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社区首页 >专栏 >[系统安全] 三十四.恶意代码检测(4)编写代码自动提取IAT表、字符串及时间戳溯源地区

[系统安全] 三十四.恶意代码检测(4)编写代码自动提取IAT表、字符串及时间戳溯源地区

作者头像
Eastmount
发布2021-12-31 15:08:15
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发布2021-12-31 15:08:15
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该系列文章将系统整理和深入学习系统安全、逆向分析和恶意代码检测,文章会更加聚焦,更加系统,更加深入,也是作者的慢慢成长史。漫漫长征路,偏向虎山行。享受过程,一起加油~

前文从总结基于机器学习的恶意代码检测技术,主要参考师兄的视频总结,包括机器学习概述与算法举例、基于机器学习方法的恶意代码检测、机器学习算法在工业界的应用。这篇文章将尝试软件来源分析,结合APT攻击中常见的判断方法,利用Python调用扩展包进行溯源,但也存在局限性。文章同时也普及了PE文件分析和APT溯源相关基础,基础性文章,希望对您有所帮助~

你是否想过如何判断PE软件或APP来源哪个国家或地区呢?你又想过南亚如何确保一键正确卸载中国APP呢?使用黑白名单吗?本文尝试进行软件来源溯源,目前想到的方法包括:

  • 通过PE文件分析抓取创建文件时间戳,然后UTC定位国家地区,但受样本数量较少,活动规律不稳定影响很大
  • 通过静态分析获取非英文字符串,软件中一般有供该国使用的文字,然后进行编码比对溯源地区
  • 某些APP或软件存在流量反馈或IP定位,尝试进行流量抓取分析
  • 利用深度学习进行分类,然后提取不同国家的特征完成溯源

作者作为网络安全的小白,分享一些自学基础教程给大家,主要是关于安全工具和实践操作的在线笔记,希望您们喜欢。同时,更希望您能与我一起操作和进步,后续将深入学习网络安全和系统安全知识并分享相关实验。总之,希望该系列文章对博友有所帮助,写文不易,大神们不喜勿喷,谢谢!如果文章对您有帮助,将是我创作的最大动力,点赞、评论、私聊均可,一起加油喔!

文章目录:

  • 一.PE文件格式
  • 二.PE文件格式解析 1.010Editor解析PE文件 2.Ollydbg动态调试程序
  • 三.Python获取时间戳
  • 四.时间戳判断来源地区 1.UTC时间转换 2.时区APT溯源案例(白象) 3.时间戳分析
  • 五.总结

作者的github资源:

  • 逆向分析: https://github.com/eastmountyxz/ SystemSecurity-ReverseAnalysis
  • 网络安全: https://github.com/eastmountyxz/ NetworkSecuritySelf-study

声明:本人坚决反对利用教学方法进行犯罪的行为,一切犯罪行为必将受到严惩,绿色网络需要我们共同维护,更推荐大家了解它们背后的原理,更好地进行防护。该样本不会分享给大家,分析工具会分享。(参考文献见后)


一.PE文件格式

什么是PE文件? PE文件的全称是Portable Executable,意为可移植的可执行的文件,常见的EXE、DLL、OCX、SYS、COM都是PE文件,PE文件是微软Windows操作系统上的程序文件(可能是间接被执行,如DLL)。

EXE文件格式:

  • DOS:MZ格式
  • WIndows 3.0/3.1:NE(New Executable)、16位Windows可执行文件格式

为什么要重点学习这种文件格式呢?

PE文件是可移植、可执行、跨Win32平台的文件格式

  • 所有Win32执行体(exe、dll、kernel mode drivers)
  • 知道PE文件本质后,能更好进行恶意样本分析、APT攻击分析、勒索病毒分析
  • 了解软件加密和加壳的思想,能够PJ相关的PE文件
  • 它是您熟悉Windows操作系统的第一步,包括EXE程序怎么映射到内存,DLL怎么导入等
  • 软件逆向工程的基本思想与PE文件格式息息相关
  • 如果您想成为一名黑客、系统安全工程师,那么精通PE文件是非常必要的

可执行程序是具有不同的形态的,比如用户眼中的QQ如下图所示。

本质上,QQ如下图所示。

PE文件格式总体结构 接着让我们来欣赏下PE文件格式总体结构图,包括:MZ头部、DOS stub、PE文件头、可选文件头、节表、节等。

本文的第二部分我们将对PE文件格式进行详细解析。比如,MZ头文件是定位PE文件头开始位置,用于PE文件合法性检测。DOS下运行该程序时,会提示用户“This Program cannot be run in DOS mode”。

PE文件格式与恶意软件的关系

  • 何为文件感染或控制权获取? 使目标PE文件具备或启动病毒功能(或目标程序) 不破坏目标PE文件原有功能和外在形态(如图标)等 …
  • 病毒代码如何与目标PE文件融为一体呢? 代码植入 控制权获取 图标更改 Hook …

PE文件解析常用工具包括:

  • PEView:可按照PE文件格式对目标文件的各字段进行详细解析。
  • Stud_PE:可按照PE文件格式对目标文件的各字段进行详细解析。
  • Ollydbg:可跟踪目标程序的执行过程,属于用户态调试工具。
  • UltraEdit \ 010Editor:可对目标文件进行16进制查看和修改。

二.PE文件格式解析

该部分实验内容:

