器日志分析

最后,我们分析了从Nginx服务器和FTP服务器(104[.]237.218[.]85)上发现的日志。通过这些访问日志,我们可以推断出Torii实际感染了多少客户端,或者有多少客户端试图下载该恶意软件。

在我们撰写此文章时,Torii的作者已经禁用了FTP和Nginx日志记录,但是根据已有的日志,我们可以生成一些简单的统计信息。

根据服务器上面的日志,在9月7日、8日、19日和20日,共有206个IP连接到服务器。

Access-2018-09-07.log – 包含54个不同的IP地址
Access-2018-09-08.log - 包含20个不同的IP地址
Access-2018-09-19.log - 包含189个不同的IP地址
Access-2018-09-20.log - 包含10个不同的IP地址

其中,有一个IP地址38[.]124.61[.]111连接该服务器的次数达到了1056393次。

通过查看日志,似乎有人使用了DirBuster-1.0-RC1,尝试分析该服务器的内部结构。事实上,DirBuster通常用于猜测Web服务器的目录和文件名,并且会生成大量请求。其实,这次扫描是完全没有必要的,因为针对Torii这样复杂的恶意软件,有更加有效的方法。

通过扫描38[.]124.61[.]111的端口,我们可以发现有下面几个端口是开启的:

在27655端口上,有一个SSH Banner,其内容为:

SSH-2.0-OpenSSH_7.4p1 Raspbian-10+deb9u3

看上去,这个盒子正在运行Raspbian。

除此之外,我们还可以对FTP服务器日志进行分析。

分析发现,有几个客户端曾连接,并下载了一些没有位于FTP服务器上的文件:

Sat Sep  8 08:31:24 2018 1 128.199.109.115 6 /media/veracrypt1/nginx/md/zing.txt b _ o r md ftp 0 * c

根据我们分析的日志内容,总共有592个不同的客户端,在几天时间之内从该服务器下载文件。需要提醒大家的是,一旦目标设备收到Payload,就会停止连接到下载服务器,转为连接到C&C服务器。因此,我们通过该日志,就可以看到这些日志记录的时间段范围内,有多少网络中的新设备感染了这一恶意软件。

此外,有8个客户端同时使用了HTTP服务器和FTP服务器,这可能是由于HTTP方式下载失败,或是Torii作者在测试Bash脚本和服务器的功能。

由于没有证据,我们无法做出更多的推测。这台服务器可能只是众多感染目标连接的服务器之一,要揭示这个僵尸网络的真实规模,还需要进一步的调查。考虑到所分析的恶意软件的复杂程度,我们认为它可能是为了控制大量不同类型的设备而设计的。

 

结论

尽管我们的研究仍在继续,但目前的结论已经表明,Torii是物联网恶意软件发展过程中的一个重要样本,它的复杂程度已经高于我们此前看到的水平。一旦它感染了某个设备,不仅会泄露设备自身的一些敏感信息,还会通过与C&C的通信允许Torii作者执行任意代码或传递任何Payload。这样一来,Torii就成为了一个可供今后持续使用的模块化平台。此外,由于Payload自身不会扫描其他目标,因此它在网络上非常隐蔽。

我们还将持续进行研究,并及时披露新发现的成果。

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