逆向解密 LSDMiner 新样本利用 DNS TXT 通道传输的数据

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1. 概述

10 月中旬,部门老司机发给我一个 LSDMiner(旧称 Watchdogsminer) 最新活动中的一个样本(MD5: 114d76b774185b826830cb6b015cb56f)。当时大概看了一眼,里面用到了 DNS TXT 记录来传输经过 AES 加密的数据,手头忙别的事,就先搁下了。近来捡起来分析,Google 搜索样本中用到的一个函数 NewAesCipher128() ,发现国外安全公司 Anomali 已经分析过这个 Case :

Anomali 的 Blog: Illicit Cryptomining Threat Actor Rocke Changes Tactics, Now More Difficult to Detect

以前的版本 一样,LSDMiner 的样本仍然是用 Go 编写,但是内部代码结构以及具体功能已经跟旧版本有很大差异。明显的差异至少有以下 3 点:

  • 放弃了使用 Pastebin 作为恶意 Shell 脚本的下发通道,转而使用自己维护的 CC 服务器( *.systemten.org )来承载相关恶意活动;
  • 集成了多个漏洞 Exp,增强传播能力,详见 Anomali 的 Blog;
  • 利用 DNS TXT 记录下发多种经过 AES 加密的数据,这些加密数据有以下几种:
    • 最新的恶意 Cron 任务用到的恶意 Shell 脚本下载 URL,可以写入失陷主机的 Cron 任务;
    • 最新的恶意样本版本号,失陷主机上已有的恶意样本会对比自己的版本号以决定是否 Update;
    • 最新的恶意 Shell 脚本;
    • 一系列最新二进制样本的下载 URL。

其他恶意行为按照常规的逆向分析方法按部就班分析即可,而关于加密的 DNS TXT 数据的逆向与解密过程,Anomali 的 Blog 中描述一带而过,并没详述,按照他们 Blog 中简单的描述,并不足以解密这些数据。本文就以上述样本为例,解析一下如何通过逆向样本一步一步解密这些数据。

 

2. 恶意样本执行流程

恶意样本总体的执行流程分为 3 步:

  1. 通过 DNS TXT 通道获取用来篡改失陷主机 Cron 任务的恶意 URL,被篡改后的 Cron 任务会定期访问恶意 URL 获取最新的恶意 Shell 脚本;
  2. 扫描当前 B 段网络,存活的 IP 尝试利用 4 种方式入侵并植入,4 种方式有:
    • SSH 爆破;
    • Redis 未授权访问;
    • Jenkins RCE 漏洞(CVE-2019-1003000)利用;
    • ActiveMQ RCE 漏洞(CVE-2016-3088)利用
  3. 持久驻留失陷主机、释放矿机程序挖矿。

在最后第 3 步,也会通过 DNS TXT 通道获取最新恶意 Shell 脚本以及二进制样本的下载 URL。本文重点分析 DNS TXT 通道数据的获取以及解密。

先看一下恶意样本通过 DNS TXT 通道获取最新的用来篡改失陷主机 Cron 任务的恶意 URL 的整体流程:

可以看到样本首先从cron.iap5u1rbety6vifaxsi9vovnc9jjay2l.com 获取数据,然后用 AES-128bit 算法将其解密。再看一下从 cron.iap5u1rbety6vifaxsi9vovnc9jjay2l.com 获取的加密数据:

DNS TXT 响应是一串字符,而且是经过 Base64 编码的字符串 A7PZtADnYAEMEArGhmA9xQihPq9TRz4QigssjeOmUnQ 。函数 github_com_hippies_LSD_LSDC__AesCipher128_Decrypt() 中的处理流程可以证实这一点:

到这里可以看出,要用 Go 语言编程解密这些数据,需要 3 步走:

  1. Base64 解码 DNS TXT 的响应字串,得到待解密的二进制数据;
  2. 初始化 Go AES-128bit 解密句柄;
  3. 解密 Base64 解码过的二进制数据。

 

3. Base64 解码

先用 Linux 自带的命令行工具 base64 尝试解码:

有点蹊跷,不能用 base64 命令直接解码,看来用的并不是标准的 Base64 编码。这里先补充一下关于 Base64 编码的两点背景知识:

