Автоматизация обнаружения возможных путей перехвата DLL (DLL Hijacks)

Привет, хабровчане. Прямо сейчас открыт набор на новый поток курса «Пентест. Практика тестирования на проникновение». В преддверии старта курса делимся с вами переводом интересного материала.

Введение

В этой статье мы рассмотрим концепцию перехвата порядка поиска динамически подключаемых библиотек (DLL hijacking) и то, как она может быть использована для достижения устойчивости (persistence) в юзерленде в системах Windows. Этот метод описан в MITER ATT&CK в разделе: «Перехват порядка поиска DLL (T1038)».

Подмена DLL может быть использована злоумышленниками для множества разных целей, но в этой статье основное внимание будет уделено достижению устойчивости с помощью приложений с автозапуском. Например, поскольку Slack и Microsoft Teams запускаются при загрузке (по умолчанию), подмена DLL в одном из этих приложений позволит злоумышленнику получить устойчивый доступ к своей цели — всякий раз, когда пользователь входит в систему.

После представления концепции DLL, порядка поиска DLL, и подмены DLL, я раскрою процесс автоматизации обнаружения возможности перехвата DLL. В этой статье будет рассказано об обнаружении путей перехвата DLL в Slack, Microsoft Teams и Visual Studio Code.

Наконец, я обнаружил несколько путей перехвата DLL, которые использовались разными приложениями, исследовал основную причину и обнаружил, что приложения, использующие определенные вызовы API Windows, подвержены перехвату DLL, когда не работают из C:\Windows\System32\.

Я хочу поблагодарить своего коллегу Джозайю Массари (@Airzero24) за то, что он первым обнаружил некоторые из этих перехватов DLL, объяснил их методологию и вдохновил меня автоматизировать обнаружение.

Что такое DLL?

DLL — это библиотека, содержащая код и данные, которые могут использоваться одновременно более чем одной программой. (Сурс)

Функциональные возможности DLL могут быть использованы приложением Windows с помощью одной из функций LoadLibrary*. Приложения могут ссылаться на DLL, разработанные специально для этих приложений, или DLL Windows, уже находящиеся на диске в System32. Разработчики могут загружать DLL из System32, чтобы использовать в своих приложениях функционал, уже реализованный в Windows, без необходимости писать этот функционал с нуля.

Например, разработчик, которому необходимо выполнять HTTP-запросы, может использовать библиотеку WinHTTP (winhttp.dll) вместо реализации HTTP-запросов с использованием сырых сокетов.

Порядок поиска DLL и перехват

Поскольку DLL существуют в виде файлов на диске, вы можете задаться вопросом, как приложение узнает, откуда загружать DLL? Microsoft подробно задокументировала порядок поиска DLL здесь.

Начиная с Windows XP SP2, безопасный режим поиска DLL включен по умолчанию (HKEY_LOCAL_MACHINE\System\CurrentControlSet\Control\Session Manager\SafeDllSearchMode). При включенном безопасном режиме порядок поиска DLL следующий:

1. Каталог, из которого загружено приложение.
2. Системный каталог. Используйте функцию GetSystemDirectory, чтобы получить путь к этому каталогу.
3. 16-битный системный каталог. Функции, которая предоставляет путь к этому каталогу, нет, но в нем происходит поиск.
4. Каталог Windows. Используйте функцию GetWindowsDirectory, чтобы получить путь к этому каталогу.
5. Текущий каталог.
6. Каталоги, перечисленные в переменной среды PATH. Обратите внимание, что сюда не входят пути для каждого приложения, указанные в разделе реестра App Paths. Ключ App Paths не используется при вычислении пути поиска DLL.

Система может содержать несколько версий одной и той же DLL. Приложения могут управлять выбором расположения, из которого должен загружается DLL, путем указания полного пути или использования другого механизма, такого как манифест. (Сурс)

Если приложение не указывает, откуда загружать DLL, Windows использует порядок поиска DLL по умолчанию, приведенный выше. Первая позиция в порядке поиска DLL (каталог, из которого загружается приложение) представляет интерес для злоумышленников.