  • 使用010Editor观察PE文件例子程序hello-2.5.exe的16进制数据
  • 使用Ollydbg对该程序进行初步调试,了解该程序功能结构,在内存中观察该程序的完整结构
  • 使用010Editor修改该程序,使得该程序仅弹出第二个对话框

1.010Editor解析PE文件

PE文件结构如下图所示,我推荐大家使用010Editor工具及其模板来进行PE文件分析。 MZ头部+DOS stub+PE文件头+可选文件头+节表+节

(1) 使用010Editor工具打开PE文件,并运行模板。 该PE文件可分为若干结构,如下图所示。

(2) MZ文件头(000h-03fh)。 下图为hello-2.5.exe的MZ文件头,该部分固定大小为40H个字节。偏移3cH处字段Offset to New EXE Header,指示“NT映象头的偏移地址”,其中000000B0是NT映象头的文件偏移地址,定位PE文件头开始位置,用于PE文件合法性检验。

000000B0指向PE文件头开始位置。

(3) DOS插桩程序(040h-0afh) DOS Stub部分大小不固定,位于MZ文件头和NT映象头之间,可由MZ文件头中的Offset to New EXE Header字段确定。下图为hello-2.5.exe中的该部分内容。

(4) PE文件头(0b0h-1a7h) 该部分包括PE标识、映像文件头、可选文件头。

  • Signature:字串“PE\0\0”,4个字节(0b0H~0b4H)
  • 映象文件头File Header:14H个字节(0b5H~0c7H) 偏移2H处,字段Number of Section 给出节的个数(2个字节):0003 偏移10H处,字段Size of Optional Header 给出可选映象头的大小(2个字节):00E0
  • 可选映象头Optional Header:0c8H~1a7H

对应解析如下图所示,包括PE标识、X86架构、3个节、文件生成时间、COFF便宜、可选头大小、文件信息标记等。

010Editor使用模板定位PE文件各节点信息。

PE文件可选文件头224字节,其对应的字段信息如下所示:

typedef struct _IMAGE_OPTIONAL_HEADER {

    WORD    Magic;                  /*机器型号,判断是PE是32位还是64位*/
    BYTE    MajorLinkerVersion;          /*连接器版本号高版本*/
    BYTE    MinorLinkerVersion;          /*连接器版本号低版本,组合起来就是 5.12 其中5是高版本,C是低版本*/
    DWORD   SizeOfCode;               /*代码节的总大小(512为一个磁盘扇区)*/
    DWORD   SizeOfInitializedData;        /*初始化数据的节的总大小,也就是.data*/
    DWORD   SizeOfUninitializedData;       /*未初始化数据的节的大小,也就是 .data ? */
    DWORD   AddressOfEntryPoint;          /*程序执行入口(OEP) RVA(相对偏移)*/
    DWORD   BaseOfCode;               /*代码的节的起始RVA(相对偏移)也就是代码区的偏移,偏移+模块首地址定位代码区*/
    DWORD   BaseOfData;               /*数据结的起始偏移(RVA),同上*/
    DWORD   ImageBase;               /*程序的建议模块基址(意思就是说作参考用的,模块地址在哪里)*/

    DWORD   SectionAlignment;           /*内存中的节对齐*/
    DWORD   FileAlignment;             /*文件中的节对齐*/
    WORD    MajorOperatingSystemVersion;    /*操作系统版本号高位*/
    WORD    MinorOperatingSystemVersion;    /*操作系统版本号低位*/
    WORD    MajorImageVersion;          /*PE版本号高位*/
    WORD    MinorImageVersion;          /*PE版本号低位*/
    WORD    MajorSubsystemVersion;        /*子系统版本号高位*/
    WORD    MinorSubsystemVersion;        /*子系统版本号低位*/
    DWORD   Win32VersionValue;          /*32位系统版本号值,注意只能修改为4 5 6表示操作系统支持nt4.0 以上,5的话依次类推*/
    DWORD   SizeOfImage;               /*整个程序在内存中占用的空间(PE映尺寸)*/
    DWORD   SizeOfHeaders;            /*所有头(头的结构体大小)+节表的大小*/
    DWORD   CheckSum;               /*校验和,对于驱动程序,可能会使用*/
    WORD    Subsystem;              /*文件的子系统 :重要*/
    WORD    DllCharacteristics;         /*DLL文件属性,也可以成为特性,可能DLL文件可以当做驱动程序使用*/
    DWORD   SizeOfStackReserve;         /*预留的栈的大小*/
    DWORD   SizeOfStackCommit;          /*立即申请的栈的大小(分页为单位)*/
    DWORD   SizeOfHeapReserve;          /*预留的堆空间大小*/
    DWORD   SizeOfHeapCommit;           /*立即申请的堆的空间的大小*/
    DWORD   LoaderFlags;             /*与调试有关*/
    DWORD   NumberOfRvaAndSizes;         /*下面的成员,数据目录结构的项目数量*/
    IMAGE_DATA_DIRECTORY DataDirectory[16];  /*数据目录,默认16个,16是宏,这里方便直接写成16*/
} IMAGE_OPTIONAL_HEADER32, *PIMAGE_OPTIONAL_HEADER32;

(5) 节表(1a8h-21fh)

  • 表项大小固定,28H个字节;表项个数由映象文件头的字段Number of Section 给出。
  • 每个表项的起始位置起(8个字节),字段Name给出对应节的名称。
  • 每个表项的偏移14H处(4个字节),字段Offset to Raw Data给出对应节的起始文件偏移。

