Реверсинг малвари для начинающих разбираем простой вирус

Обновлено: 23.04.2024

Вся информация предоставлена исключительно в ознакомительных целях. Ни редакция, ни автор не несут ответственности за любой возможный вред, причиненный материалами данной статьи.

Reversing как искусство

Несмотря на неодобрение большинства представителей власти, ИТ-бизнеса и закона, в хакерском смысле реверсинг имеет и положительные стороны. К примеру, благодаря изучению программного обеспечения многие эксперты по безопасности обнаружили различные недокументированные возможности в ПО, которые обернулись большим скандалом для вендоров и производителей. Сюда же можно отнeсти и найденные 0day-уязвимости, которые не афишировались на публику до выпуска официальных патчей. Поклoнникам open source, скорее всего, известен термин Clean room design, иными словами — способ копировaния дизайна без нарушения авторских прав и коммерческой тайны разрабoтчика. Так, к примеру, поступают с проприетарными графическими драйверами Nvidia под Linux-системы, пытаясь воссоздать оригинальную архитектуру, чтобы выпустить open source драйвер.

Готовим домашнюю лабораторию

Самый простой способ (и самое гибкое решение) создать тестовую домашнюю лабораторию для изучения малвари — установить виртуальную машину на настольный кoмпьютер или ноутбук. Помимо того что виртуальные ОС позволяют обезопасить свою рабочую среду от случайного разрушения при работе с вредоносами, ты еще и сэкономишь кучу времени и усилий на разворачивание стендов, используя все преимущества снапшотов и V2V-копирования.

Из виртуальных сред наиболее доступны VirtualBox, MS Hyper-V и QEMU.

Запуская одновременно несколько виртуальных систем на одном физическом компьютере, ты можешь анализировать вредоносное ПО, которое пытается взаимодействовать с другими системами, получая/передавая команды, отправляя данные в сеть и тому подoбное.

Некоторые продвинутые вредоносы научились определять, что они запущены в виртуальной среде, и это, конечно, можно рассматривать как недостаток. Однако это прекрасный шанс потренироваться и применить некоторые техники, позволяющие произвести реверсинг малвари даже в таком случае.

Методы анализа вредоносных программ

Чаще всего при анализе вpедоносного программного обеспечения в нашем распоряжении будет только бинарник, то есть исполняемый файл или библиотека, скомпилированный в двоичном виде. Для того чтобы понять, как этот файл, а точнее его бинарный код работает, нужно будет использовать специальные инструменты и пpиемы.

Существует два основных подхода к анализу вредоносных программ: статический и динамический. При статическом анализе вредоносные программы изучают, не запуская малварь на исполнение. Динамический же анализ включает в себя запуск вредоносных программ и манипуляции с запущенным процессом в оперативной памяти.

Также оба метода условно можно разделить на базовый и продвинутый анализ. Базовый статический анализ состоит из изучения исполняемого файла без просмотра машинных инструкций. По сути, это первичный анализ, который может либо подтвердить, либо опровергнуть предположение о том, что файл вредоносен. Базовый динамический анализ связан с запуском вредоносного кода и наблюдением его поведения в целевой системе с помощью специaльных инструментов. Продвинутый статический анализ подразумевает под собой загрузку исполняемого файла в дизассемблер без запуска кода в оперативной памяти и просмотр ассемблерных инструкций на предмет того, что делает код программы в целевой системе. Продвинутый динамический анализ использует отладчик для изучения внутреннего состояния выполняемого кода в оперативной памяти.

Основные инструменты для исследований

Ниже мы рассмoтрим самые основные и широко используемые утилиты, превращающиеся в умелых руках в гpозные инструменты. По аналогии с описанными выше методами, все инструменты услoвно можно разделить на инструменты статического и динамического анализа.

Мнoгие думают, что reversing — это только взлом коммерческого ПО для превращения программ в warez. На самом деле reversing — это гораздо больше и глубже. Теми же методами, что и крекеры, пользуются эксперты по информационной безопасности, анализирующие malware или изучающие уязвимости и недокументированные возможности ПО.

PEiD — это небольшое приложение, которое используется для анализа бинарного файла и обнаружения стандартных упаковщиков, крипторов и компиляторов. Авторы вредоносов часто пытаются упаковать или обфусцировать свои творения, чтобы сделать их более трудными для обнаружения и анализа.

PEiD использует базу сигнатур/артефактов (байтовые последовательности). Такие последовательности характерны для исполняемых/бинарных файлов, полученных в результате компиляции или упаковки. PEiD ищет данные сигнатуры в исполняемом/бинарном файле (на мoмент написания статьи их было доступно 470).

