DoubleAgent:代码注入和持久化技术--允许在任何Windows版本上控制任何进程

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发布时间 : 2017-03-23 17:28:31

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译文声明

本文是翻译文章,文章来源:cybellum.com

原文地址:https://cybellum.com/doubleagentzero-day-code-injection-and-persistence-technique/

译文仅供参考,具体内容表达以及含义原文为准。

https://p3.ssl.qhimg.com/t01f0962d690d28c9fd.jpg

翻译:pwn_361

稿费:260RMB

投稿方式:发送邮件至linwei#360.cn,或登陆网页版在线投稿

一、概述

我们想介绍一种新的用于代码注入和保持对机器持久化控制的0-day技术,叫做“DoubleAgent”。

DoubleAgent技术可以利用到:

1.任何Windows版本(从XP到WIN 10)。

2.任何Windows架构(X86和X64)。

3.任何Windows用户(系统/管理员等)的任何目标进程,包括特权进程(操作系统/杀毒软件等)。

DoubleAgent技术利用了在Windows中已经存在15年的一个未公开但合法的功能,因此还不能被修补。

代码注入:

利用DoubleAgent技术,攻击者有能力将任何DLL注入到任何进程中。在受害者的进程启动过程中,该代码注入过程发生在很早的阶段,这使得攻击者可以完全控制该进程,该进程无法有效的保护好自己。

该代码注入技术是具有革命性的,因为任何杀毒软件都无法探测或阻止它。

持久化:

即使在用户重新启动系统或安装修补程序和更新后,DoubleAgent技术还是可以断续注入代码,这使它成为了一个完美的持久化技术。

一旦攻击者决定将一个DLL注入到一个进程中,它们将永远被强制绑定。即使受害者完全卸载和重新安装了它的应用程序,攻击者的DLL仍然会在该进程每次重启时被注入。


二、攻击向量

1、攻击反病毒软件&下一代反病毒软件:通过将代码注入到反病毒软件中,完全控制任何反病毒软件,同时绕过其自我保护机制。这种攻击方法在大部分反病毒软件中已经被证实有效,包括下面的反病毒产品,但不限于这些:Avast,AVG,Avira,Bitdefender,Comodo,ESET,F-Secure,Kaspersky,Malwarebytes,McAfee,Norton,Panda,Quick Heal和Trend Micro。

2、安装持久化恶意软件:安装恶意软件,即使是重启系统也能“存活”的恶意软件。

3、劫持权限:劫持一个现有信任进程的权限,伪装成信任进程执行一些恶意操作,如窃取数据、C2通信、横向运动、偷取和解密敏感数据。

4、改变进程行为:修改进程行为,如安装后门、降低加密算法,等等。

5、攻击其他用户会话:将代码注入到其他用户会话的进程中(系统、管理员等等)。

6、更多其它情况。


三、技术详情

1.微软应用验证器提供者

微软通过微软应用程序验证器提供者DLL,提供了一个标准的方法,用于为本机代码安装运行时验证工具。验证器提供者DLL是一个DLL,会被加载到进程中,并负责为应用程序执行运行时验证。

为了注册一个新的应用程序验证器提供者DLL,需要创建一个验证器提供者DLL,并通过在注册表中创建一组键值来注册它。

一旦将该DLL注册为某个进程的验证器提供者DLL,在每次启动该进程时,该DLL将被Windows加载者长期注入到这个进程中,即使是在重启/更新/重装/打补丁之后,也同样有效。

2.注册

应用程序验证器提供者会被注册为一个可执行文件名,意味着每个DLL会绑定到一个特定的可执行文件名上,并且带有该注册名的进程在每一次启动新进程时,该DLL就会被注入到该进程中。

例如,如果将DoubleAgentDll.dll注册到cmd.exe上,当启动“C:-cmd.exe”和“C:-Windows-System32-cmd.exe” 时,DoubleAgentDll.dll就会被注入到这两个进程中。