该结构包括3个节,对应上图的3个struct IMAGE_SECTION_HEADER,即“.test”、“.rdata”、“.data”节,其偏移地址对应下图紫色区域,分别是400、600、800的位置。

(6) 3个节

  • 400H-5ffH:代码节
  • 600H-7ffH:引入函数节
  • 800H-9ffH:数据节

注意,代码节“.text”前46H为数据,后面全是0位填充值,为了实现文件的200H对齐,所以代码节是400H到5ffH。

(7) 引入函数节 ⽤来从其他DLL中引⼊函数,引入了kernel32.dll和user32.dll,这个节一般名为“.rdata”。引入函数是被某模块调用的但又不在调用者模块中的函数,用来从其他(系统或第三方写的)DLL中引入函数,例如kernel32.dll、gdi32.dll等。

010Editor打开如下图所示:

详细标注信息如下图所示:(图引自HYQ同学,再此感谢)

(8) 数据节 数据节实际大小58h,对齐后大小200h,地址为800h-9ffh,包括对话框弹出的具体内容。


2.Ollydbg动态调试程序

使用Ollydbg对该程序进行初步调试,了解该程序功能结构,在内存中观察该程序的完整结构。注意,内存对齐单位和文件对齐单位的不同,内容和文件中IAT表内容的不同。

第一步,打开OD加载PE文件。 OD是一款PE文件动态调试器,此时程序断点自动停止在程序入口点00401000H位置。

在010Editor中,我们可以看到,该PE程序基地址是400000h,程序入口地址是1000h,两个相加为加载至内存中的地址,即401000h。

第二步,动态调试程序。 当我们双击地址位置,则可以下断点且变红,比如0040100Fh。

接着查看对应调试快捷键,F7是单步步入,F8是单步步过。

我们直接按F8单步步过,此时的位置会CALL一个MessageBoxA函数。

直接单步步过,此时会弹出第一个对话框,点击“确定”按钮。

第三步,动态调试程序之数据跟随。 接着我们看左下角部分的内存数据,在该区域按下“Ctrl+G”在数据窗口中跟随,输入基地址400000。

此时可以看到加载到内存中的数据,可以看到该数据与010Editor打开的PE文件数据一致的。

接着继续按F8单步步过弹出第二个窗口。

右上角是它寄存器的值,包括各个寄存器中的数据,我们实验中主要使用的寄存器包括EAX、ECX、EDX、EBX等。

接着步过0040102E,它是退出进程ExitProcess的位置,此时进程已经终止,如下图所示。

实验讲到这里,使用OD动态调试的PE文件的基础流程就讲解完毕,后续随着实验深入,我们还会使用该工具。


三.Python获取时间戳

接着我们尝试通过Python来获取时间戳,python的PE库是pefile,它是用来专门解析PE文件的,可静态分析PE文件。pefile能完成的任务包括:

  • 检查头
  • 分析部分数据
  • 检索嵌入式数据
  • 从资源中读取字符串
  • 警告值可疑和格式错误
  • PE的基本分析,喜欢写一些领域和其他部分的PE的
  • 带有PEiD签名的打包程序检测
  • PEiD签名 生成

推荐大家学习官方资料和github文档。

  • https://github.com/erocarrera/pefile
  • https://pypi.org/project/pefile/
  • https://github.com/erocarrera/pefile/releases

安装扩展包的方法如下:

  • pip install pefile

假设安装成功之后,我们需要对下图所示的软件进行分析,该软件是我在博客中生成的,大家直接使用即可(文章开头的github链接能下载)。

  • Windows黑客编程之注入技术详解(全局钩子、远线程钩子、突破Session 0注入、APC注入)

第一步,我们通过010Editor分析PE文件。 其时间戳的输出结果如下:

  • 06/19/2020 10:46:21

我们希望通过Python写代码实现自动化提取,为后续自动化溯源提供帮助。

第二步,撰写Python代码实现简单分析。

import pefile
import os,string,shutil,re

PEfile_Path = "MFCApplication.exe"
 
pe = pefile.PE(PEfile_Path)
print(type(pe))
print(pe)

输出如下图所示结果,这是Python包自定义的PE结构。

squeezed text表示python的一种编程规范要求,简称pep8,你只需要将鼠标放到Squeezed上,右键Copy即可查看内容,显示的是该PE文件的基本结构,如下所示:

----------Parsing Warnings----------

Byte 0xcc makes up 17.8750% of the file's contents. This may indicate truncation / malformation.

Suspicious flags set for section 0. Both IMAGE_SCN_MEM_WRITE and IMAGE_SCN_MEM_EXECUTE are set. This might indicate a packed executable.