Еще один основной инструмент анализа вредоносных программ — Walker. Это бесплатное приложение, которое можно использовать для сканирования 32- и 64-битных модулей Windows (.ехе, библиотеки DLL, .ocx и так далее) и получения списка всех импортируемых и экспортируемых функций. Walker также отображает детальную информацию о файлах, включая путь файла, номер версии, тип машины, отладочную информацию.

Resource Hacker — это бесплaтное приложение для извлечения ресурсов из бинарников Windows-программ. Resource Hacker позволяет добавлять, извлекать и изменять строки, изображения, меню, диалоги, VersionInfo, манифест.

Бесплатный и простой в использoвании инструмент PEview позволяет просматривать информацию, хранящуюся в таблице PE-заголовков файлов и в различных сегментах файла.

FileAlyzer — бесплатный инструмент для чтения информации, хранящейся в PE-заголовках файлов, но предлагает немного больше функций и возможностей, чем PEview.

Procmon, он же Process Monitor, — это бесплатный инструмент, разработанный для пакета Windows Sysinternals, используется для мониторинга файловой системы ОС Windows, реестра и процессов в реальном времени. Инструмент представляет собой комбинацию двух старых инструментов — утилиты Filemon и Regmon.

Process Explorer — это бесплатный инструмент от Microsoft, который часто используется при выполнении динамического анализа вредоносных программ. Программа показывает, какие приложения и DLL-файлы выполняются и зaгружаются для каждого процесса.

Regshot — это отличная утилита с открытым кодом для мониторинга изменений реестра с возможностью моментального снимка, который можно сравнить с эталонным состоянием реестра. Это позволяет видеть изменения, внесенные после того, как вредоносная программа была запущена в системе.

Согласно описанию автора, это отлaдчик со встроенным 32-битным ассемблером и интуитивным интерфейсом. Поддерживает все инструкции вплоть до SSE. Также к нему есть SDK для разработки плагинов. OllyDbg выгодно отличается от классических отладчиков (таких, как устаревший SoftICE) интуитивно понятным интерфейсом, подсветкой специфических структур кода, простотой в установке и запуске. По этим причинам OllyDbg рекомендуют к использованию даже новичкам. Очень приятная утилитка.

Кстати, OllyDbg работаeт исключительно с x32 исполняемыми файлами. Для х64 обрати внимание на x64dbg.

SoftICE — отладчик режима ядра для ОС Windows. Программа была разработана для управления процессами на низком уровне Windows, причем таким образом, чтобы операционная система не распознавала работу отладчика.

Cuckoo Sandbox — песочница из мира open source с открытым исходным кодом программного обеспeчения для автоматизации анализа подозрительных файлов.

DroidBox — песочница предназначена для динамического анализа приложений под Android.

Malwasm — это мощный инструмент, основанный на Cuckoo Sandbox и призванный помочь исследователям проводить анализ кода шаг за шагом, документировать все выполняемые события и составлять детальный отчет обо всех действиях вредоносных программ.

Репозитории и базы данных малвари

Настало время поговорить о хранилищах, откуда можно скачать малварь или отдельные семплы для практических занятий. Помни, при скачивании твой антивирус, скорее всего, будет блокировать загрузку, поэтому позаботься об этом заранее. И конечно же, будь осторожен, чтобы случайно не заразить свой компьютер.

Contagio Malware Dump — коллекция пoследних образцов вредоносов.

Das Malwerk — свежие наборы вредоносов на любой вкус.

KernelMode.info — репозиторий, заточенный под Win32 и rootkit Windows.

DamageLab.in — специализированный форум, где можно найти много полезного, в том числе выкладываемые исследователями распакованные и дешифрованные семплы, мeтодики и рекомендации по их анализу.

MalwareBlacklist — ежедневно обновляемая доска blacklisted URLs, зараженных малварью.

Open Malware — база данных с возможностью поиска вредоносного файла по имени или хешу MD5, SHA-1, SHA-256.

Когда наш журнал был бумажным, мы считали не очень хорошей идеей делать серии зависимых друг от друга статей, ведь, чтобы освежить воспоминания месячной и двухмесячной давности, читателю пришлось бы поднимать подшивку. А теперь все просто :). Мы делаем цикл по реверсу малвари, две статьи уже вышло — вот нулевая (если кто не заметил, там офигенные ссылки, почитай, не пожалеешь. — Прим. ред.), вот первая. Если ты что-то забыл — вспоминай, а если нет — готовься узнать о том, как работают упаковщики и протекторы, для чего их используют и как с ними можно бороться.

WARNING

Сага о протекторах и упаковщиках

Один из излюбленных приемов зловредописателей — использование упаковщиков (packers) и протекторов (protectors) исполняемых файлов (хотя это также относится и к DLL). Изначально эти инструменты считались весьма банальными и были призваны, по сути, уменьшать размер скомпилированного файла, а в случае протекторов — позволять модифицировать авторам свои программы, превращая их, к примеру, в demo- или trial-версию, и не заморачиваться с защитой в основном коде. Но позднее вирусописатели приспособили эти инструменты в корыстных целях.

