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“电幕行动”(Bvp47)技术细节报告(二)——关键组件深度揭秘
在报告“Bvp47-美国NSA方程式组织的顶级后门”(参考1)的描述中,Bvp47本身像是一个巨大的壳或压缩包,共包含了18个分片,盘古实验室展示了对于Bvp47后门程序的归属分析和部分技术细节的描述,比如BPF隐蔽隧道,但依然还有部分其他模块值得深入探究,这些模块既可以作为Bvp47的一部分一起执行任务,也可以被独立使用。
0x00 概述 ======= 在报告“Bvp47-美国NSA方程式组织的顶级后门”(参考1)的描述中,Bvp47本身像是一个巨大的壳或压缩包,共包含了18个分片,盘古实验室展示了对于Bvp47后门程序的归属分析和部分技术细节的描述,比如BPF隐蔽隧道,但依然还有部分其他模块值得深入探究,这些模块既可以作为Bvp47的一部分一起执行任务,也可以被独立使用。 在2015年对国内某国家重要关键信息基础设施的Solaris系统取证中,盘古实验室提取到了一份独立存活于Solaris平台看起来与Bvp47关系密切的样本,后经确认,样本文件内容与“影子经纪人”(The Shadow Brokers)揭露出的“饮茶”(Suctionchar\_Agent)木马程序原文件一致。该木马程序搭配Bvp47中的Dewdrop、Incision等模块和控制程序tipoff,可以轻松窃取目标系统用户在执行ssh、passwd、sudo等命令时的账号密码,随即将其隐蔽保存在目标系统中。这些被加密隐藏的密码文件同样也需要RSA算法的私钥来解密。 基于特征的入侵分析取证发现,国内大量重要组织机构受到了这个美国国家安全局(NSA)来源的“饮茶”(Suctionchar\_Agent)木马程序的侵袭,其中就包括了近期披露的被网络渗透的西北工业大学。有证据显示, NSA利用“饮茶”(Suctionchar\_Agent)木马程序窃取了世界各国难以确切估量的账号密码,在美国各地建立了多个高度机密的账号密码海量数据存储中心,供NSA的行动部门TAO随时查询并“合法”进入受害者的信息系统。 追踪Bvp47的过程更像是在摸索一张迷雾下的拼图,在奇安盘古实验室与国家计算机病毒应急处理中心的通力合作下,这份报告将会通过对“饮茶”(Suctionchar\_Agent)、Dewdrop、Bvp47\_loader等程序和系统模块的技术分析来进一步理解Bvp47这个顶级后门平台的部分工作方式和执行逻辑。 0x01 “饮茶”嗅探木马(Suctionchar\_Agent)攻击场景还原 ======================================= 1.1 攻击场景 -------- 经过全面而深入的技术模拟分析,盘古实验室还原了“饮茶”嗅探木马(Suctionchar\_Agent)与Bvp47后门程序其他组件配合实施联合攻击的场景,具体执行过程如下图所示:  1. 运行于内核层的sum会辅助“饮茶”嗅探木马(Suctionchar\_Agent)窃取passwd、telnet、su等进程中的账号密码; 2. 窃取到的账号密码会同步发送给运行于Ring3的“饮茶”嗅探木马(Suctionchar\_Agent); 3. “饮茶”嗅探木马(Suctionchar\_Agent)会将账号密码保存到名为“/var/tmp/.xxxxxxxx”的隐藏目录中; 4. 美国国家安全局(NSA)的攻击实施者远程发送执行ish反弹的触发包到内核层的BPF过滤程序; 5. BPF过滤器捕获到特征包后传送给Ring3的Dewdrop程序模块; 6. Dewdrop进行数据包解密并收到ish反弹指令,随即转送给Incision程序; 7. Incision程序主动回联到callback地址,美国国家安全局(NSA)的攻击实施者利用ish接受窃取的密码文件; 8. 美国国家安全局(NSA)的攻击实施者将被RSA公钥加密的密码文件进行私钥解密并还原密码文件; 1.2 场景复现 -------- 1. 运行tipoff控制端程序,功能列表如下:  2. | 具体功能列表如下: | | | |---|---|---| | **类别** | **功能说明** | | 触发协议支持 | 支持TCP、UDP、ICMP协议 | | 非常规TCP标志支持 | syn、fin、ack、rst、push、urg | | 防火墙穿透支持 | PIX或其它;默认支持防火墙穿透,ACL穿透; | | 支持应用协议 | SMTP、SIP、DNS等应用层协议 | | 后门功能1 | 支持远程启动文件进程 | | 后门功能2 | 支持远程Shell查看 | | 支持各协议的扩展定制 | 包括SMTP、DNS、TCP等协议的标记位自定义 | 3. 支持UDP包的远程shell获取  4. UDP报文如下  5. 在获取到的shell中可以看到被隐藏的进程和文件  6. “/var/tmp/”目录下被加密的文件如下:  7. 