Unit 42研究人员检查了几个包含Cobalt Strike组件的恶意软件样本，并发现通过分析进程中关键执行工件可以捕获这些样本。
cobalt strike(简称CS)是一款团队作战渗透测试神器,分为客户端及服务端，一个服务端可以对应多个客户端，一个客户端可以连接多个服务端。它不仅在红队中流行，而且也被用于恶意目的。
尽管该工具包只出售给受信任的组织进行安全测试，但由于源代码泄露，它的各种组件不可避免地进入了攻击者的武器库，从勒索软件组织到国家支持的攻击组织。滥用Cobalt Strike的恶意软件甚至在2020年臭名昭著的SolarWinds供应链攻击事件发挥了作用。
为什么是Cobalt Strike？
Cobalt Strike之所以被如此广泛的利用，主要是因为Cobalt Strike集成了端口转发、扫描多模式端口Listener、Windows exe程序生成、Windows dll动态链接库生成、java程序生成、office宏代码生成，包括站点复制获取浏览器的相关信息等。由于它的设计是从底层开始的，所以攻击者会定期使用它引入新的规避技术。
Cobalt Strike的主要优点之一是，一旦初始加载程序被执行，它主要在内存中运行。当有效负载是静态防护的、仅存在于内存中并且拒绝执行时，这种情况会给检测带来问题。这对许多安全软件产品来说都是一个挑战，因为扫描内存绝非易事。
在许多情况下，Cobalt Strike是在目标网络中获得初始足迹的自然选择。攻击者可以使用具有大量部署和混淆选项的构建器，根据可定制的模板创建最终有效负载。
该有效负载通常以加密或编码的形式嵌入到文件加载程序中。当受害者执行文件加载程序时，它将有效负载解密/解码到内存中并运行它。由于有效负载以其原始形式存在于内存中，因此由于某些特定功能，可以很容易地检测到它。
作为恶意软件研究人员，我们经常看到潜在的有趣的恶意样本，结果只是Cobalt Strike的加载程序。通常也不清楚加载程序是由红队创建的还是真正的攻击者创建的，因此使归因更具挑战性。
接下来我们将深入研究三种不同的Cobalt Strike加载程序，它们是由我们设计的一个新的基于管理程序的沙箱检测到的，该沙箱允许我们分析内存中的工件。每个示例加载不同的植入类型，即SMB、HTTPS和stager信标。我们将这些Cobalt Strike装载程序称为KoboldLoader, MagnetLoader和LithiumLoader。我们还将讨论可以用来检测这些有效负载的一些方法。
KoboldLoader SMB信标
以以下样本为例
SHA256: 7ccf0bbd0350e7dbe91706279d1a7704fe72dcec74257d4dc35852fcc65ba292
这个64位KoboldLoader可执行文件使用各种已知的技巧来绕过沙盒，并使分析过程更加耗时。
为了绕过只挂钩高级用户模式函数的沙盒，它只调用内置API函数。为了使分析人员的工作更加困难，它通过哈希而不是使用纯文本字符串来动态解析函数。恶意软件包含调用以下函数的代码：
该恶意软件创建了两个单独的函数哈希/地址对表。一个表包含所有内置函数的一对，而第二个表只包含Nt*个函数对。
对于所使用的Rtl*函数，它循环遍历第一个表并搜索函数哈希以获得函数地址。对于使用的Nt*函数，它遍历第二个表并同时增加一个计数器变量。
当找到哈希时，它将获取计数器值，即相应内置函数的系统调用号，并输入自定义系统调用存根。这有效地绕过了许多沙盒，即使挂接了较低级别的内置函数而不是高级函数。
加载程序的整体功能相对简单，并使用映射注入来运行负载。它生成Windows工具sethc.exe的子进程，创建一个新部分，并将解密的Cobalt Strike信标加载程序映射到其中。Cobalt Strike加载程序的最终执行是通过调用RtlCreateUserThread来加载SMB信标的。
内存中的规避功能
通过新的基于管理程序的沙盒，我们能够在内存中检测到解密的Cobalt Strike SMB信标。这个信标加载程序甚至使用了一些内存中的规避功能，创建了一种奇怪的嵌合体文件。虽然它实际上是一个DLL，但“MZ”神奇的PE字节和随后的DOS标头被一个小的加载程序shellcode覆盖，如下图所示。
解密的Cobalt Strike SMB信标shellcode
shellcode加载程序跳转到导出的函数DllCanUnloadNow，该函数在内存中准备SMB信标模块。为此，它首先加载Windows pla.dll库，并清空代码段(.text)中的一大块字节。然后，它将信标文件写入该blob并修复导入地址表，从而创建一个可执行内存模块。
在分析该文件的过程中，我们可以找出所使用的一些内存内规避功能，如下表所示。
内存内规避功能