----------DOS_HEADER----------

[IMAGE_DOS_HEADER]
0x0        0x0   e_magic:                       0x5A4D    
0x2        0x2   e_cblp:                        0x90      
0x4        0x4   e_cp:                          0x3       
0x6        0x6   e_crlc:                        0x0       
0x8        0x8   e_cparhdr:                     0x4       
0xA        0xA   e_minalloc:                    0x0       
0xC        0xC   e_maxalloc:                    0xFFFF    
0xE        0xE   e_ss:                          0x0       
0x10       0x10  e_sp:                          0xB8      
0x12       0x12  e_csum:                        0x0       
0x14       0x14  e_ip:                          0x0       
0x16       0x16  e_cs:                          0x0       
0x18       0x18  e_lfarlc:                      0x40      
0x1A       0x1A  e_ovno:                        0x0       
0x1C       0x1C  e_res:                         
0x24       0x24  e_oemid:                       0x0       
0x26       0x26  e_oeminfo:                     0x0       
0x28       0x28  e_res2:                        
0x3C       0x3C  e_lfanew:                      0x108     

----------NT_HEADERS----------

[IMAGE_NT_HEADERS]
0x108      0x0   Signature:                     0x4550    

----------FILE_HEADER----------

[IMAGE_FILE_HEADER]
0x10C      0x0   Machine:                       0x14C     
0x10E      0x2   NumberOfSections:              0xA       
0x110      0x4   TimeDateStamp:                 0x5EEC977D [Fri Jun 19 10:46:21 2020 UTC]
0x114      0x8   PointerToSymbolTable:          0x0       
0x118      0xC   NumberOfSymbols:               0x0       
0x11C      0x10  SizeOfOptionalHeader:          0xE0      
0x11E      0x12  Characteristics:               0x102     
Flags: IMAGE_FILE_32BIT_MACHINE, IMAGE_FILE_EXECUTABLE_IMAGE

----------OPTIONAL_HEADER----------

[IMAGE_OPTIONAL_HEADER]
0x120      0x0   Magic:                         0x10B     
0x122      0x2   MajorLinkerVersion:            0xE       
0x123      0x3   MinorLinkerVersion:            0x1A      
0x124      0x4   SizeOfCode:                    0x700C00  
0x128      0x8   SizeOfInitializedData:         0x2F1E00  
0x12C      0xC   SizeOfUninitializedData:       0x0       
0x130      0x10  AddressOfEntryPoint:           0x36CE65  
0x134      0x14  BaseOfCode:                    0x1000    
0x138      0x18  BaseOfData:                    0x1000    
0x13C      0x1C  ImageBase:                     0x400000  
0x140      0x20  SectionAlignment:              0x1000    
0x144      0x24  FileAlignment:                 0x200     
0x148      0x28  MajorOperatingSystemVersion:   0x6       
0x14A      0x2A  MinorOperatingSystemVersion:   0x0       
0x14C      0x2C  MajorImageVersion:             0x0       
0x14E      0x2E  MinorImageVersion:             0x0       
0x150      0x30  MajorSubsystemVersion:         0x6       
0x152      0x32  MinorSubsystemVersion:         0x0       
0x154      0x34  Reserved1:                     0x0       
0x158      0x38  SizeOfImage:                   0xD54000  
0x15C      0x3C  SizeOfHeaders:                 0x400     
0x160      0x40  CheckSum:                      0x0       
0x164      0x44  Subsystem:                     0x2       
0x166      0x46  DllCharacteristics:            0x8140    
0x168      0x48  SizeOfStackReserve:            0x100000  
0x16C      0x4C  SizeOfStackCommit:             0x1000    
0x170      0x50  SizeOfHeapReserve:             0x100000  
0x174      0x54  SizeOfHeapCommit:              0x1000    
0x178      0x58  LoaderFlags:                   0x0       
0x17C      0x5C  NumberOfRvaAndSizes:           0x10      
DllCharacteristics: IMAGE_DLLCHARACTERISTICS_DYNAMIC_BASE, IMAGE_DLLCHARACTERISTICS_NX_COMPAT, IMAGE_DLLCHARACTERISTICS_TERMINAL_SERVER_AWARE

----------PE Sections----------

[IMAGE_SECTION_HEADER]
0x200      0x0   Name:                          .textbss
0x208      0x8   Misc:                          0x35B30B  
0x208      0x8   Misc_PhysicalAddress:          0x35B30B  
0x208      0x8   Misc_VirtualSize:              0x35B30B  
0x20C      0xC   VirtualAddress:                0x1000    
0x210      0x10  SizeOfRawData:                 0x0       
0x214      0x14  PointerToRawData:              0x0       
0x218      0x18  PointerToRelocations:          0x0       
0x21C      0x1C  PointerToLinenumbers:          0x0       
0x220      0x20  NumberOfRelocations:           0x0       
0x222      0x22  NumberOfLinenumbers:           0x0       
0x224      0x24  Characteristics:               0xE00000A0
Flags: IMAGE_SCN_CNT_CODE, IMAGE_SCN_CNT_UNINITIALIZED_DATA, IMAGE_SCN_MEM_EXECUTE, IMAGE_SCN_MEM_READ, IMAGE_SCN_MEM_WRITE
Entropy: 0.000000 (Min=0.0, Max=8.0)
MD5     hash: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e
SHA-1   hash: da39a3ee5e6b4b0d3255bfef95601890afd80709
SHA-256 hash: e3b0c44298fc1c149afbf4c8996fb92427ae41e4649b934ca495991b7852b855
SHA-512 hash: cf83e1357eefb8bdf1542850d66d8007d620e4050b5715dc83f4a921d36ce9ce47d0d13c5d85f2b0ff8318d2877eec2f63b931bd47417a81a538327af927da3e
....