使用suctionchar\_decode对“/var/tmp/”目录下被加密的文件解密:  0x02 “饮茶”嗅探木马(Suctionchar\_Agent)技术细节 ===================================== 2.1 文件信息 -------- | 样本关联溯源发现,盘古实验室2015年提取到的样本为“影子经纪人”(The Shadow Brokers)泄漏的文件之一,即suctionchar\_agent\_\_v\_\_3.3.7.9\_sparc-sun-solaris2.9 ,文件相关信息如下: | | | |---|---|---| | **样本信息概要说明** | | | **文件名称** | 未知 | | **文件哈希(MD5)** | a633c1ce5a4730dafa8623a62927791f | | **文件大小(字节)** | 47,144 | | **The Shadow Brokers具体包名称** | suctionchar\_agents.tar.bz2 | | **原始文件名称** | suctionchar\_agent\_\_v\_\_3.3.7.9\_sparc-sun-solaris2.9 | | **功能目标** | 窃取SSH、TELNET、FTP、PASSWD、SU、RSH、LOGIN、CSH等程序中的账号密码信息。 | | **CPU架构** | SPARC | | **隐藏路径2** | /var/tmp/.xxxxxxxxxxxx | 鉴于盘古实验室提取的样本本身为SPARC架构,比较少见,为方便读者理解并采取有效措施进行防范,我们选择基于x86架构、功能相同的木马程序样本进行分析,具体x86架构的文件信息如下: | | | |---|---| | **样本信息概要说明** | | | **文件名称** | suctionchar\_agent\_\_v\_\_2.0.28.2\_x86-linux-centos-5.1 | | **文件哈希(MD5)** | 4a5b7a9c5d41dbe61c669ed4cf2975e5 | | **文件大小(字节)** | 31,649 | | **The Shadow Brokers具体包名称** | suctionchar\_agents.tar.bz2 | | **原始文件名称** | suctionchar\_agent\_\_v\_\_2.0.28.2\_x86-linux-centos-5.1 | | **功能目标** | 窃取SSH、TELNET、FTP、PASSWD、SU、RSH、LOGIN、CSH等程序中的账号密码信息。 | | **CPU架构** | X86 | | **Bvp47对应分片** | 0x0E | | **隐藏路径2** | /var/tmp/.xxxxxxxxxxxx | 2.2 样本关联 -------- 根据盘古实验室提取的“饮茶”嗅探木马样本(Suctionchar\_Agent),研究人员从“影子经纪人”(The Shadow Brokers)揭露出的文件中找到了对应的原始文件为“linux/bin/suctionchar\_agents.tar.bz2/suctionchar\_agent\_\_v\_\_3.3.7.9\_sparc-sun-solaris2.9”,二者几乎完全一致。相关压缩包中还包含了适合多个平台和版本的“suctionchar”木马程序,文件最早可追溯到2007年:  2.3 技术分析 -------- ### 2.3.1 字符串解密 如下图所见,字符串加密也就是“Bvp47”研究报告中所描述的0x47函数加密:  解密后的字符串列表如下:  相关解密脚本如下:  ### 2.3.2 功能模块设计 文件“Linux\\etc\\opscript.txt”中对Suctionchar\_Agent的功能作了相关说明,即驻留窃取SSH、TELNET、FTP、PASSWD、SU、RSH、LOGIN、CSH等程序中的账号密码信息。“饮茶”(Suctionchar\_Agent)程序是这个木马程序的应用层代理,它与相关联的内核模块通信,接收所需信息并加密写入文件。内核模块sum文件(The Shadow Brokers Leaks未包含该文件)可由modload程序加载,成功加载内核模块后会清空落地的文件,防止内容被恢复:  “饮茶”(Suctionchar\_Agent文件本身既可以使用默认配置,也可以从外部读取配置文件,文件格式主要包括3.x以上版本的xml格式和早期的conf格式。 