Если разработчик приложения предполагает загрузку DLL из C:\Windows\System32, но явно не прописал это в приложении, вредоносная DLL, помещенная в каталог приложения, будет загружена раньше, чем легитимная DLL из System32. Загрузка вредоносной DLL называется подменой (или перехватом) DLL и используется злоумышленниками для загрузки вредоносного кода в доверенные/подписанные приложения.

Использование подмены DLL для достижения устойчивости

Подмена DLL может использоваться для достижения устойчивости, когда уязвимое приложение/служба запускается и вредоносная DLL размещается в уязвимом месте. Мой коллега, @Airzero24, обнаружил подмену DLL в Microsoft OneDrive, Microsoft Teams и Slack в виде userenv.dll.

Именно эти программы стали целью перехвата, потому что по умолчанию они настроены на запуск при загрузке Windows. Это можно увидеть ниже в диспетчере задач:


Приложения Windows, настроенные на автозапуск

Чтобы проверить подмену DLL, я создал загрузчик шеллкода DLL, который запускал Cobalt Strike Beacon. Я переименовал вредоносную DLL в userenv.dll и скопировал ее в каталог уязвимого приложения. Я запустил приложение и увидел свой новый Beacon коллбек.


Cobalt Strike Beacon через перехват DLL

Используя Process Explorer, я могу проверить, действительно ли моя вредоносная DLL была загружена уязвимым приложением.


Обозреватель процессов, показывающий загруженную вредоносную DLL

Автоматическое обнаружение возможности перехвата DLL

После подтверждения ранее известного перехвата DLL, я хотел проверить, смогу ли я найти другие возможности для подмены DLL, которые можно было бы эксплуатировать.

Код, использованный в моих проверка, можно найти здесь.

На примере Slack

Чтобы начать этот процесс, я запустил Process Monitor (ProcMon) со следующими фильтрами:

• Имя процесса — slack.exe
• Результат содержит NOT FOUND
• Путь заканчивается на .dll.

Поиск отсутствующих DLL в ProcMon.

Затем я запустил Slack и изучил ProcMon на предмет любых DLL, которые Slack искал, но не смог найти.


Возможные пути перехвата DLL, обнаруженные с помощью ProcMon

Я экспортировал эти данные из ProcMon в виде CSV файла для облегчения парсинга в PowerShell.

С моей текущей DLL загрузчика шелл-кода я не смог бы легко определить имена DLL, которые были успешно загружены Slack. Я создал новую DLL, которая использовала GetModuleHandleEx и GetModuleFileName для определения имени загруженной DLL и записи его в текстовый файл.

Моя следующая цель состояла в том, чтобы проанализировать CSV-файл на наличие в списке путей к DLL, просмотреть этот список, скопировать мою тестовую DLL по указанному пути, запустить целевой процесс, остановить целевой процесс и удалить тестовую DLL. Если тестовая DLL была успешно загружена, она запишет свое имя в результирующий файл.

Когда этот процесс завершится, у меня будет список возможных перехватов DLL (я надеюсь), записанных в текстовый файл.

Всю магию в моем проекте DLLHijackTest творит скрипт PowerShell. Он принимает путь к CSV-файлу, сгенерированному ProcMon, путь к вашей вредоносной DLL, путь к процессу, который вы хотите запустить, и любые аргументы, которые вы хотите передать процессу.


Параметры Get-PotentialDLLHijack


Get-PotentialDLLHijack.ps1

Через несколько минут я проверяю текстовый файл, указанный в моей «вредоносной» DLL, на предмет возможных перехватов DLL. Я обнаружил следующие возможные пути перехвата для Slack:

PS C:Users\John\Desktop> Get-PotentialDLLHijack -CSVPath .\Logfile.CSV -MaliciousDLLPath .\DLLHijackTest.dll -ProcessPath "C:\Users\John\AppData\Local\slack\slack.exe"
C:\Users\John\AppData\Local\slack\app-4.6.0\WINSTA.dll
C:\Users\John\AppData\Local\slack\app-4.6.0\LINKINFO.dll
C:\Users\John\AppData\Local\slack\app-4.6.0\ntshrui.dll
C:\Users\John\AppData\Local\slack\app-4.6.0\srvcli.dll
C:\Users\John\AppData\Local\slack\app-4.6.0\cscapi.dll
C:\Users\John\AppData\Local\slack\app-4.6.0\KBDUS.DLL

На примере Microsoft Teams

Выполняем описанный выше процесс еще раз:

1. Используйте ProcMon для выявления потенциальных путей перехвата DLL, экспортируйте эти данные в виде CSV файла.
2. Определите путь запуска процесса.
3. Определите любые аргументы, которые вы хотите передать процессу.
4. Запустите Get-PotentialDLLHijack.ps1 с соответствующими аргументами.

Я обнаружил следующие возможные пути перехвата для Microsoft Teams:

PS C:Users\John\Desktop> Get-PotentialDLLHijack -CSVPath .\Logfile.CSV -MaliciousDLLPath .\DLLHijackTest.dll -ProcessPath "C:\Users\John\AppData\Local\Microsoft\Teams\Update.exe" -ProcessArguments '--processStart "Teams.exe"'
C:\Users\John\AppData\Local\Microsoft\Teams\current\WINSTA.dll
C:\Users\John\AppData\Local\Microsoft\Teams\current\LINKINFO.dll
C:\Users\John\AppData\Local\Microsoft\Teams\current\ntshrui.dll
C:\Users\John\AppData\Local\Microsoft\Teams\current\srvcli.dll
C:\Users\John\AppData\Local\Microsoft\Teams\current\cscapi.dll
C:\Users\John\AppData\Local\Microsoft\Teams\current\WindowsCodecs.dll
C:\Users\John\AppData\Local\Microsoft\Teams\current\TextInputFramework.dll

Примечание: Мне пришлось внести небольшие изменения в скрипт PowerShell, чтобы завершить Teams.exe, так как мой скрипт пытается завершить процесс, который он пытался запустить, в данном случае это Update.exe.

На примере Visual Studio Code

Повторяя описанный выше процесс, я обнаружил следующие потенциальные пути перехвата для Visual Studio Code:

PS C:Users\John\Desktop> Get-PotentialDLLHijack -CSVPath .\Logfile.CSV -MaliciousDLLPath .\DLLHijackTest.dll -ProcessPath "C:\Users\John\AppData\Local\Programs\Microsoft VS Code\Code.exe"
C:\Users\John\AppData\Local\Programs\Microsoft VS Code\WINSTA.dll
C:\Users\John\AppData\Local\Programs\Microsoft VS Code\LINKINFO.dll
C:\Users\John\AppData\Local\Programs\Microsoft VS Code\ntshrui.dll
C:\Users\John\AppData\Local\Programs\Microsoft VS Code\srvcli.dll
C:\Users\John\AppData\Local\Programs\Microsoft VS Code\cscapi.dll

Подмена общих (shared) DLL

Я заметил, что Slack, Microsoft Teams и Visual Studio Code совместно используют следующие DLL:

• WINSTA.dll
• LINKINFO.dll
• ntshrui.dll
• srvcli.dll
• cscapi.dll

Мне это показалось интересным, и я хотел понять, что вызывает такое поведение.

Методология: понимание путей перехвата общих DLL

Я следил за стек трейсом, когда Slack пытался загрузить WINSTA.dll, LINKINFO.dll, ntshrui.dll, srvcli.dll и cscapi.dll.

DLL с отложенной загрузкой

Я заметил сходство в стек трейсе при загрузке WINSTA.dll, LINKINFO.dll, ntshrui.dll и srvcli.dll.


Стек трейс, когда Code.exe пытается загрузить WINSTA.dll


Стек трейс, когда Teams.exe пытается загрузить LINKINFO.dll,


Стек трейс, когда Slack пытается загрузить ntshrui.dll

Стек трейс постоянно содержит вызов _tailMerge_<dllname>_dll, delayLoadHelper2 за которым следует LdrResolveDelayLoadedAPI. Такое поведение было одинаковым для всех трех приложений.