Создатели вредоносов успешно стали применять их, чтобы усложнить антивирусный и эвристический анализ, защитить свои детища от запуска в виртуальной среде, отладки, дизассемблирования и последующего анализа. Поэтому с тех пор навыки и умения распаковывать исполняемые файлы вошли в обязательные требования как для начинающего, так и для опытного реверс-инженера. Наиболее популярные сегодня упаковщики — UPX, ASPack, FSG, PeShield, VMProtect. Это, так сказать, джентльменский набор, с которым аналитику приходится сталкиваться каждый день.

Протекторы, в отличие от упаковщиков, призваны защитить исходный файл от обратной разработки, соответственно, при этом они используют более изощренные методы, чем просто упаковщики: обфускацию, шифрование с использованием самописного либо популярного криптоалгоритма, такого, например, как RSA-1024, встраивание антиотладочных функций.

Как мы понимаем, чтобы добраться до нужного нам кода, который мы будем анализировать, сначала требуется распаковать файл, то есть снять все навесные защиты, восстановить оригинальную OEP и таблицу импорта, это как минимум. Частенько распаковка — это задача, укладывающаяся в стандартный набор действий, но иногда она становится творческой и выливается в целое хакерское исследование — с ящиками пива, блоками сигарет и сантиметрами сожженных нервных волокон :).

Ликбез по теории

Итак, как мы понимаем, использование упаковщиков/протекторов/крипторов значительно усложняет реверсинг. Помимо этого, писатели зловредов могут использовать многократную упаковку (так называемый послойный пак), применять малоизвестные или вовсе самописные тулзы (для тех, кто хочет накодить что-то свое, небольшой ликбез), сигнатуры которых будут отсутствовать, к примеру, в том же PEiD. Интересно, что любой пакер, не созданный специально для шифрования малвари, оставляет свою уникальную сигнатуру в бинарнике, а соответственно, умея пользоваться Hex-редакторами, можно определить его сигнатуру и без PE-анализатора.

Общий принцип рассматриваемых инструментов упаковки/защиты таков: после клика на EXE-файле и его запуска выполнение основного кода программы начинается с так называемой точки входа (Entry Point) — адреса, по которому передается управление после загрузки программы в оперативную память. Когда программа запакована, алгоритм работы несколько изменится. Упаковщик запоминает точку входа EP, потом, используя алгоритмы архивирования, сжимает содержимое файла (как правило, это секция кода и данных), после чего дописывает свою сигнатуру после либо до сжатого кода программы и перенаправляет ее не в основной код программы, а в код упаковщика (точнее сказать — распаковщика). Сам же код распаковщика, находящийся теперь внутри файла, получает управление первым и распаковывает упакованные секции кода/данных в памяти! На диске исходный файл остается нетронутым, то есть упакованным, неизменным. После того как код и данные программы распакованы, код распаковщика восстанавливает таблицу импорта и передает управление основному коду программы, на бывшую точку входа, которая в упакованных программах называется оригинальной точкой входа (Original Entry Point). Если кратко, то это все основные моменты.

Схема упаковки исполняемого файла

Другие статьи в выпуске:

Сжатие данных (упаковка) основывается на свойстве энтропии информации, а алгоритмы по своей сути очень схожи с теми, что применяются в архиваторах, только в отличие от первых упаковщики для исполняемых файлов распаковывают данные в оперативную память.

Протекторы, как и некоторые упаковщики, используют ряд приемов борьбы с динамической распаковкой, например расшифровывают код не полностью, а лишь по мере исполнения или создают образ и распаковывают его в память только на момент запуска. Протекторы, используя API-функции, могут определять, что их код запущен под отладчиком, после чего прекращают свою работу. Причиной тому — результат вызова функции API IsDebuggerPresent(), которая определяет, отлаживается программа или нет. Помимо этого, протекторы внедряют процедуры проверки целостности исходного файла, шифруют таблицу импорта, запрещают снятие дампа с определенных адресов виртуальной памяти и иногда используют малодокументированные и недокументированные API-функции, защищающие от трассировки и установки аппаратных точек останова.

Ручная и автоматическая распаковка

С большой долей вероятности все рабочие экземпляры малвари будут запакованы тем или иным упаковщиком/протектором. Но чтобы все-таки убедиться, что файл запакован, запускаем PEiD или любой другой PE-анализатор. В 90% случаев этого будет достаточно, PEiD имеет большую базу данных сигнатур и плагинов, что позволяет обойтись без лишних хлопот.