对应于010Editor分析的结果,前后是一致的。

同时,我们可以输入help(pefile.PE) 查看帮助信息,它定义了pefile包的一些函数和属性。

Help on class PE in module pefile:

class PE(builtins.object)
 |  PE(name=None, data=None, fast_load=None)
 |  
 |  A Portable Executable representation.
 |  
 |  This class provides access to most of the information in a PE file.
 |  
 |  It expects to be supplied the name of the file to load or PE data
 |  to process and an optional argument 'fast_load' (False by default)
 |  which controls whether to load all the directories information,
 |  which can be quite time consuming.
 |  
 |  pe = pefile.PE('module.dll')
 |  pe = pefile.PE(name='module.dll')
 |  
 |  would load 'module.dll' and process it. If the data is already
 |  available in a buffer the same can be achieved with:
 |  
 |  pe = pefile.PE(data=module_dll_data)
 |  
 |  The "fast_load" can be set to a default by setting its value in the
 |  module itself by means, for instance, of a "pefile.fast_load = True".
 |  That will make all the subsequent instances not to load the
 |  whole PE structure. The "full_load" method can be used to parse
 |  the missing data at a later stage.
 |  
 |  Basic headers information will be available in the attributes:
 |  
 |  DOS_HEADER
 |  NT_HEADERS
 |  FILE_HEADER
 |  OPTIONAL_HEADER
 |  
 |  All of them will contain among their attributes the members of the
 |  corresponding structures as defined in WINNT.H
 |  
 |  The raw data corresponding to the header (from the beginning of the
 |  file up to the start of the first section) will be available in the
 |  instance's attribute 'header' as a string.
 |  
 |  The sections will be available as a list in the 'sections' attribute.
 |  Each entry will contain as attributes all the structure's members.
 |  
 |  Directory entries will be available as attributes (if they exist):
 |  (no other entries are processed at this point)
 |  
 |  DIRECTORY_ENTRY_IMPORT (list of ImportDescData instances)
 |  DIRECTORY_ENTRY_EXPORT (ExportDirData instance)
 |  DIRECTORY_ENTRY_RESOURCE (ResourceDirData instance)
 |  DIRECTORY_ENTRY_DEBUG (list of DebugData instances)
 |  DIRECTORY_ENTRY_BASERELOC (list of BaseRelocationData instances)
 |  DIRECTORY_ENTRY_TLS
 |  DIRECTORY_ENTRY_BOUND_IMPORT (list of BoundImportData instances)
 |  
 |  The following dictionary attributes provide ways of mapping different
 |  constants. They will accept the numeric value and return the string
 |  representation and the opposite, feed in the string and get the
 |  numeric constant:
 |  
 |  DIRECTORY_ENTRY
 |  IMAGE_CHARACTERISTICS
 |  SECTION_CHARACTERISTICS
 |  DEBUG_TYPE
 |  SUBSYSTEM_TYPE
 |  MACHINE_TYPE
 |  RELOCATION_TYPE
 |  RESOURCE_TYPE
 |  LANG
 |  SUBLANG
......

第三步,撰写代码获取PE文件的方法和属性,比如section。

import pefile
import os,string,shutil,re

PEfile_Path = "MFCApplication.exe"

#解析PE文件
pe = pefile.PE(PEfile_Path)
print(type(pe))
print(pe)

#查看方法和属性
print(dir(pefile.PE))
for section in pe.sections:
    print(section)

输出如下结果:

获取导入表信息代码如下:

import pefile
import os,string,shutil,re

PEfile_Path = "MFCApplication.exe"

#解析PE文件
pe = pefile.PE(PEfile_Path)
print(type(pe))
print(pe)

#获取导入表信息
for item in pe.DIRECTORY_ENTRY_IMPORT:
    print(item.dll)
    for con in item.imports:
        print(con.name)
    print("") #换行

输出如下所示的结果,包括KERNEL32.dll、USER32.dll等。

b'KERNEL32.dll'
b'RtlUnwind'
b'GetModuleHandleExW'
b'GetCommandLineA'
b'GetSystemInfo'
b'CreateThread'
...

b'USER32.dll'
b'DlgDirSelectExA'
b'FindWindowExA'
b'FindWindowA'
b'SetParent'
b'ChildWindowFromPointEx'
...

b'GDI32.dll'
b'CreateEllipticRgn'
b'CreateFontIndirectA'
b'CreateHatchBrush'
b'CreateICA'
b'CreatePalette'
b'CreatePen'
...

b'MSIMG32.dll'
b'AlphaBlend'
b'GradientFill'
b'TransparentBlt'

b'ADVAPI32.dll'
b'RegCloseKey'
b'RegQueryValueExA'
b'RegCreateKeyExA'
b'RegDeleteKeyA'
...

b'SHELL32.dll'
b'SHGetPathFromIDListA'
b'SHGetSpecialFolderLocation'
b'SHBrowseForFolderA'
b'SHGetDesktopFolder'
b'DragAcceptFiles'
...

b'COMCTL32.dll'
b'InitCommonControlsEx'

...