Я определил, что это поведение связано с отложенной загрузкой DLL. Из стек трейса при загрузке WINSTA.dll я мог видеть, что модулем, ответственным за эту отложенную загрузку, был wtsapi32.dll.

Я открыл wtsapi32.dll в Ghidra и использовал Search -> For Strings -> Filter: WINSTA.dll. Двойной клик по найденной строке приведет вас к ее локации в памяти.


Строка «WINSTA.dll» в wtsapi32.dll

Кликнув правой кнопкой мыши по локации в памяти, мы сможем найти любые ссылки на этот адрес.


Ссылки на WINSTA.dll

Следуя ссылкам, мы видим, что строка WINSTA.dll передается в структуру с именем ImgDelayDescr. Глядя на документацию по этой структуре, мы можем подтвердить, что она связана с отложенной загрузкой DLL.

typedef struct ImgDelayDescr {
   DWORD        grAttrs;        // атрибуты
   RVA          rvaDLLName;     // RVA в имя dll 
   RVA          rvaHmod;        // RVA дескриптора модуля
   RVA          rvaIAT;         // RVA IAT
   RVA          rvaINT;         // RVA INT
   RVA          rvaBoundIAT;    // RVA опциональной привязки IAT
   RVA          rvaUnloadIAT;   // RVA опциональной копии оригинального IAT
   DWORD        dwTimeStamp;    // 0, если не привязано,
                                // O.W. дата/таймстемп DLL, привязанной к (Old BIND)
   } ImgDelayDescr, * PImgDelayDescr;

Эту структуру можно передать в __delayLoadHelper2, который будет использовать LoadLibrary/GetProcAddress для загрузки указанной DLL и исправления адреса импортируемой функции в таблице адресов импорта отложенной загрузки (IAT).

FARPROC WINAPI __delayLoadHelper2(
   PCImgDelayDescr pidd,  // Константный указатель на структуру ImgDelayDescr
   FARPROC * ppfnIATEntry // Указатель на слот в IAT отложенной загрузки
);

Найдя другие ссылки на нашу структуру ImgDelayDescr, мы можем найти вызов __delayLoadHelper2, который затем вызывает ResolveDelayLoadedAPI. Я переименовал имя функции, типы и переменные, чтобы облегчить понимание.


__delayLoadHelper2 и ResolveDelayLoadedAPI в Ghidra

Отлично! Это соответствует тому, что мы видели в нашем ProcMon стек трейсе, когда Slack пытался загрузить WINSTA.dll.


__delayLoadHelper2 и ResolveDelayLoadedAPI в ProcMon.

Такое поведение было единообразно для WINSTA.dll, LINKINFO.dll, ntshrui.dll и srvcli.dll. Основным отличием каждой DLL с отложенной загрузкой была «родительская» DLL. Во всех трех приложениях:

• wtsapi32.dll отложено загружала WINSTA.dll
• shell32.dll отложенно загружала LINKINFO.dll
• LINKINFO.dll отложено загружала ntshrui.dll
• ntshrui.dll отложено загружала srvcli.dll

Заметили что-нибудь интересное? Похоже, что shell32.dll загружает LINKINFO.dll, который загружает ntshrui.dll, который, наконец, загружает srvcli.dll. Это подводит нас к нашему последнему общему потенциальному варианту подмены DLL — cscapi.dll.

Подмена DLL в NetShareGetInfo и NetShareEnum

Я следил за стек трейсом, когда Slack пытался загрузить cscapi.dll и видел вызов LoadLibraryExW, который, по-видимому, исходил из srvcli.dll.