3. x以上版本的xml格式(“Linux\\bin\\suctionchar\_configure.xml”):  “Linux\\doc\\old\\etc\\suctionchar.sample.filter.conf” :  “饮茶”(suctionchar\_configure)将生成“dc9cb44a723d0e75201d933159834173“文件,该文件供Suctionchar\_Agent使用:  ### 2.3.3 密码获取线程 在“饮茶”(Suctionchar\_Agent)中存在一个独立的线程,与内核模块sum保持通信,接收账号密码并写入到/var/tmp/文件夹中,即sub\_8049EF0函数内部:  回调函数sub\_8049A00:  ### 2.3.4 密码保存文件的路径生成算法 在函数get\_hidden\_path\_0804BDF0中描述了隐藏文件” /var/tmp/.e33ff11cb8e3b4ff/a0b973925e397d9acd80e85e2eaa6e60/d5373a146ff9f200a2376054dde25677”的生成算法:  还原的代码大致如下:  ### 2.3.5 “饮茶”木马(suctionchar\_decode)程序中的私钥 正如攻击场景一章中所描述的那样,文件“/var/tmp/.e33ff11cb8e3b4ff/a0b973925e397d9acd80e85e2eaa6e60/d5373a146ff9f200a2376054dde25677”可以被“linux\\bin\\suctionchar\_decode”程序所解密,加密算法需要用RSA私钥解密RC6对称密钥后才能解密出文件,同Dewdrop模块中的私钥一样,这个RSA私钥也可以佐证该后门与“影子经纪人”(The Shadow Brokers)泄露数据包的关联关系。  0x03 Dewdrop version 3.x 技术细节 ============================= Dewdrop模块承担了最主要的隐蔽后门功能,即BPF过滤功能,本章节主要讨论BPF引擎通信对应的实现过程。 3.1 BPF隐蔽通信初始化过程 ---------------- 1. BPF隐蔽后门的初始化是从函数\_554a7941开始的;  2. 其中sec\_bpf\_init返回了bpf\_program的结构体  3. stru\_8008300结构具体值如下:  4. bpf\_program和bpf\_insn结构分别如下:  5. 经过bpf反汇编过后的代码如下:  6. 实际运行时的bpf伪代码如下,即满足该规则的payload数据会被捕获进入到下一个处理流程;  3.2 BPF隐蔽通信数据处理过程 ----------------- 在满足BPF的捕获规则后,数据包会进入下一个流程来进行处理。 1. 在函数sec\_f\_9b510b03中可以看到Dewdrop使用select模型来处理对应的数据包  2. sec\_f\_6a42f4c9\_allinone执行伪代码如下:  3. 在 sec\_decode\_packet 中就开始了payload数据包的解密工作,内部涉及到一处作了变形处理的RSA解密算法。  3.3 BPF隐蔽通信数据格式与加密算法 -------------------- 1. Dewrop模块v3系列的载荷(payload)数据包格式如下:  2. tipoff中对Dewdrop模块的载荷(payload)数据包流程如下:  3. payload数据包中的RSA数据加密  0x04 Bvp47\_loader技术细节 ====================== loader模块的入口函数图具体如下,中间会涉及到: 1. 检测运行时环境是否正常; 2. 读取文件尾部的payloads; 3. 映射和校验payload有效性; 4. 解密payload,如果需要解密; 5. 解压缩payload,如果需要解压缩; 6. 装载内核模块; 7. 调用通知隐藏内核模块的ELF文件头; 8. fork执行Dewdrop模块后门; 9. fork执行“饮茶”(Suctionchar\_Agent)程序后门;  4.1 字符加密函数 ---------- 在样本分析过程中,首先需要处理应对的是一系列的字符串加密函数,共8处。 1. 异或0x47函数类型1:  2. 异或0x47函数类型2:  3. 变序加密函数:  4. 异或0x47函数类型3:  5. 异或0x47类型4:  6. 异或0x47  7. 加密函数  8. 异或0x47函数类型5  4.2 载荷(payload)相关的加密方式 ---------------------- 载荷(payload)在被装载过程中主要有5种解密方式。 方式一:  方式二:  方式三:  方式四:  方式五:  4.3 载荷(payload)解密流程 ------------------- 如前面所见到的main函数主体流程,载荷(payload) 解析过程是一个相对复杂的循环体流程,且伴随了诸多加密对抗。 