dxdt.ru: занимательный интернет-журнал

Когда-то давно, в качестве ответа программам, обнаруживавшим компьютерные вирусы по сигнатурам исполняемого кода, появились полиморфные вирусы: основной код вируса тем или иным способом “запаковывался” или зашифровывался, а к результату приписывался небольшой распаковщик, преобразовывавший код в пригодную для исполнения форму непосредственно в момент работы вируса (или даже некоторых частей вируса). Например, относительно простой вариант реализации мог использовать некоторую маску (гамму), которая суммировалась с байтами кода при помощи XOR, при этом конкретный “распаковщик” генерировался непосредственно при реплицировании кода, то есть, у распаковщика тоже не было постоянной формы (ну, в каких-то пределах, конечно). Поиск по зафиксированным значениям сигнатур тут не работает, так как байтовое представление вируса всякий раз разное, даже несмотря на то, что исполняемый код вируса – одинаковый. Понятно, что код можно предварительно сжать, а маскирующую гамму генерировать по некоторому псевдослучайному алгоритму, реализация которого тоже изменяется.

Обнаружение подобных программных кодов, с той или иной степенью достоверности, потребовало создания всяких “виртуальных песочниц” и тому подобных инструментов, пытающихся детектировать не запись кода, а алгоритм, что, естественно, наталкивается на огромные вычислительные проблемы (связанные, кстати, с задачей P ≟ NP). Естественно, все эти результаты и разработки “полиморфного” кода актуальны и сейчас, есть целое направление, посвящённое тому, как можно закрыть код от анализа, какие есть ограничения и так далее. Используется не столько для компьютерных вирусов, сколько для защиты прочих программ (и даже аппаратуры).

Занятно, что сходным методом можно строить программные закладки, которые чрезвычайно сложно обнаружить даже после того, как они были использованы на конкретной системе. Тут нужно вспомнить про ещё один подход, позволяющий расщеплять логику и навязывать неожиданные алгоритмы машинному коду, который предназначался для совсем другого: это так называемое ROP – Return-Oriented Programming (“возвратное” или “возвратно-ориентированное программирование”).

Суть ROP – в выделении набора “гаджетов”, представляющих собой кусочки исполняемого кода, оканчивающиеся командой RET (return и пр. – то есть, “возврат”, передача управления по адресу, взятому из стека). “Гаджеты” – это достаточно произвольные фрагменты из разных мест исходной программы, главное, чтобы конкретный гаджет выполнял нужные действия. Утрированный пример: какой-то гаджет может увеличивать значение заданного регистра на единицу (A: ADD AX, 1; RET;), а другой – записывать значение из регистра в память, по адресу, заданному тоже регистром (B: MOV [AX], DX; RET;). Тогда, разместив в подготовленный стек нужное количество вызовов первого гаджета (A), можно получить нужное значение адреса, куда, при помощи второго гаджета (B), запишется то или иное значение (загрузить это значение в регистр-источник можно третьим гаджетом).

Гаджеты исполняются процессором один за другим, в нужном порядке, как только в стек загружен соответствующий набор адресов переходов – то есть, полезная программа, напоминающая, по своей роли, распаковщик вируса, упомянутый выше. Обычно, загрузить адреса в стек и выполнить нужный алгоритм “на гаждетах” можно в результате срабатывания программного дефекта (уязвимости). Это, собственно, такой, довольно тонкий, метод осуществления взлома ПО. Но ничто не мешает так устроить какую-то программу, что необходимый набор гаджетов внутри неё активируется в какой-то момент по внешнему сигналу (или по времени), а этот внешний сигнал – неотличим от штатного набора данных. Например, это может быть контрольная сумма пакета, попавшего в сетевой стек (это к вопросу эффективности закрытия прикладных доступов через netfilter и iptables).

Закладки вообще непросто обнаруживать. Но обнаружить такое решение ещё сложнее, даже если анализировать постфактум дампы памяти, взятые в момент срабатывания. А представьте, что к чисто программной части добавлена недокументированная аппаратная составляющая – эффективность и степень маскировки увеличиваются в разы.

Адрес записки: https://dxdt.ru/2024/02/20/12409/