对应010editor的PE软件分析结果如下:

第四步,分析文件结构及时间戳位置。 同样,我们可以使用stud_PE查看文件属性,该软件用于显示头部、DOs、区段、函数等信息,包括导入表、导出表等,显示该EXE程序加载的DLL文件及函数。

这里我们最关心的内容是“TimeDateStamp”,接下来想办法获取它即可。

typedef     struct _IMAGE_FILE_HEADER 
{
	+04h    WORD        Machine;              // 运行平台
	+06h    WORD        NumberOfSections;     // 文件的区块数目
	+08h    DWORD       TimeDateStamp;        // 文件创建日期和时间
	+0Ch    DWORD       PointerToSymbolTable; // 指向符号表(主要用于调试)
	+10h    DWORD       NumberOfSymbols;      // 符号表中符号个数(同上)
	+14h    WORD        SizeOfOptionalHeader; // IMAGE_OPTIONAL_HEADER32 结构大小
	+16h    WORD        Characteristics;      // 文件属性
} IMAGE_FILE_HEADER, *PIMAGE_FILE_HEADER;

对应的Python包返回的值如下所示:

第五步,接着我们通过pe.DOS_HEADER、pe.FILE_HEADER等方法获取对应的内容。

import pefile
import os,string,shutil,re

PEfile_Path = "MFCApplication.exe"

#解析PE文件
pe = pefile.PE(PEfile_Path, fast_load=True)
print(type(pe))
print(pe)

#显示DOS_HEADER
print(pe.DOS_HEADER,"\n")

#显示NT_HEADERS
print(pe.NT_HEADERS,"\n")

#显示FILE_HEADER
print(pe.FILE_HEADER,"\n")

#显示OPTIONAL_HEADER
print(pe.OPTIONAL_HEADER,"\n")

输出如下图所示的结构,其中时间戳也在其中。

作者本想通过它指定的方法提取对应的值,但一直失败,但作为长期从事NLP和数据挖掘的程序员,这都不是事,我们通过正则表达式即可提取所需知识。

import pefile
import os,string,shutil,re

PEfile_Path = "MFCApplication.exe"

#解析PE文件
pe = pefile.PE(PEfile_Path, fast_load=True)
print(type(pe))
print(pe)
print(pe.get_imphash())

#显示DOS_HEADER
dh = pe.DOS_HEADER

#显示NT_HEADERS
nh = pe.NT_HEADERS

#显示FILE_HEADER
fh = pe.FILE_HEADER

#显示OPTIONAL_HEADER
oh = pe.OPTIONAL_HEADER

print(type(fh)) #<class 'pefile.Structure'>
print(str(fh))

#通过正则表达式获取时间
p = re.compile(r'[[](.*?)[]]', re.I|re.S|re.M)   #最小匹配
res = re.findall(p, str(fh))
print(res[1])                                    #第一个值是IMAGE_FILE_HEADER
# Fri Jun 19 10:46:21 2020 UTC

最终输出结果如下所示,这样我们就完成了Python自动化提取PE软件的时间戳过程。任何一个PE软件都能进行提取,该时间戳也记录了软件的编译时间。

<class 'pefile.PE'>
Squeezed text(347 lines).

<class 'pefile.Structure'>
[IMAGE_FILE_HEADER]
0x10C      0x0   Machine:                       0x14C     
0x10E      0x2   NumberOfSections:              0xA       
0x110      0x4   TimeDateStamp:                 0x5EEC977D [Fri Jun 19 10:46:21 2020 UTC]
0x114      0x8   PointerToSymbolTable:          0x0       
0x118      0xC   NumberOfSymbols:               0x0       
0x11C      0x10  SizeOfOptionalHeader:          0xE0      
0x11E      0x12  Characteristics:               0x102     

Fri Jun 19 10:46:21 2020 UTC

四.时间戳判断来源地区

1.UTC时间转换

协调世界时,又称世界统一时间、世界标准时间、国际协调时间。由于英文(CUT)和法文(TUC)的缩写不同,作为妥协,简称UTC。协调世界时是以原子时秒长为基础,在时刻上尽量接近于世界时的一种时间计量系统。Python时间解析代码如下:

import pefile
import time
import datetime
import os,string,shutil,re

PEfile_Path = "MFCApplication.exe"

#----------------------------------第一步 解析PE文件-------------------------------
pe = pefile.PE(PEfile_Path, fast_load=True)
print(type(pe))
print(pe)
print(pe.get_imphash())

#显示DOS_HEADER
dh = pe.DOS_HEADER

#显示NT_HEADERS
nh = pe.NT_HEADERS

#显示FILE_HEADER
fh = pe.FILE_HEADER

#显示OPTIONAL_HEADER
oh = pe.OPTIONAL_HEADER

print(type(fh)) #<class 'pefile.Structure'>
print(str(fh))

#----------------------------------第二步 获取UTC时间-------------------------------
#通过正则表达式获取时间
p = re.compile(r'[[](.*?)[]]', re.I|re.S|re.M)   #最小匹配
res = re.findall(p, str(fh))
print(res[1])                                    #第一个值是IMAGE_FILE_HEADER
res_time = res[1].replace(" UTC","")
# Fri Jun 19 10:46:21 2020 UTC

#获取当前时间
t = time.ctime()
print(t)                                         # Thu Jul 16 20:42:18 2020
final_time = datetime.datetime.strptime(res_time, '%a %b %d %H:%M:%S %Y')
print(final_time)
# 2020-06-19 10:46:21

输出结果如下,可以看到该EXE的创建时间。如果想转换成时间戳可以进一步处理。

  • Fri Jun 19 10:46:21 2020 UTC
  • 2020-06-19 10:46:21

接下来我们需要进一步分析,根据时间戳判断所在区域。


2.时区APT溯源案例(白象)