Стек трейс при загрузке cscapi.dll

Я открыл srvcli.dll в Ghidra и использовал Search -> For Strings -> Filter: cscapi.dll. Двойной клик по найденной строке и переход по ссылкам приводит к ожидаемому LoadLibrary вызову.


srvcli.dll вызывает LoadLibrary для cscapi.dll

Переименовав функцию, содержащую вызов LoadLibrary, и проследовав по ссылкам, я получил два места использования функции:

• NetShareEnum
• NetShareGetInfo

NetShareEnum загружает cscapi.dll


NetShareGetInfo загружает cscapi.dll

Я проверил это с помощью РоС программ, которые вызывали NetShareEnum и NetShareGetInfo:


NetShareEnum.exe загружает cscapi.dll


NetShareGetInfo.exe загружает cscapi.dll

Результаты

В Slack доступны следующие пути подмены DLL:

C:\Users\John\AppData\Local\slack\app-4.6.0\WINSTA.dll
C:\Users\John\AppData\Local\slack\app-4.6.0\LINKINFO.dll
C:\Users\John\AppData\Local\slack\app-4.6.0\ntshrui.dll
C:\Users\John\AppData\Local\slack\app-4.6.0\srvcli.dll
C:\Users\John\AppData\Local\slack\app-4.6.0\cscapi.dll
C:\Users\John\AppData\Local\slack\app-4.6.0\KBDUS.DLL

В Microsoft Teams доступны следующие пути подмены DLL:

C:\Users\John\AppData\Local\Microsoft\Teams\current\WINSTA.dll
C:\Users\John\AppData\Local\Microsoft\Teams\current\LINKINFO.dll
C:\Users\John\AppData\Local\Microsoft\Teams\current\ntshrui.dll
C:\Users\John\AppData\Local\Microsoft\Teams\current\srvcli.dll
C:\Users\John\AppData\Local\Microsoft\Teams\current\cscapi.dll
C:\Users\John\AppData\Local\Microsoft\Teams\current\WindowsCodecs.dll
C:\Users\John\AppData\Local\Microsoft\Teams\current\TextInputFramework.dll

В Visual Studio Code доступны следующие пути подмены DLL:

C:\Users\John\AppData\Local\Programs\Microsoft VS Code\WINSTA.dll
C:\Users\John\AppData\Local\Programs\Microsoft VS Code\LINKINFO.dll
C:\Users\John\AppData\Local\Programs\Microsoft VS Code\ntshrui.dll
C:\Users\John\AppData\Local\Programs\Microsoft VS Code\srvcli.dll
C:\Users\John\AppData\Local\Programs\Microsoft VS Code\cscapi.dll

Кроме того, я обнаружил, что программы, использующие NetShareEnum и NetShareGetInfo, предоставляют возможность подмены DLL в форме cscapi.dll из-за жестко захардкоженного вызова LoadLibrary. Я подтвердил это поведение с помощью Ghidra и PoC.

Заключение

Напомним, что перехват DLL — это метод, с помощью которого злоумышленники могут повлиять на выполнение кода в подписанных/доверенных приложениях. Я создал инструменты, помогающие автоматизировать обнаружение путей перехвата DLL. Используя этот инструмент, я обнаружил пути перехвата DLL в Slack, Microsoft Teams и Visual Studio Code.

Я заметил, что пути перехвата DLL этих трех приложений частично совпадают, и исследовал причину. Я осветил свою методику понимания данного совпадения. Я узнал о DLL с отложенной загрузкой и обнаружил два вызова API, которые делают возможным перехват DLL в любой программе, которая их вызывает:

• NetShareEnum загружает cscapi.dll
• NetShareGetInfo загружает cscapi.dll

Спасибо, что нашли время, чтобы прочитать эту статью, надеюсь, вы узнали кое-что новое о Windows API, Ghidra, ProcMon, DLL и перехвате DLL!

Ссылки

Большой привет моим коллегам Дэниелу Хейнсену (@hotnops), Ли Кристенсену (@tifkin_) и Мэтту Хэнду(@matterpreter) за то, что они помогли справиться с Ghidra/ProcMon!

---

Проверка публичных PoC для использования при пентесте

---

Читать ещё:

• Итак, вы хотите стать аналитиком в области сетевой безопасности…
• JWT: Атака на цифровую подпись VS MAC-атака
• Побег из привилегированных Docker-контейнеров