“电幕行动”(Bvp47)技术细节报告(二)——关键组件深度揭秘
2022-9-13 10:15:55 Author: 奇安信威胁情报中心(查看原文) 阅读量:160 收藏

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。

“饮茶”嗅探木马(Suctionchar_Agent)攻击场景还原

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;

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TCPUDPICMP协议

非常规TCP标志支持

synfinackrstpushurg

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

SMTPSIPDNS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SMTPDNSTCP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:

“饮茶”嗅探木马(Suctionchar_Agent)技术细节

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SSHTELNETFTPPASSWDSURSHLOGINCSH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SSHTELNETFTPPASSWDSURSHLOGINCSH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

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:

技术分析

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:

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:

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:

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:

“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。

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。

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;

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。

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

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;
2. 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;

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

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:

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:

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:

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:

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:

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

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。

通过现有证据可以断定,遍布国际互联网的无数服务器和网络终端,以及交换机、路由器、网关、防火墙等设备,正在被美国国家安全局(NSA)的 “饮茶”嗅探木马(Suctionchar_Agent)类似程序实时监测,数以亿计的账号密码被窃取并存储到美国国家安全局(NSA)的数据库中,变成你工作生活中的重大安全隐患。

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/

2. The Shadow Brokers: x0rz-EQGRP

https://github.com/x0rz/EQGRP/blob/master/Linux/up/suctionchar_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

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文章来源: http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzI2MDc2MDA4OA==&mid=2247503763&idx=1&sn=bf26721e4e02cc41a4b44e4d835b50ac&chksm=ea6638e4dd11b1f2c885691b09140d443fa2e3eeb9771a5834d5836ff3f0455cf9ca1c7dece9#rd
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