1. 序言

供應(yīng)鏈攻擊是一種傳播間諜軟件的方式，一般通過產(chǎn)品軟件官網(wǎng)或軟件包存儲庫進(jìn)行傳播。通常來說，黑客會瞄準(zhǔn)部署知名軟件官網(wǎng)的服務(wù)器，篡改服務(wù)器上供普通用戶下載的軟件源代碼，將間諜軟件傳播給前往官網(wǎng)下載軟件的用戶。在實施攻擊時，有一種方式是通過污染上游廠商的編譯環(huán)境來攜帶攻擊者的惡意載荷。

在污染編譯環(huán)境時，對污染文件的選擇上，需要關(guān)注兩個重點，第一，要確保被污染分代碼能夠被編譯進(jìn)目標(biāo)程序，第二，需要足夠隱蔽，防止被安全工具檢測到。在Windows環(huán)境下，通過替換MSVC的C標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行庫的方式可以同時達(dá)到上訴兩種要求，下面詳細(xì)介紹該技術(shù)的實現(xiàn)細(xì)節(jié)。

2. 環(huán)境與工具

靶場Windows靶機(jī)

任意版本visualstudio

MSVC組件

3. MSVC組件

MSVC全稱Microsoft Visual C++，是微軟公司的免費(fèi)C++開發(fā)工具，具有集成開發(fā)環(huán)境，可提供編輯C語言，C++以及C++/CLI等編程語言。VC++集成了便利的除錯工具，特別是集成了微軟Windows視窗操作系統(tǒng)應(yīng)用程序接口（Windows API）、三維動畫DirectX API，Microsoft .NET框架。可以通過打開Visual Studio Installer查看MSVC組件文件目錄，需要污染的C標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行庫就是在該目錄下。

MSVC有多個版本，可以通過設(shè)置中的平臺工具集確認(rèn)自己當(dāng)前使用的版本，由于筆者當(dāng)前使用的版本是v143，即14.3。

4. C標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行庫-MSVCRT.LIB

1. 什么是MSVCRT.LIB

Visual Studio使用的CRT靜態(tài)庫文件為MSVCRT.LIB，CRT全程為C runtime Library，意義為Windows的C標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行庫，初始CRT的代碼位于多個庫文件中，大多數(shù)軟件發(fā)布時使用運(yùn)行庫的動態(tài)多線程RELEASE版本，該種方式在編譯時需要用到MSVCRT.LIB。

圖：MSVC的CRT初始化庫

如果對程序進(jìn)行調(diào)試，觀察程序的調(diào)用堆棧，會發(fā)現(xiàn)程序并非是從編寫的main函數(shù)開始執(zhí)行的，這是因為開發(fā)者編寫C代碼時，入口點雖然為main函數(shù)，但是在程序運(yùn)行時，程序真正的入口點為mainCRTStartup函數(shù)，在編譯時會將MSVCRT.LIB的內(nèi)容鏈接到開發(fā)者自定義代碼之前。

2. MSVCRT.LIB的路徑

上文中，我們介紹過MSVC組件的路徑，并確定使用的版本為14.3，MSVCRT.LIB文件及其源碼均在該目錄下。源碼文件在crtsrcvcruntime中，MSVCRT.LIB在lib文件下存在多種版本，本文使用x86下的MSVCRT.LIB進(jìn)行演示。

3. 程序的執(zhí)行流程

在程序運(yùn)行時，真正的入口點為mainCRTStartup函數(shù)，該程序被定義在exe_main.cpp中，其源碼如下。

#define_SCRT_STARTUP_MAIN
#include"exe_common.inl"
extern"C"DWORD mainCRTStartup(LPVOID)
{
return__scrt_common_main();
}

可以看到mainCRTStartup調(diào)用了scrt_common_main，根據(jù)include我們可以知道scrt_common_main被定義在了exe_common.inl中，exe_common.inl的部分代碼如下。

static__declspec(noinline) int__cdecl __scrt_common_main_seh()
{
if(!__scrt_initialize_crt(__scrt_module_type::exe))
__scrt_fastfail(FAST_FAIL_FATAL_APP_EXIT);

boolhas_cctor = false;
__try
{
boolconstis_nested = __scrt_acquire_startup_lock();

if(__scrt_current_native_startup_state == __scrt_native_startup_state::initializing)
{
__scrt_fastfail(FAST_FAIL_FATAL_APP_EXIT);
}
elseif(__scrt_current_native_startup_state == __scrt_native_startup_state::uninitialized)
{
__scrt_current_native_startup_state = __scrt_native_startup_state::initializing;

if(_initterm_e(__xi_a, __xi_z) != 0)
return255;