  1. 参考: RFC4648 ,Base64 编码主要有两种:标准编码(StdEncoding)URL 安全的编码(URLEncoding)。标准 Base64 编码的编码字符表是 ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/ ,而 URLEncoding 的编码字符表则把 StdEncoding 编码字符表中的 + 替换为 ,把 / 替换为 _ ,即 ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789-_
  2. Base64 两种编码的默认填充字符都是 = ,但也可以选择不填充任何字符。

上述两个知识点,在 Go 的 Base64 标准库文档 开头就有说明:

两个知识点各自分为两种情况,这样组合起来就有 4 种细分的 Base64 Encoding:

那 LSDMiner 样本中具体是用什么样的 Base64 解码呢?需要先看一下样本中 Base64 解码的 Encoding 句柄是如何生成的。在函数 github_com_hippies_LSD_LSDC__AesCipher128_Decrypt() 中,是先拿到 Base64 解码的 Encoding 句柄再进行解码:

通过上面的 xrefs 信息,可知这个 b64EncodingObj 是在函数 encoding_base64_init() 中生成的。进入这个 init 函数,b64EncodingObj 生成过程如下:

可以看到这样两点:

  1. 调用 base64.NewEncoding() 函数时,传入的参数是 URLEncoding 的编码字符表,即样本中用的是 URLEncoding 形式的 Base64 编码;
  2. 调用 base64.URLEncoding.WithPadding() 函数时传入的参数是 -1 ,即 base64.NoPadding ,不带填充字符,即 base64.RawURLEncoding

至此就可以解码 DNS TXT 响应的字符串了。测试代码与结果如下:

 

4. AES 解密二进制数据

通过前面粗略的逆向分析,我们仅知道样本中用了 AES-128bit 算法来解密数据,但这些知识远不足以解密上面用 Base64 解码得到的二进制数据。AES 加密算法此处不详述,可以自行搜索相关资料,本文只关注如何用算法来解密数据。要想正确解密数据,还需要确定以下 AES 解密算法相关的几个要素:

  • AES 密钥;
  • AES 解密用到的 IV 向量;
  • AES 解密算法的分组密码模式;
  • AES 解密算法的 Padding 方式。

上面的逆向分析过程中,我们注意到样本中调用了函数 crypto_cipher_NewCBCDecrypter() ,可以确认样本中用到的分组密码模式是 CBC

在分析确认其他几个要素之前,我们先捋一下两个关键函数的逻辑:初始化 AES 解密句柄的 NewAesCipher128() 和 执行 AES 解密操作的 AesCipher128_Decrypt()

4.1 NewAesCipher128

首先,样本调用该函数的时候传入一个参数,即待查询 DNS TXT 记录的域名字符串 cron.iap5u1rbety6vifaxsi9vovnc9jjay2l.com

在函数内部先初始化一个 crypto/md5 句柄(代码片段对照左边标准库函数 crypto_md5_New() 即可理解):

然后将传入的域名字符串由 string 类型转成字符切片并写入 MD5 digest 对象,再通过 md5.digest.Sum() 函数做一次 MD5 Hash 计算(注意 Sum 函数传入的参数为 nil ):

再把这轮 MD5 计算的值通过 hex.EncodeToString() 转成 32-bytes 的字符串,即常规的字符串形式的 MD5 值。然后取出再取出这个 MD5 值的前 16 字节,保存到变量(r1HashStr_16bytes)中备用:

接下来,样本又做了一次 MD5 计算,并且取出这一次 MD5 值的后 16 字节,保存到变量中备用(注意,这一次 MD5 计算之前没有调用 md5.dgest.Write() 来写入新字节,并且调用 md5.digest.Sum() 函数时依然传入参数 nil ):

后面可以看到,第一次 MD5 计算后取出的 前 16 字节 数据,被作为 AES 密钥传入 aes.NewCipher() 函数来初始化 AES 解密句柄:

而第二次 MD5 计算后取出的 后 16 字节 数据被保存起来,作为本函数返回值的一部分返回,接下来作为 AES 的 IV 向量传给后面函数 AesCipher128_Decrypt() 中调用的 crypto_cipher_NewCBCDecrypter() 函数。

4.2 AES 的 Padding 方式

前面内容分析确认了 AES 的 Key、IV 以及分组密码模式,还需最后确认 AES 算法所用的 Padding 方式,即可正确解密数据。这一个点需要逆向分析函数 AesCipher128_Decrypt() 才能确认。

