闲聊Windows系统日志

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前言

最近遇到不少应急都提出一个需求，能不能溯源啊？这个事还真不好干，你把证据，犯案时间都确定的时候，要求翻看监控(日志)对应犯罪嫌疑人时，突然说监控(日志)没有记录。不过现在都要求保留至少6个月的日志，因此这种原因会少了很多，然而我对于Windows中系统日志不了解，在解读时经常摸不着头脑，所以就认真的分析了evtx格式的系统日志。这篇文章可能记录的不是很全面，师傅们多多指教。

Windows系统日志简介

Windows操作系统在其运行的生命周期中会记录其大量的日志信息，这些日志信息包括：Windows事件日志（Event Log），Windows服务器系统的IIS日志，FTP日志，Exchange Server邮件服务，MS SQL Server数据库日志等。处理应急事件时，客户提出需要为其提供溯源，这些日志信息在取证和溯源中扮演着重要的角色。

Windows事件日志文件实际上是以特定的数据结构的方式存储内容，其中包括有关系统，安全，应用程序的记录。每个记录事件的数据结构中包含了9个元素（可以理解成数据库中的字段）：日期/时间、事件类型、用户、计算机、事件ID、来源、类别、描述、数据等信息。应急响应工程师可以根据日志取证，了解计算机上上发生的具体行为。

查看系统日志方法，Windows系统中自带了一个叫做事件查看器的工具，它可以用来查看分析所有的Windows系统日志。打开事件查看器方法：开始->运行->输入eventvwr->回车的方式快速打开该工具。使用该工具可以看到系统日志被分为了两大类：Windows日志和应用程序和服务日志。早期版本中Windows日志只有，应用程序，安全，系统和Setup，新的版本中增加了设置及转发事件日志（默认禁用）。

系统内置的三个核心日志文件（System，Security和Application）默认大小均为20480KB（20MB），记录事件数据超过20MB时，默认系统将优先覆盖过期的日志记录。其它应用程序及服务日志默认最大为1024KB，超过最大限制也优先覆盖过期的日志记录。

Windows事件日志中共有五种事件类型，所有的事件必须拥有五种事件类型中的一种，且只可以有一种。五种事件类型分为：

1. 信息（Information）

信息事件指应用程序、驱动程序或服务的成功操作的事件。

1. 警告（Warning）

警告事件指不是直接的、主要的，但是会导致将来问题发生的问题。例如，当磁盘空间不足或未找到打印机时，都会记录一个“警告”事件。

1. 错误（Error）

错误事件指用户应该知道的重要的问题。错误事件通常指功能和数据的丢失。例如,如果一个服务不能作为系统引导被加载，那么它会产生一个错误事件。

1. 成功审核（Success audit）

成功的审核安全访问尝试，主要是指安全性日志，这里记录着用户登录/注销、对象访问、特权使用、账户管理、策略更改、详细跟踪、目录服务访问、账户登录等事件，例如所有的成功登录系统都会被记录为“ 成功审核”事件。

1. 失败审核（Failure audit）

失败的审核安全登录尝试，例如用户试图访问网络驱动器失败，则该尝试会被作为失败审核事件记录下来。

事件日志文件存储位置（Vista/Win7/Win8/Win10/Server2008/Server 2012及之后的版本）

表1 事件日志存储位置

提示：%SystemRoot%为系统环境变量，默认值为C:\WINDOWS。

图 EVTX事件日志文件

使用事件查看器工具可以将这些EVTX事件日志文件导出为evtx，xml，txt和csv格式的文件。

常见的Windows事件的分析方法

Windows事件日志中记录的信息中，关键的要素包含事件级别、记录时间、事件来源、事件ID、事件描述、涉及的用户、计算机、操作代码及任务类别等。其中事件的ID与操作系统的版本有关，以下列举出的事件ID的操纵系统为Vista/Win7/Win8/Win10/Server2008/Server 2012及之后的版本：

表 常见Windows账户及相关shijain 对照表

五种事件类型中，最为重要的是成功审核（Success Audit），所有系统登录成功都会被标记成为成功审核。每个成功登录的事件都会标记一个登录类型：

表 登录类型

Windows XML 事件日志格式

系统事件日志主要保存的类型为：.evtx，.xml，.txt，.csv。对于后三种文件格式已经比较了解，现在分析下evtx后缀额格式。事件日志（evtx）文件是一种二进制格式的文件。

图 evtx文件类型

文件头部签名为十六进制45 6C 66 46 69 6C 65 00（ElfFile\x00）。Evtx文件结构包含三部分：文件头，数据块，结尾空值。文件头由4096字节大小组成，具体的结构如下表：

表 File Header内容

Windows XML 事件日志大小

事件日志文件大小 = (数据块的数量*65536)+4096。

文件头偏移量为120的数据值为文件标志，该部分的组成如下表：

图 File Header文件格式

每个数据块大小为65536字节，数据块的头部标签名为45 6C 66 43 68 6E 6B 00(ElfChnk\x00)，数据块由数据块头部，事件记录，闲置空间，数据块文件头由512字节大小组成，具体结构如下表：

表 Chunk header

图 Chunk Header文件格式

数据块包含多个事件记录，一个事件记录对应一条日志信息。事件记录的的大小及组成如下表：

表 Event Record

Windows事件日志取证分析注意要点

Windwos操作系统默认没有提供删除特定日志记录的功能，仅提供了删除所有日志的操作功能。也就意味着日志记录ID（Event Record ID）应该是连续的，默认的排序方式应该是从大到小往下排列。