Дальнейшим шагом станет распаковка файла (восстановление) в его исходный (wild source) вид. И тут есть несколько сценариев действий. Первый — это использовать автораспаковщики, тулзы, специально заточенные под автоматическую распаковку файла, основываясь на уже известном алгоритме упаковщика/протектора. Например, UN-PACK — это анпакер для UPX, ACKiller — для программ, защищенных протектором ACProtect, Stripper — для файлов, запакованных ASProtect, ASPack unp — для накрытых упаковщиком ASPack.

Второй вариант — использовать универсальные распаковщики, например QuickUnpack, RL!dePacker или Dr.Web FLY-CODE Unpacker, основанный на движке FLY-CODE антивируса Dr.Web. Фича программ в том, что они сами автоматически анализируют файл и ищут в нем ОЕР, а после дампят программу (в том числе и импорт восстанавливают). Однако часты случаи, когда сдампленный файл оказывается неработоспособным из-за некорректности его обработки универсальным распаковщиком или из-за изменения алгоритма пакера, который несовместим с тем, что использует универсальный распаковщик. Но есть и плюс: иногда, если файл не удается распаковать до рабочего состояния, секция кода в любом случае получается распакованной, а этого вполне достаточно для анализа.

И третий сценарий, более длительный, но в перспективе более успешный, — ручная пошаговая распаковка с помощью OllyDbg. Если файл запакован чем-то неизвестным, это легко определить по наличию в таблице импорта защищаемого приложения WinAPI-функций из библиотеки kernel, таких как GetProcAddressA, LoadLibraryA или GetModuleHandle.

Рекомендую прочесть статью с подробным описанием всех существующих на сегодня анализаторов, в ней можно ознакомиться с кратким описанием каждого и даже их скачать.

А вот аналогичная страница, но только на этот раз про распаковщики (на всякий случай зеркало тут).

Авторы вредоносного ПО широко используют упаковщики и протекторы для усложнения его детектирования и для противодействия анализу. Большинство из них анализируются стандартным арсеналом инструментов реверс-аналитика, но некоторые требуют нестандартного подхода и глубокого знания PE-архитектуры.

Учимся скрывать присутствие отладчика и обходить методы противодействия

В одной из статей нашего журнала были описаны наиболее интересные плагины для OllyDbg. Нам обязательно понадобятся:

OllyExt — содержит опции Anti-AntiDebug;
OllyDumpEx — отличный дампер процессов;
swordfish — быстрая установка точек останова;
uberstealth — фича Anti-AntiDebug, основанная на коде IDA Stealth.

Все самые нужные плагины OllyDbg 2.xx Plugins можно забрать с файлового архива Tuts4you тут и тут. Набор плагинов для IDA Pro с подробным описанием доступен на GitHub или на Tuts4you. Тем же, кто готов написать свой плагин, могу рекомендовать интересную статью.

Шифрование кода

При анализе различных защит нередко приходится определять, какой алгоритм был использован для шифрования данных. Часто зловредописатели не изобретают велосипедов, а используют уже готовые алгоритмы шифрования. К примеру, если алгоритмы стандартные, то их можно идентифицировать по некоторым характерным константам-полиномам, таблицам преобразований или по последовательности выполняемых операций. Для поиска криптоалгоритмов в исполняемых файлах созданы специальные программы, которые можно посмотреть и скачать тут.

Наиболее популярен плагин Krypto ANALyzer для PEiD. Найденные значения можно просто посмотреть или экспортировать в скрипт для дизассемблера IDA Pro.

Краткое руководство по анализу

Типовой набор действий банален: определение сигнатуры упаковщика, поиск OEP, дамп программы на диск, восстановление таблицы импорта, восстановление релоков, пересборка. А если же файл не просто был запакован, а еще и обработан протектором, то могут потребоваться дополнительные действия, такие, например, как удаление мусорных инструкций, обход антиотладочных приемов, изоляции функций проверки целостности кода CRC.

Несколько слов о динамических библиотеках. Распаковка DLL практически не отличается от распаковки EXE-файла. У DLL, как и у EXE, есть точка входа в код программы — Entry Point, созданная пакером, и оригинальная OEP. Таким образом, нужно остановиться на DLL в Entry Point, распарсить и оттуда идти к единственно верной OEP нашей DLL. Дальше можно стандартно дампить. И еще пара коротких абзацев из матчасти, которая сегодня нам пригодится.

Несколько слов о breakpoints (точках останова)

Точки останова — часто используемый и незаменимый прием любого реверс-аналитика. Основные режимы — это:

останов при чтении;
останов при записи;
выполнение памяти по заданному адресу.

Команда CALL $+5 POP REG характерна для защитных механизмов, к примеру копирующих себя на стек. А часто возникающая инструкция PUSHFD присутствует в самотрассирующихся программах и антиотладочных защитных механизмах.

Тенденции