AES 加密算法用到的常见的 Padding 方式有以下几种(参考: 对称加密算法和分组密码的模式):

  • ANSI X.923:也叫 ZeroPadding,填充序列的最后一个字节填paddingSize,其它填0。
  • ISO 10126:填充序列的最后一个字节填paddingSize, 其它填随机数。
  • PKCS7:填充序列的每个字节都填paddingSize

LSDMiner 中用到的 Padding 方式就是简单的 ZeroPadding,通过函数 AesCipher128_Decrypt() 中解密操作后的 byte.Trim() 函数即可确认:

4.3 补充说明——关于二轮 MD5 值计算

上述分析过程中描述过,恶意样本为生成 AES 解密用到的 Key 和 IV 向量,对相应域名字符串连续做了 2 轮 MD5 Hash 计算,这一点 Anomali 的 Blog 中也提到了,只是他们没提到 Key 和 IV 具体的生成过程。

然而样本中连续两轮的 MD5 计算的值其实是相同的——这是 Go 语言特有的 MD5 计算方式,参考 hash – Golang md5 Sum()函数 ,演示代码如下:

这一点不知道是恶意软件作者的失误,还是有意为之。倒是容易给逆向分析造成困扰,因为乍一看“两轮 MD5 计算”,很可能直观认为应该得出两个不同的 MD5 值,并分别截取一段做 AES 解密的 Key 和 IV 向量,没想到两次 MD5 计算得出相同的值。

 

5. 完成解密

基于以上分析,就可以编写程序完成我们想要的解密工作了。完整的 Go 语言代码已上传到 Github:

https://github.com/0xjiayu/LSDMiner_DNS_TXT_Decrypt

运行结果如下:

当前解密出来的 Cron URL 是 lsd.systemten.org ,在样本中如果整个 DNS TXT 数据通道操作过程有任何异常而无法解密出最新的 Cron URL,备用的默认值也是这个 lsd.systemten.org :

 

6. 总结

文章开头的截图中已经显示过,如果样本用 net.LookupTXT() 函数检索 DNS TXT 记录失败,还会跳转到另外一个代码分支,去用 DoH(DNS over HTTPS) 向 CloudFlare 的 DoH 服务器请求相应的 DNS TXT 记录:

我们用命令行工具测试一下,可以看到这种方式也有效:

利用 DNS TXT 记录和 DoH 下发恶意数据来辅助恶意样本的运行,可以进一步提升整个 Botnet 基础设施的健壮性和运营的灵活性,鉴于这个 Botnet 存活已久并不断更新,应该引起业界的持续关注。

前文说过,恶意样本中利用 DNS TXT 通道传输的数据还有其他几种,方式都是一样:检索 DNS TXT 数据,用 base64.RawURLEncoding 解码得到二进制数据;然后对域名进行 MD5 计算得出 AES 解密用到的 Key 和 IV,然后用 CBC 模式、ZeroPadding 的 AES-128bit 算法对 Base64 解码后的二进制数据进行解密。对应的域名还有以下几个,均可以用以上 Go 程序来解密:

"update.iap5u1rbety6vifaxsi9vovnc9jjay2l.com"
"shell.iap5u1rbety6vifaxsi9vovnc9jjay2l.com"
"1x32.iap5u1rbety6vifaxsi9vovnc9jjay2l.com"
"2x32.iap5u1rbety6vifaxsi9vovnc9jjay2l.com"
"3x32.iap5u1rbety6vifaxsi9vovnc9jjay2l.com"
"1x64.iap5u1rbety6vifaxsi9vovnc9jjay2l.com"
"2x64.iap5u1rbety6vifaxsi9vovnc9jjay2l.com"
"3x64.iap5u1rbety6vifaxsi9vovnc9jjay2l.com"

另外,LSDMiner 涉及的二进制恶意样本,都用变形 UPX 加了壳,而且壳的特征很不明显,难以用固定的特征直接检测加壳的样本。并且,相关加壳二进制样本的 UPX 壳幻数(Magic Number)还经常变化,比如本文分析的 MD5 为 114d76b774185b826830cb6b015cb56f 的 UPX 壳幻数为 0x2124922A;最新的 x86_64 架构的样本(MD5: 78e3582c42824f17aba17feefb87ea5f) 的 UPX 壳幻数则变成了0x215E77F2

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