映射和加载:  解析流程:  涉及到的解压缩流程:  linux\_gzip函数:  linux\_gzip\_inflate\_fixed函数:  linux\_gzip\_inflate\_dynamic函数:  linux\_gzip\_inflate\_codes函数:  linux\_gzip\_fill\_buf函数:  linux\_gzip\_huft\_build函数:  整体抽象出来的大致C语言代码如下(未能完全覆盖):  已知的payload文件格式如下:  在实际样本运行过程中,在上述Decode回调调用过程中也会直接开始尝试加载so类型的文件:  在试图加载后也会去尝试补丁elf文件格式的plt:  4.4 Bvp引擎初始化与内核模块加载 ------------------- 内核模块的解密与加载也会在main流程里执行,会经历如下的几个步骤: 1. 解密payload包; 2. 初始化Bvp引擎,适配对应内核版本结构; 3. 开始尝试装载ko模块,主要用于进程、文件、网络的隐藏等; 具体如下: 1. 尝试解密ko的payaload;  2. Bvp整体处理函数;  对应的伪代码:  3. Bvp引擎的初始化serial\_bvp函数  对应的伪代码:  4. serial\_bvp流程  5. 加载第一个模块qmr  6. 校验发行版:  7. 该发行版对应了TSB中的版本:  8. 校验2:  9. 内核模块加载时的参数验证1:  10. 内核模块2加载时的参数验证2:  11. 最终开始装载内核模块:  4.5 自删除的一种绕过手段 -------------- 在main函数中有2处unlink函数的调用,实际调试过程中可以暴力修改流程绕过unlink所出现的自删除:  4.6 基于Hash的API函数调用 ------------------ 在Bvp47的运行过程会有制作一张类似作基于Hash值的API函数查找的查找表。 1. 面对如下的一张Hash表;  2. 在sub\_804C2E0函数中尝试初始化  3. 在serial\_bind\_0x7bbf2c88\_函数中进一步初始化  伪C语言代码:  4.7 部分shellcode --------------- 在loader模块中还有部分是部分不太完整的加密ELF文件,经过解密后是几个shellcode形式的代码。 1. 对应的ELF头部格式定义如下:  2. 中间的几段shellcode会互相跳转  3. 共6段 shellcode  0x05 结论 ======= “饮茶”嗅探木马(Suctionchar\_Agent)程序的功能专一,综合分析Bvp47\_loader、Dewdrop等模块可以看出,“电幕行动”(Bvp47)在设计上体现了良好的架构能力。美国国家安全局(NSA)的攻击实施者可以通过Bvp47各个功能模块的灵活组合,隐蔽完成攻击任务,同时大幅降低该木马程序的暴露几率。尽管美国国家安全局(NSA)实施的攻击窃密活动具有高度的隐密性,但盘古实验室通过自有数据视野范围内的分析取证材料,结合对来源数据的深度挖掘,仍然完整地还原了世界顶级黑客组织“方程式”的攻击窃密手法。 0x06 参考 ======= 1\. Bvp47-美国NSA方程式组织的顶级后门 [https://www.pangulab.cn/post/the\\\_bvp47\\\_a\\\_top-tier\\\_backdoor\\\_of\\\_us\\\_nsa\\\_equation\\\_group/](https://www.pangulab.cn/post/the%5C_bvp47%5C_a%5C_top-tier%5C_backdoor%5C_of%5C_us%5C_nsa%5C_equation%5C_group/) 2\. The Shadow Brokers: x0rz-EQGRP [https://github.com/x0rz/EQGRP/blob/master/Linux/up/suctionchar\\\_agents.tar.bz2](https://github.com/x0rz/EQGRP/blob/master/Linux/up/suctionchar%5C_agents.tar.bz2) 4\. jtcriswell/bpfa <https://github.com/jtcriswell/bpfa> 5\. bpf-asm-explained <https://github.com/Igalia/pflua/blob/master/doc/technical/bpf-asm-explained.md> 6\. cloudflare/bpftools <https://github.com/cloudflare/bpftools> 文章转载自公众号:奇安盘古实验室 原文链接:<https://mp.weixin.qq.com/s/uLdP8sNbZDZ4TOLv3bFitw>
发表于 2022-09-13 12:27:23
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