总之，信标加载程序和信标本身是同一个文件。PE标头的部分用于跳转到导出函数的shellcode，该函数反过来在Windows DLL中创建自己的模块。最后，shellcode跳转到信标模块的入口点，在内存中执行它。
如上所述，我们没有办法成功检测我们的KoboldLoader示例的信标，除非我们可以在执行过程中查看内存内部。
MagnetLoader
我们将研究的第二个加载程序是一个模仿合法库的64位DLL。
SHA256:6c328aa7e903702358de31a388026652e82920109e7d34bb25acdc88f07a5e0
这个MagnetLoader示例试图在一些方面看起来像Windows文件mscms.dll，通过使用以下类似的功能：
相同的文件描述；
一个具有许多相同函数名的导出表；
几乎相同的资源；
一个非常相似的互斥锁；
这些功能也显示在下图中，其中恶意软件文件与有效的mscml.dll进行了对比。
MagnetLoader(左)和mscml.dll(右)的文件描述、导出表和资源的比较
MagnetLoader不仅尝试静态地模拟合法的Windows库，而且在运行时也如此。
MagnetLoader的所有导出函数内部调用相同的主要恶意软件例程。当调用其中一个时，首先运行DLL入口点。在入口点，恶意软件加载原始的mscms.dll，并解析它所伪造的所有函数。
这些原始函数的地址在执行伪方法后被存储和调用。因此，每当调用MagnetLoader的导出函数时，它都会运行主恶意软件例程，然后调用mscms.dll中的原始函数。
主要的恶意软件例程相对简单。它首先创建了一个名为SM0:220:304:WilStaging_02_p1h的互斥体，看起来与mscms.dll创建的原始互斥体非常相似。
Cobalt Strike信标加载程序被解密到内存缓冲区中，并在一个已知的技巧的帮助下执行。加载程序没有直接调用信标加载程序，而是使用Windows API函数EnumChildWindows来运行它。
该函数包含三个参数，其中一个是回调函数。恶意软件可能滥用此参数，通过回调函数间接调用地址，从而隐藏执行流程。
LithiumLoader
最后一个Cobalt Strike示例是DLL侧加载链的一部分，其中使用了一种安全软件的自定义安装程序。DLL侧加载是一种劫持合法应用程序以运行独立的恶意DLL的技术。
SHA256: 8129 bd45466c2676b248c08bb0efcd9ccc8b684abf3435e290fcf4739c0a439f
这个32位的LithiumLoader DLL是由攻击者自定义创建的Fortinet VPN安装包的一部分，该安装包以FortiClientVPN_windows.exe (SHA256: a1239c93d43d657056e60f6694a73d9ae0fb304cb6c1b47ee2b38376ec21c786)的形式提交给VirusTotal。
FortiClientVPN_windows.exe文件不是恶意的或被破坏的。由于该文件是签名的，攻击者利用它来逃避反病毒检测。
安装程序是一个自解压缩RAR存档，包含以下文件：
FortiClientVPN_windows.exe文件内容
自解压脚本命令如下：
自解压脚本命令列表
当安装程序运行时，所有文件都会被无声地放到本地%AppData%文件夹中，两个可执行文件都会启动。当FortiClient VPN安装程序执行时，WinGup工具侧加载libcurl.dll LithiumLoader恶意软件。恶意软件之所以这样做，是因为它从libcurl库的合法副本中导入了以下函数，如下图所示：
导入WinGup.exe的地址表
此威胁还试图通过PowerShell将%AppData%文件夹路径添加到Windows防御器中的排除列表中。
在启动GUP.exe时，恶意的libcurl.dll文件被加载到进程空间中，因为它静态地导入上图所示的函数。虽然所有四个libcurl函数都在运行，但只有curl_easy_cleanup包含在编译库的新版本时注入的恶意例程。因此，我们不是在处理合法DLL的打了补丁的版本。这是一种更干净的解决方案，不会像在其他恶意软件中经常看到的那样，在插入恶意程序后破坏代码。
这个curl_easy_cleanup函数通常只包含一个子例程(Curl_close)，并且没有返回值(如其在GitHub上的源代码所示)。修改后的函数如下图所示。
修改了libcurl.dll的curl_easy_cleanup导出函数
load_shellcode函数通过XOR和密钥0xA解密shellcode，如下图所示。
Shellcode加载程序函数load_shellcode()
这个函数通过EnumSystemGeoID间接运行Cobalt Strike阶段shellcode，而不是直接跳转到它。这个Windows API函数有三个参数，最后一个参数是一个被LithiumLoader滥用的回调函数。