_initterm(__xc_a, __xc_z);

__scrt_current_native_startup_state = __scrt_native_startup_state::initialized;
}
else
{
has_cctor = true;
}

__scrt_release_startup_lock(is_nested);

// If this module has any dynamically initialized __declspec(thread)
// variables, then we invoke their initialization for the primary thread
// used to start the process:
_tls_callback_type const* consttls_init_callback = __scrt_get_dyn_tls_init_callback();
if(*tls_init_callback != nullptr&& __scrt_is_nonwritable_in_current_image(tls_init_callback))
{
(*tls_init_callback)(nullptr, DLL_THREAD_ATTACH, nullptr);
}

// If this module has any thread-local destructors, register the
// callback function with the Unified CRT to run on exit.
_tls_callback_type const* consttls_dtor_callback = __scrt_get_dyn_tls_dtor_callback();
if(*tls_dtor_callback != nullptr&& __scrt_is_nonwritable_in_current_image(tls_dtor_callback))
{
_register_thread_local_exe_atexit_callback(*tls_dtor_callback);
}

//
// Initialization is complete; invoke main...
//

intconstmain_result = invoke_main();

//
// main has returned; exit somehow...
//

if(!__scrt_is_managed_app())
exit(main_result);

if(!has_cctor)
_cexit();

// Finally, we terminate the CRT:
__scrt_uninitialize_crt(true, false);
returnmain_result;
}
__except (_seh_filter_exe(GetExceptionCode(), GetExceptionInformation()))
{
// Note:We should never reach this except clause.
intconstmain_result = GetExceptionCode();

if(!__scrt_is_managed_app())
_exit(main_result);

if(!has_cctor)
_c_exit();

returnmain_result;
}
}



// This is the common main implementation to which all of the CRT main functions
// delegate (for executables; DLLs are handled separately).
static__forceinline int__cdecl __scrt_common_main()
{
// The /GS security cookie must be initialized before any exception handling
// targeting the current image is registered. No function using exception
// handling can be called in the current image until after this call:
__security_init_cookie();

return__scrt_common_main_seh();
}

觀察源碼我們可以看到scrt_common_main中調(diào)用了安全cookie與scrt_common_main_seh，scrt_common_main_seh中通過invoke_main到達(dá)用戶定義的main函數(shù)，其調(diào)用如下圖所示。

上訴內(nèi)容執(zhí)行早于main函數(shù)，所以污染MSVCRT.LIB文件可以確保注入的代碼必然被執(zhí)行，又因上訴函數(shù)調(diào)用非敏感函數(shù)，通常安全工具不會對其進(jìn)行檢測，因此保證了隱蔽性。

5. 編譯環(huán)境污染

1. 文件編譯

在源碼中，我們挑選一個文件進(jìn)行代碼注入，本文選擇dyn_tls_init.c進(jìn)行演示，dyn_tls_init.c的源碼如下。

//
// dyn_tls_init.c
//
// Copyright (c) Microsoft Corporation. All rights reserved.
//
// This source file provides a fallback definition of __dyn_tls_init_callback,
// used whenever TLS initialization is not required.
//
// This relies on a feature of the C compiler known as "communal variables."
// This does not work in C++, and the linker's alternatename features is not
// sufficient here.
//
#include

#pragmawarning(disable: 4132) // const object should be initialized
constPIMAGE_TLS_CALLBACK __dyn_tls_init_callback;

PIMAGE_TLS_CALLBACK const* __cdecl __scrt_get_dyn_tls_init_callback()
{
return&__dyn_tls_init_callback;
}

添加一些自定義代碼

#include

#pragmawarning(disable: 4132) // const object should be initialized
constPIMAGE_TLS_CALLBACK __dyn_tls_init_callback;
add(intx,inty){
returnx + y;
}
PIMAGE_TLS_CALLBACK const* __cdecl __scrt_get_dyn_tls_init_callback()
{
intx = 1;
inty = 2;
intz = add(x, y);
return&__dyn_tls_init_callback;
}

關(guān)閉編譯優(yōu)化選項，此過程不可省略，CTRL+F7編譯；

將編譯好的obj文件拷貝出來。

2. 清理原始o(jì)bj

obj文件就是c文件編譯之后產(chǎn)生的一種文件，一個c文件編譯之后只會產(chǎn)生一個obj文件，一個lib文件是obj文件的集合，當(dāng)然，其中還夾雜著其他一些輔助信息，目的是為了讓編譯器能夠準(zhǔn)確找到對應(yīng)的obj文件，這些文件一起通過AR打包。我們需要找到這些輔助信息完成LIB文件中obj目標(biāo)文件的替換。obj文件可以利用類似7z工具進(jìn)行解包，解壓后如下。