通过对Windows事件日志的取证分析，取证人员可以对操纵系统、应用程序、服务、设备等操作行为记录，通过关键的时间点进行回溯。

事件查看器单条日志记录删除思路

分析事件记录格式后，了解到Windows系统在解析事件记录日志时，按照Event Record的大小逐条读取日志的内容。假设修改某条日志的长度，使长度覆盖下一条日志，理论上Windows系统解析日志时，就会跳过下一条日志，相当于下一条日志被”删除”。 DanderSpritz中的eventlogedit 就是这个思路，仅仅时修改了程度，实际上并没有删除日志内容。实现思路如下图：

图 删除事件记录思路

为了确保修改后的日志文件能够被正确识别，还需要修改多个标志位和重新计算校验和。

图 不正确修改事件日志

为了确保不出现如上图所示的错误，总结一下删除单条日志内容的方法：

1. File Header中的Next recordidentifier的值减一（偏移量为24字节）
2. 重新计算File Header中CheckSum（偏移量为124字节）
3. 修改Event Record，找到需删除的记录和需删除前一条记录并计算日志的长度，更新Event Record的Event record identifier
4. 更新ElfChnk，需要修改的内容为：Last event record number，Last event recordidentifier，Last event record data offset，Event recordschecksum，Checksum

根据以上的方式进行删除单条日志是NAS方程式组织的DanderSpritz中的eventlogedit实现方式。实际上只是将信息进行了隐藏，在此基础上，将指定日志的内容清空，就能够实现真正的日志删除。

单条日志删除

准备：测试文件（test.evtx—系统中的Setup.evtx），Winhex，python

下载地址：https://github.com/ByPupil/delete-windows-log

该文件中包含了8条日志，下面演示删除第8条记录的实践过程。使用事件查看器打开确认最后一条事件的EventRecordID，该实验中的值为8。

图 test.evtx文件

1. File Header中的Next recordidentifier的值减一

File Header是整个文件最开始的部分，Nextrecord identifier的偏移量为24(0x18)，其长度为8字节。实验文件test.evtx内容如下：

图 test.evtx文件内容

Next record identifier的值为0x09。将该值减一0x08 写入。这儿需要提一下的是，该文件的字节序为小端，因此低位会在前面。

1. 重新计算File Header中CheckSum

计算方法：前120字节做CRC32运算，偏移量为124(0x7c)，长度为4。修改后的文件内容如下图：

图 修改后的test.evtx

现在提取前120字节的内容：

456C6646696C650000000000000000000000000000000000080000000000000080000000010003000010010000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000

使用python中binascii模块计算CRC32。代码如下：

图 计算CRC32代码

输出的结果为：0xfb027480，修改文件内容，修改后如下图：

图 修改checksum

1. 修改Event Record

通过find hex values查找2A2A0000，定位到第8条Event Record。该条Event Record的长度为 0x180。如下图：

图 第8条EventRecord

第7条Event Record的长度为0x170。如下图：

图 第7条EventRecord

计算需要修改的内容长度。新长度为0x170+0x180=0x2f0。由于是删除最后一条记录，所以不需要更新Event record identifier。修改长度的位置有两个，分别为第7条日志的长度和第 8条日志的最尾部。

图 第7条日志

图 第8条日志

1. 更新ElfChnk

搜索ElfChuk关键字，找到对应ElfChuk位置。如下图：

图 Elfchnk

修改如下内容：

Last event record number减1，为0x07

Last event record identifier减1，为0x07

Last event record data offset，为0x13c8

Event records checksum，为0xf403d736

Checksum，为0x7563439c

Event records checksum的数据计算范围：chunk中的事件记录的偏移量是固定的，是从文件头偏移0x1200个字节，意思就是checksum的数据起始位置为0x1200。事件记录的结束位置的计算方式：chunk的起始块地址+ Free space offset= events records data。

Checksum的数据计算范围：是固定地址0x1000-0x1078，0x1080-0x1200 。

修改后的ElfChnk如下图：

图 修改后的ElfChnk

经过修改后，使用系统自带的事件查看器打开，此时日志文件中最后一条记录被成功删除。

图 成功删除单条日志记录

此处讲的是删除最后一条记录的详细过曾，删除第一条和中间的记录在实际操作中会有一些不一样的部分，只要对了解evtx文件的格式，删除evtx格式内容中的记录方法并不唯一。只需要删除对应的数据块，并最终使该文件的校验通过即可。

恢复被删除的记录

使用以上的方式删除单挑记录，其实被删除的数据并没有真正的被删掉，严格意义上讲就是将部分数据进行了隐藏。恢复原本的数据可以使用fox-it的danderspritz-evtx工具，原因就是用删除数据的思路反向恢复就行。使用该工具，确实可以将被删除的数据提取出来，不过恢复的evtx格式的文件并不能被打开。暂时没有研究该代码的实现过程，所以不能下分析具体原因。

工具使用如下图：

图 danderspritz-evtx使用

恢复数据被导出为xml格式文件，如下图：

图 该条为被删除的第8条记录

恢复的evtx格式文件打开出错，如下图：

如果需要将日志真正的删除，可以使用\x00填充被隐藏的数据部分填充。并重新计算相应的checksum。

参考链接

https://blog.fox-it.com/2017/12/08/detection-and-recovery-of-nsas-covered-up-tracks/ https://github.com/libyal/libevtx/blob/master/documentation/Windows%20XML%20Event%20Log%20(EVTX).asciidoc#2-file-header.asciidoc#2-file-header)

* 本文作者：TomKing，本文属FreeBuf原创奖励计划，未经许可禁止转载