作者在“七十四.APT攻击检测溯源与常见APT组织的攻击案例”文章中普及过,安天公司通过时区溯源白象APT来自南亚地区,这里再进行回顾下。

在过去的四年中,安天的工程师们关注到了中国的机构和用户反复遭遇来自“西南方向”的网络入侵尝试。这些攻击虽进行了一些掩盖和伪装,我们依然可以将其推理回原点——来自南亚次大陆的某个国家。 - 参考文章:白象的舞步——来自南亚次大陆的网络攻击

安天在2014年4月相关文章中披露的针对中国两所大学被攻击的事件,涉及以下六个样本。其中五个样本投放至同一个目标,这些样本间呈现出模块组合作业的特点。

  • 4号样本是初始投放样本,其具有下载其他样本功能
  • 3号样本提取主机相关信息生成日志文件
  • 5号样本负责上传
  • 6号样本采集相关文档文件信息
  • 2号样本则是一个键盘记录器

那么,如何溯源该组织所来自的区域呢? 安天通过对样本集的时间戳、时区分析进行分析,发现其来自南亚。样本时间戳是一个十六进制的数据,存储在PE文件头里,该值一般由编译器在开发者创建可执行文件时自动生成,时间单位细化到秒,通常可以认为该值为样本生成时间(GMT时间)。

时间戳的分析需要收集所有可用的可执行文件时间戳,并剔除过早的和明显人为修改的时间,再将其根据特定标准分组统计,如每周的天或小时,并以图形的形式体现,下图是通过小时分组统计结果:

从上图的统计结果来看,如果假设攻击者的工作时间是早上八九点至下午五六点的话,那么将工作时间匹配到一个来自UTC+4或UTC+5时区的攻击者的工作时间。根据我们匹配的攻击者所在时区(UTC+4 或UTC+5),再对照世界时区分布图,就可以来推断攻击者所在的区域或国家。

接着对该攻击组织进行更深入的分析。对这一攻击组织继续综合线索,基于互联网公开信息,进行了画像分析,认为这是一个由10~16人的组成的攻击小组。其中六人的用户ID是cr01nk 、neeru rana、andrew、Yash、Ita nagar、Naga。

在安天的跟踪分析中,发现该组织的部分C&C地址是一些正常的网站,经过分析我们认为,有可能该组织入侵了这些网站,将自己的C&C服务控制代码放到它们的服务器上,以此来隐藏自己的IP信息。同时这种方式还会使安全软件认为连接的是正常的网站,而不会触发安全警报。

基于现有资源可以分析出,“白象二代”组织一名开发人员的ID为“Kanishk”,通过维基百科查询到一个类似单词“Kanishka”,这是一个是梵文译音,中文翻译为“迦腻色迦”,迦腻色伽是贵霜帝国(Kushan Empire)的君主,贵霜帝国主要控制范围在印度河流域。至此推测该APT组织来自南亚某国。

通过这个案例,我们可以通过时区、公开信息、黑客ID、C&C域名进行溯源,并一步步递进。


3.时间戳分析

比如当前北京时间是2020年7月16日晚上9点3分,而UTC时间是13点3分。

但这里存在一个问题,当有很多恶意样本的时候,我们基于多个样本时间戳并结合正常作息时间进行分析,才能判断其来源。但是,如果仅从一个样本进行分析,其准确率还是会有影响,有的恶意软件是深夜发布,也影响了该方法的准确性,同时混淆、加壳、对抗样本也能影响我们的实验效果,但作者仅是提供了一种方法,更深入的研究还在继续,如果您有好的方法也欢迎和我讨论。

这里我们PE软件获取的时间是“2020-06-19 10:46:21”,对应北京时间是19点46分。因为作者习惯晚上写代码,但如果是软件或恶意样本,大公司通常会有正常的作息,从而可以结合海量数据分析来确定最终的软件来源地区或国家。

  • Fri Jun 19 10:46:21 2020 UTC
  • 2020-06-19 10:46:21

此时的Python代码如下:

import pefile
import time
import warnings
import datetime
import os,string,shutil,re

#忽略警告
warnings.filterwarnings("ignore")

PEfile_Path = "MFCApplication.exe"

#----------------------------------第一步 解析PE文件-------------------------------
pe = pefile.PE(PEfile_Path, fast_load=True)
print(type(pe))
print(pe)
print(pe.get_imphash())

#显示DOS_HEADER
dh = pe.DOS_HEADER

#显示NT_HEADERS
nh = pe.NT_HEADERS

#显示FILE_HEADER
fh = pe.FILE_HEADER

#显示OPTIONAL_HEADER
oh = pe.OPTIONAL_HEADER

print(type(fh)) #<class 'pefile.Structure'>
print(str(fh))

#----------------------------------第二步 获取UTC时间-------------------------------
#通过正则表达式获取时间
p = re.compile(r'[[](.*?)[]]', re.I|re.S|re.M)   #最小匹配
res = re.findall(p, str(fh))
print(res[1])                                    #第一个值是IMAGE_FILE_HEADER
res_time = res[1].replace(" UTC","")
# Fri Jun 19 10:46:21 2020 UTC

#获取当前时间
t = time.ctime()
print(t,"\n")                                    # Thu Jul 16 20:42:18 2020
utc_time = datetime.datetime.strptime(res_time, '%a %b %d %H:%M:%S %Y')
print("UTC Time:", utc_time)
# 2020-06-19 10:46:21