Cobalt Strike stager shellcode是从Metasploit借来的，是反向的HTTP外壳负载，它使用以下API函数：
shellcode连接到以下URL，其中包含泰国一所大学的IP地址
LithiumLoader检测问题
在本文发布时，Cobalt Strike信标的有效负载已不再可用。如果API调用的执行报告中没有有效负载或任何可操作的信息，沙盒通常很难确定样本是否恶意。这个示例本身没有任何可以被归类为恶意的功能。
通过内存分析寻找Cobalt Strike
在这三个例子中都存在一些常见的检测挑战。这些示例不能在正常的沙盒环境中执行。但是正如我们所讨论的，如果我们在执行期间查看内存内部，就可以使用大量的信息进行检测，比如函数指针、已解码的加载程序阶段和其他工件。
为了准确地检测，研究人员发现解决高度规避恶意软件的一个关键功能是，除了使用系统API更好地理解所发生的事情外，还需要在执行样本时查看内存。
研究人员发现，在恶意软件检测中，查看执行关键点的内存增量，以提取有意义的信息和工件是很有用的。当我们的系统处理大量的样本时，要实现大规模的工作有很多挑战。接下来，我们将详细介绍目前从内存中收集的一些主要类型的数据，以帮助检测。尽管我们在本文介绍的是通过内存方法，但我们绝不是说检测和记录API调用对检测没有用。
自动有效负载提取
如上所述，恶意软件开发者混淆其有效负载越来越普遍。虽然使用可执行打包器可以压缩和模糊文件来实现这一点并不新鲜，但当它与逃避策略结合使用时就会出现问题，因为没有对准确检测有用的静态或动态数据。
编码、压缩、加密或下载额外的执行阶段的策略有无限的组合。为这些有效负载制作签名的能力显然是分析师能够从Cobalt Strike等框架中捕获大量不同恶意软件组件的重要方式。如果我们能在内存中捕捉到它们，那么恶意软件最终决定不执行也无所谓。
下面简化图显示了我们可能在两个阶段中看到的示例，这些阶段在初始可执行文件中从未出现过。
可以在打包的恶意软件可执行文件中看到的典型阶段
在图的左侧，我们看到了一个shellcode阶段的示例。尽管“shellcode”一词最初是为利用漏洞在目标系统上弹出外壳而手工制作的程序集而创造的，但该词已演变为包含任何为恶意目的编写的自定义程序集。一些恶意软件阶段是没有可识别的可执行结构的自定义程序集。恶意软件开发者采用这种方法的常见模式是将所有函数指针动态解析到一个表中，以便于访问。
在图的右侧，我们看到后期是一个格式良好的可执行文件的示例。一些恶意软件阶段或有效负载是格式良好的可执行文件。这些可以由OS通过系统API加载，或者恶意软件开发者可能会使用他们自己的PE加载程序，如果他们试图隐蔽地避免调用任何API来为他们加载。
函数指针数据
我们可以从内存中提取的另一组用于检测的丰富数据是动态解析函数指针，如下图所示。恶意软件的开发者很久以前就知道，如果他们显式地调用他们计划在导入表中使用的所有WINAPI函数，它就会被用来对付他们。现在的标准做法是隐藏恶意软件或其任何阶段将使用的功能。
Shellcode哈希是另一种常见的隐蔽策略，用于解析函数的指针而不需要它们的字符串。
可能在内存段中看到的动态解析WINAPI指针示例
在Advanced WildFire中，我们已经开始有选择地搜索和使用在我们的检测逻辑中解析了哪些WINAPI函数指针的信息。
操作系统结构修改
研究人员从分析内存中发现的另一个有用的检测数据来源是寻找对Windows记账结构的任何更改（恶意软件开发者喜欢混淆这些！）。这些结构对于OS维护进程的状态非常重要，例如加载了哪些库、加载了可执行映像的位置以及OS稍后可能需要了解的进程的其他各种特征。考虑到这些字段中的许多都不应该被修改，跟踪恶意软件样本何时以及如何操作它们通常很有用。
下图显示了示例如何从LDR模块列表中卸载它加载的模块。取消查找模块意味着不再存在该模块存在的记录。例如，这样做之后，Windows中的任务管理器将不再列出它。
此图仅是研究人员所看到的许多不同的OS结构修改中的一种，但它表明有许多不同类型的OS结构更改对恶意软件检测问题有用。
如何将模块从LDR模块列表中解关联的示例
页面权限
最后，检测数据的另一个有用来源是对页面权限所做的所有更改的完整日志。打包恶意软件的开发者通常需要更改内存权限，以便正确加载和执行进一步的阶段。了解哪些内存页的权限发生了更改，通常可以提供有关代码加载和执行位置的重要见解，这对检测非常有用。
总结
尽管Cobalt Strike已经存在多年，但检测它对许多安全软件提供商来说仍然是一个挑战。这是因为该工具主要在内存中工作，不太接触磁盘。
本文介绍了三种新的加载程序，并展示了如何使用各种技术检测它们，这些检测技术在新的基于管理程序的沙盒中可用。
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