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基于DoH的无特征shellcode加载器实现

认知独省

63

2024-07-13

author:hunter@深蓝攻防实验室

基于DoH的无特征shellcode加载器实现

1. 场景

1.1 目前面临的困难

1.2 解决了什么问题

2. 方案/实现

2.1 服务端

2.2 客户端

2.3 连通性保障

2.4 服务端证书校验

3. 测试

3.1 免杀测试

3.2 上线测试/流量分析

3.3 证书替换测试

4. 简易版loader

5. 总结


1. 场景  

1.1 目前面临的困难  

在红队项目密集或同时进攻多个目标的场景下,钓鱼马批量发出去后很容易有样本被360上传,那么同一批马就会迅速在其他项目中就无法使用,被落地杀。目前360最烦人的两点就是基于QVM云引擎的静态查杀和本地行为监控,行为监控可以通过白驱动暂时瘫痪360主动防御来实现权限维持等高危操作,但这一切依然需要满足一个前提:需要现有一个shell,即马不能被静态查杀。有的马做分离免杀效果还不错。但目前只有分离成多个文件的效果还可以,而实现单文件则需要在资源段或其他段内嵌数据,解密后再释放文件到磁盘/内存,这种操作和特征对于360来说是极为敏感的。

19年的时候做过一些远程加载shellcode的尝试,但那时候一没有购买CDN、二没有支持DoH的DNS服务器,增加一次额外的payload下载过程反而给了(当时能力还不是很强的)防守方更好的溯源机会,所以没有在实战中应用过这类木马。

1.2 解决了什么问题  

1.单文件分离免杀的另一个实现方式,提升静态查杀的对抗效果。相比传统文件分离马可实现单文件落地,且没有文件操作相关API的调用,消除可疑特征。针对仅有的可疑特征——内存分配相关的API调用,可使用动态加载+syscall的形式轻松隐藏。

2.木马本身不内置shellcode,静态特征不明显;且可以通过控制远程提供shellcode的服务端开启/关闭/更换路径来阻断木马上线。不会上线的木马本身也没有任何危险行为,不容易被分析。

3.所有网络通信均采用自封装模块实现。底层调用标准C接口,不经过Win API,规避启发式引擎扫描及Hook。

4.内置根证书链。支持实时校验证书的有效性,可在有需求的情况下开启,有效防御流量劫持。

5.开发过程沿用了之前的模块化思想,将所有自己编写/二次封装的模块编译为静态库,这样在项目过程中也可以抽时间快速开发新的木马,选择不同的模块以实现不同的功能。

6.保护二开的beacon。将自研beacon的本体shellcode加密保存在云端,如果防守方应急或比赛结束后可以方便快速地关闭下载路径,配合木马的自毁,可大大减小自研beacon留在本地被厂商抓走分析的可能性。

7.由于编译生成的木马自身携带libssl和libcurl等第三方库函数,底层同样调用标准C。所以理论上在Windows XP等不支持https的系统上也可以正常进行https加密通信(但开发环境需要降低SDK版本做适配,暂时还没有做)。因此还可以基于这套二次封装的函数库结合自研beacon实现XP/03上的全加密通信,进一步规避流量审计。



2. 方案/实现  

2.1 服务端  

要实现远程加载,首先需要部署一个在互联网上的服务器,并且这个服务器要藏在CDN后面防止被溯源到固定IP直接封锁。原本想自己写一个Web平台然后新开一个CDN域名专门用来挂shellcode,但CS的TeamServer本身就支持https服务器托管文件,且路径是可以自定义的。因此直接用CS的TeamServer复用之前的CDN就可以了,省去不必要的造轮子。              由于TeamServer使用了CDN,因此直接访问TeamServer的IP或CDN的域名是可以看到加密托管的shellcode的,但访问CDN的IP则看不到(也就是木马实际通信的IP)。由于这个域名是加密内置在木马中的,要提取需要花费一定精力和技术实力来分析。且即使知道了域名,防守方依然无法劫持基于DoH的域名请求。新版本操作系统的手机/电脑都可能会有DoH请求域名服务器的行为,也不便于一封了之......所以对于防守方来说,溯源的成本高且收益小。

2.2 客户端  

上面的测试也看到了,托管的beacon shellcode是加密的,因此需要在客户端内置对应的加密算法用来解密。

(P.S.之前想过使用非对称加密,但实际上如果真的被抓到进行分析,任何加密手段其实都是差不多的,公钥被拿走了还是一样还原beacon shellcode的二进制)

我这里使用的对称加密是模仿RC4写的一个类似的算法(但不是RC4),然后将被加密后的二进制做hex编码,最后进行base64编码(这个base64编码也是魔改过的)。木马中的解密过程则是逆过来,如下图。魔改算法是为了防止有经验的逆向工程师或者使用GPT这种AI插件一眼就看出来用了什么公开的算法,找到密钥后直接用现成的工具解密......这样分析的时间成本就大大降低了,有悖于我们“拖延时间”的宗旨。下面贴一下魔改版的算法实现(部分代码隐藏)。