#----------------------------------第三步 全球时区转换-------------------------------
#http://zh.thetimenow.com/india
#UTC时间比北京时间晚八个小时 故用timedelta方法加上八个小时
china_time = datetime.datetime.strptime(res_time, '%a %b %d %H:%M:%S %Y') + datetime.timedelta(hours=8)
print("China Time:",china_time)

#美国 UTC-5
america_time = datetime.datetime.strptime(res_time, '%a %b %d %H:%M:%S %Y') - datetime.timedelta(hours=5)
print("America Time:",america_time)

#印度 UTC+5
india_time = datetime.datetime.strptime(res_time, '%a %b %d %H:%M:%S %Y') + datetime.timedelta(hours=5)
print("India Time:",india_time)

#澳大利亚 UTC+10
australia_time = datetime.datetime.strptime(res_time, '%a %b %d %H:%M:%S %Y') + datetime.timedelta(hours=10)
print("Australia Time",australia_time)

#俄罗斯 UTC+3
russia_time = datetime.datetime.strptime(res_time, '%a %b %d %H:%M:%S %Y') + datetime.timedelta(hours=3)
print("Russia Time",russia_time)

#英国 UTC+0
england_time = datetime.datetime.strptime(res_time, '%a %b %d %H:%M:%S %Y')
print("England Time",england_time)

#日本 UTC+9
japan_time = datetime.datetime.strptime(res_time, '%a %b %d %H:%M:%S %Y') + datetime.timedelta(hours=9)
print("Japan Time",england_time)

#德国 UTC+1
germany_time = datetime.datetime.strptime(res_time, '%a %b %d %H:%M:%S %Y') + datetime.timedelta(hours=1)
print("Germany Time",germany_time)

#法国 UTC+1
france_time = datetime.datetime.strptime(res_time, '%a %b %d %H:%M:%S %Y') + datetime.timedelta(hours=1)
print("France Time",france_time)

#加拿大 UTC-5
canada_time = datetime.datetime.strptime(res_time, '%a %b %d %H:%M:%S %Y') - datetime.timedelta(hours=5)
print("Canada Time:",canada_time)

#越南 UTC+7 
vietnam_time = datetime.datetime.strptime(res_time, '%a %b %d %H:%M:%S %Y') + datetime.timedelta(hours=7)
print("Vietnam Time:",vietnam_time)

输出结果如下图所示,不同地区有对应的时间分布,如果正常作息是早上9点到12点、下午2点到5点,从结果看更像是来自India、England、Japan等地区。当然,只有恶意样本很多的时候,我们才能进行更好的溯源,哈哈~


五.总结

写到这里,这篇文章就介绍完毕,希望对您有所帮助,最后进行简单的总结下作者的猜想。

  • 通过PE文件分析抓取创建文件时间戳,然后UTC定位国家地区,但受样本数量较少,活动规律不稳定影响很大
  • 通过静态分析获取非英文字符串,软件中一般有供该国使用的文字,然后进行编码比对溯源地区
  • 某些APP或软件存在流量反馈或IP定位,尝试进行流量抓取分析
  • 利用深度学习进行分类,然后提取不同国家的特征完成溯源

本文尝试的是最简单的方法,所以也存在很多问题,比如当有很多恶意样本的时候,我们才能基于多个样本时间戳并结合正常作息时间进行分析,才能判断其来源。如果仅从一个样本进行分析,其准确率还是会有影响,有的恶意软件是深夜发布,也影响了该方法的准确性,同时混淆、加壳、对抗样本也能影响我们的实验效果,但作者仅是提供了一种方法,更深入的研究还在继续,如果您有好的方法也欢迎和我讨论。

最后欢迎大家讨论如何判断PE软件或APP来源哪个国家或地区呢?印度又是如何确保一键正确卸载中国APP呢?哈哈,未知攻,焉知防。加油~

学安全一年,认识了很多安全大佬和朋友,希望大家一起进步。这篇文章中如果存在一些不足,还请海涵。作者作为网络安全初学者的慢慢成长路吧!希望未来能更透彻撰写相关文章。同时非常感谢参考文献中的安全大佬们的文章分享,深知自己很菜,得努力前行。 最感恩的永远是家人的支持,知道为啥而来,知道要做啥,知道努力才能回去。夜已深,虽然笨,但还得奋斗。

欢迎大家讨论,是否觉得这系列文章帮助到您!任何建议都可以评论告知读者,共勉。

(By:Eastmount 2021-12-29 夜于武汉 )


前文回顾(下面的超链接可以点击喔):

参考文献: [1] [网络安全自学篇] 六十二.PE文件逆向之PE文件解析、PE编辑工具使用和PE结构修改(三) [2] 白象的舞步——来自南亚次大陆的网络攻击 [3] https://xz.aliyun.com/t/2688 [4] [原创]利用python+pefile库做PE格式文件的快速开发 - jmpjerryy [5] python 时间类型和相互转换 - shhnwangjian

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原始发表:2021-12-29,如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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  • 一.PE文件格式
  • 二.PE文件格式解析
    • 1.010Editor解析PE文件
      • 2.Ollydbg动态调试程序
      • 三.Python获取时间戳
      • 四.时间戳判断来源地区
        • 1.UTC时间转换
          • 2.时区APT溯源案例(白象)
            • 3.时间戳分析
            • 五.总结
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