在目錄中有兩個文本文件，里面記錄了obj文件對應(yīng)信息，搜索dyn_tls_init.obj，搜索到D:a_work1sIntermediatecrtvcstartupuildmdmsvcrt_kernel32msvcrt_kernel32.nativeprojobjrx86dyn_tls_init.obj，該值為dyn_tls_init.obj打包時文件的路徑。刪除MSVCRT.LIB文件中dyn_tls_init.obj的相關(guān)信息，刪除obj需要link.exe工具，該工具在MSVC的bin目錄下，刪除指令如下。

link-lib"XX:XXXmsvcrt.lib" -remove:D:a\_work1sIntermediatecrtvcstartupbuildmdmsvcrt_kernel32msvcrt_kernel32.nativeprojobjrx86dyn_tls_init.obj

3. 寫入新編譯obj

在清理完原始o(jì)bj文件后，將新編譯好的obj文件寫入lib文件，解壓lib文件后，可以發(fā)現(xiàn)除了文本文件外，還有一個文件夾名為D_，該文件夾代表obj文件打包前所在的磁盤盤符，也就是D盤。在通過MSVC的工具進(jìn)行打包時，會根據(jù)obj所在路徑創(chuàng)建對應(yīng)的文件，并將obj的路徑記錄到里面的文本文件中。也就是說新編譯好的文件不需要與原始o(jì)bj文件在相同目錄下，但是為了看起來更加完美，建議根據(jù)文本文件中的地址為編譯好的obj文件創(chuàng)建相同的路徑。寫入lib文件需要用到lib.exe工具，使用指令如下。

lib "XX:XXXmsvcrt.lib""D:a\_work1sIntermediatecrtvcstartupuildmdmsvcrt_kernel32msvcrt_kernel32.nativeprojobjrx86dyn_tls_init.obj”

寫入obj后，新建一個C/C++的項目，隨意編寫一些代碼。

編譯后使用反匯編工具查看main之前的代碼，發(fā)現(xiàn)寫入dyn_tls_init.obj的功能已經(jīng)被編譯到工程中，反匯編代碼如下。

call___scrt_release_startup_lock
pop ecx
callsub_401CD0
mov esi, eax
xoredi, edi
cmp [esi], edi
jz shortloc_401783
push esi
call___scrt_is_nonwritable_in_current_image
pop ecx
testal, al
jz shortloc_401783
mov esi, [esi]
push edi
push 2
push edi
mov ecx, esi
callds:___guard_check_icall_fptr
callesi
callsub_401D0B
mov esi, eax
cmp [esi], edi
jz shortloc_4017A1
push esi
call___scrt_is_nonwritable_in_current_image
pop ecx
testal, al
jz shortloc_4017A1
push dword ptr [esi] ; Callback
call_register_thread_local_exe_atexit_callback
pop ecx
call_get_initial_narrow_environment
mov edi, eax
call__p___argv
mov esi, [eax]
call__p___argc
push edi ; envp
push esi ; argv
push dword ptr [eax] ; argc
call_main

##注入的內(nèi)容
#sub_401CD0
pushebp
movebp, esp
subesp, 0Ch
mov[ebp+var_8], 1
mov[ebp+var_4], 2
moveax, [ebp+var_4]
pusheax
movecx, [ebp+var_8]
pushecx
callsub_401D00
addesp, 8
mov[ebp+var_C], eax
moveax, offsetunk_405380
movesp, ebp
popebp
retn
#sub_401D00
pushebp
movebp, esp
moveax, [ebp+arg_0]
addeax, [ebp+arg_4]
popebp
retn
endp

6. 總結(jié)

通過上訴例子可以看出，污染CRT靜態(tài)庫文件的方式簡單易用，且具有很高的隱蔽性，當(dāng)攻陷對方編譯服務(wù)器時，該方式危害極大，因其與源碼一同被編譯到項目中，會攜帶合法簽名。希望在大家在了解其工作原理后，不僅收獲了一種新的代碼劫持技能，在分析惡意軟件時也多了一個思路。

丈八網(wǎng)安蛇矛實驗室成立于2020年，致力于安全研究、攻防解決方案以及靶場仿真復(fù)現(xiàn)等相關(guān)方向。團(tuán)隊核心成員均由從事安全行業(yè)10余年經(jīng)驗的安全專家組成，團(tuán)隊目前成員涉及紅藍(lán)對抗、滲透測試、逆向破解、病毒分析、工控安全以及免殺等相關(guān)領(lǐng)域。

審核編輯：劉清