// 魔改RC4

这样一来对大多数蓝队成员来说,即使知道了域名且访问到了加密的beacon shellcode,第一眼看上去也是base64,但解码后会发现什么也不是。到了这一步已经足以劝退绝大部分人了。而在这个demo中,对于域名和URL path就没有使用加密算法,只是做了hex编码+魔改base64的组合,如下图。当然如果DIY的话也可以自己组合或者使用其它加密方式,这个demo只是提供一个参考思路。但这里要注意一点,即魔改的base64是不支持URL-Safe的版本,只能编码可见字符,遇到空字节会被截断,因此不能用来直接编码二进制数据!对应解密算法写了两个加密脚本,在下面贴出来。由于加密只有在需要托管beacon shellcode的时候才需要做,也不需要频繁使用,所以没有必要做成独立的工具。

// HEX+B64_EncodeString.cpp

2.3 连通性保障   

由于防守方无法判定是否为恶意流量,当他们杀疯了的时候是有可能会批量封锁CDN的IP的;或者某些CDN节点IP本来就是暂时失效的,所以通过DoH查询得到的IP列表并不一定都可达。

因此我在轮询查询的逻辑中添加了一个TCP端口探测的功能,即下图中调用的isTCPPortOpen()方法。当前节点IP的特定端口无法访问时,切换下一个节点IP进行测试,如果可以建立TCP三次握手则返回这个验证可达的IP地址。使用方法如下,在调用secureGetHostByName()的时候加一个参数指定需要探测连通性的端口即可,由于CDN使用https协议,这个端口通常是443。

2.4 服务端证书校验  

使用https的代码都是基于libcurl二次封装的,而libcurl默认状态就是支持证书校验的但这里有个天坑,掉进去了多半天才爬出来......libcurl的API参数名字容易产生误解,简而言之就是CURLOPT_SSL_VERIFYPEER开关才是验证证书有效性,而CURLOPT_SSL_VERIFYHOST开关其实只是验证证书里面的CN/SAN等字段和请求的URL种的域名/IP是否吻合,但并不会验证证书的有效性。详细说明如下。举个例子,比如挂上代理后通过burp访问百度,我们看到的证书是这样的:很显然,证书被burp替换了,浏览器会告警;这时候如果再访问搜狐,看到的证书是这样的:burp是会根据我们访问的host来动态修改证书的,而并不关心证书是否有效。如下图可以看到,右边被修改过的证书在Windows下会提示损坏,而左边的则是burp直接导出的自签名证书。因此如果没仔细看API文档,以为“PEER”代表的是客户端证书校验,那就根本起不到防中间人的作用。但是开启证书校验后我们需要根CA证书来验证信任链,而对于一个需要尽可能不做可疑行为的木马来说,肯定不能去用户的文件系统里搜索根证书,也最好不要随便释放文件。所以我们可以将自己携带根证书的数据(硬编码),用CURLOPT_CAINFO_BLOB来直接从内存里加载根证书,如下(这里要先设置CURLOPT_CAINFO为空指针,阻止libcurl优先去文件系统中找根证书的数据)。



3. 测试  

3.1 免杀测试  

简易的loader(没做任何源码和API处理)可过最新版360和火绒。

3.2 上线测试/流量分析  

如下图所示,可以正常上线,且从本地查看的所有网络行为均为https,看不到域名解析的动作。抓取全部流量分析,可以发现没有关联C2域名的DNS请求,下面的DNS请求是测试demo中内置的360的DoH域名服务器的域名,如果不想有这个解析过程的流量也可以直接硬编码域名服务器的IP地址(通常情况下没有必要)。剩下的就全都是TLS加密流量了,对端IP是CDN节点。而握手过程中JA3指纹也是OpenSSL库默认的,并没有什么特征。

3.3 证书替换测试  

没开启代理的时候运行程序(为方便查看细节,下面图中开启了Debug信息输出),可以通过证书校验并成功请求域名然后下载加密的beacon,如下。开启代理后,可以看到burp自作聪明的给伪造了个域名,但实际上我们的host写的是ip,因此直接就没有通过host校验,程序退出。如果我们放宽一些限制,关闭DoH部分的证书校验,再使用域名来请求DoH服务器,可以看到程序到链接C2-CDN的时候会由于证书校验没有通过而被终止。此时代理上也是没有抓到任何有效流量的。




4. 简易版loader


最后看一下这个简易版loader的本体 

# include <iostream>

如代码所示,没有做任何免杀处理,只是没有内置beacon shellcode。这个demo中的16个IP地址就是国内外常用的支持DoH的域名服务器(实际上还有更多)。这里我写的是随机取,当然也可以做有限次数的轮询,确保使用可以访问的服务器。防守方再疯狂也不至于上来就封掉所有域名服务器地址吧......

但根据免杀效果的测试来看,已经轻松过关了。


5. 总结   

比起几年前不成熟的尝试,这次做的分离木马没有再过多关注木马本身,主要精力放在了模块化开发上。因为首先对于如何执行shellcode的骚操作有很多,每个会写木马的都有一些自己独到的想法,但每人写的源码都互不兼容,如果在项目中有快速开发/修改的需求的话就会很被动。所以不管是DoH模块、https请求模块,还是另一个自写库函数中的反沙箱/反调试模块,都旨在可以实现快速的“搭积木式”木马开发。比如当我们想做个最普通的钓鱼木马时,只导入一个反调试模块就好,如果防守比较严格的情况下需要做分离木马,但又最好是单文件,那么就可以尝试这种远程加载的方式,导入对应模块调用封装好的函数即可快速成形。这些库函数集合日后还会不定期更新,后面也会看需求加入一些各种各样的执行shellcode的花活。

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