一旦被注册,每次使用该注册名称创建新进程时,操作系统就会自动进行注入。该注入将会持续发生,不论重启/更新/重装/补丁,或其它任何情况。

可以通过使用我们公开的DoubleAgent项目,注册一个新的应用程序验证器提供者。

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或者使用我们的验证模块,将注册能力整合到一个存在的项目中。

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在底层,注册进程将会在下面的注册表项中创建两个注册表键值:

“HKEY_LOCAL_MACHINESOFTWAREMicrosoftWindowsNTCurrentVersionImage File Execution OptionsPROCESS_NAME”

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最终的结果应该是:

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一些反病毒软件会尝试保护“Image File Execution Options”中它们的进程对应的键值。如一款反病毒软件可能会尝试阻止任何对“Image File Execution OptionsANTIVIRUS_NAME”的访问。

对于这种简单的保护机制,通过稍微修改一下注册表路径,就可以轻松的绕过去。如,我们不需要访问“Image File Execution OptionsANTIVIRUS_NAME”,我们首先可以对“Image File Execution Options”重新命名成一个临时的名称,如“Image File Execution Options Temp”,然后,在“Image File Execution Options TempANTIVIRUS_NAME”下,创建一个新的注册表键值,最后,再将这个临时名称重命名成原来的名称“Image File Execution Options”。

因为我们创建的新注册表键值是在“Image File Execution Options TempANTIVIRUS_NAME”下,不是在“Image File Execution OptionsANTIVIRUS_NAME”下,因此,这足以绕过反病毒软件的自我保护机制。

在我们测试的所有反病毒软件中,只有个别几款反病毒软件会尝试保护它们的注册表键值,不过,我们使用“重命名技巧”可以绕过所有的反病毒软件。

这个“重命名技巧”已经运用到了我们的验证模块中。

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3.注入

每一个进程启动时,操作系统会通过调用ntdll的LdrInitializeThunk函数,将控制权从内核模式转向用户模式。从这一刻起,ntdll开始负责该进程的初始化过程(初始化全局变量、加载输入、等),并且最终将控制权转到该执行程序的主函数。

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在该进程处于一个早期阶段时,此时,只加载了ntdll.dll模块和该可执行文件(NS.EXE)。

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随后,Ntdll开始对该进程进行初始化,大部分初始化过程发生在ntdll的LdrpInitializeProcess函数过程中。

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通常,初始化过程中,第一个被加载的DLL是kernel32.dll

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但是如果存在应用程序验证器,ntdll的LdrpInitializeProcess函数会调用AVrfInitializeVerifier函数,调用该函数的结果是:在加载kernel32前,我们的验证器提供者DLL会首先被加载。

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该DLL在任何其它系统DLL加载前被加载,其结果就是:将该进程的绝对控制权交给了我们。

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一旦我们的DLL被ntdll加载,我们的DLLMain函数就会被调用,从而,在受害进程中,我们就可以自由的做我们想做的事情了。

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四、如何缓解

微软为杀毒厂商提供了全新的设计概念,叫做“受保护进程”。这个新概念是专门为反病毒服务设计的。反病毒进程可以作为“受保护进程”被创建,并且这个“受保护进程的基础设施”只允许那些受信任的、签名的代码去加载,并且内置了代码注入攻击防御功能。这意味着即使一个攻击者发现了一个新的零日代码注入技术,它也不能被用于对抗反病毒软件,因为它的代码没有被签名。但是,目前没有哪个反病毒软件应用了这种设计概念(除了微软的Defender),尽管微软在3年前就已经推出了这个设计概念。

需要注意的重要一点是,即使反病毒厂商会阻止注册企图,代码注入技术和持久化技术还是会永远存在,因为它是操作系统的合法功能。


五、源代码

你可以在我们公司的公共Github上找到DoubleAgent技术的源代码。


六、总结

攻击者总是会不断进化、并发现新的零日攻击。我们需要付出更多的努力去探测和阻止这些攻击,并且不要盲目相信传统的安全解决方案,正如这里所演示的,它不仅对零日攻击无效,而且还为攻击者创造复杂和致命攻击打开了新的机会。

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