黑客手中的全新武器

艾瑞2012年初發(fā)布的中國2011年下半年個人網(wǎng)絡(luò)安全報(bào)告中，包含這么一個數(shù)據(jù)：2011年下半年十大熱點(diǎn)木馬中，其中5個是利用DLL劫持漏洞來對系統(tǒng)進(jìn)行破壞的。DLL劫持漏洞到底是何方神圣，竟然占領(lǐng)了木馬技術(shù)的半壁江山?

圖1 艾瑞安全報(bào)告中利用DLL劫持技術(shù)的熱門木馬截圖

DLL(Dynamic Link Library)，全稱動態(tài)鏈接庫，是Windows系統(tǒng)上程序正常運(yùn)行必不可少的功能模塊，是實(shí)現(xiàn)代碼重用的具體形式。簡單的說，可以把DLL理解成幫助程序完成各種功能的組件。

DLL劫持漏洞(DLL Hijacking Exploit)，這個名字緣起微軟在2010年8月23日發(fā)布的2269637號安全公告。這個漏洞是通過一些手段來劫持或者替換正常的DLL，欺騙正常程序加載預(yù)先準(zhǔn)備好的惡意DLL的一類漏洞的統(tǒng)稱。利用DLL劫持漏洞，病毒木馬可以隨著文檔的打開(或者其他一些程序正常行為)而激活自身，進(jìn)而獲得系統(tǒng)的控制權(quán)。

我們來看看DLL劫持漏洞到底是何方神圣。#p#

高危害利用形式的爆發(fā)

DLL劫持漏洞伴隨著Windows而存在，但是一直并未得到大家的足夠重視。

直到2010年8月份，有黑客在安全論壇上公布了一種危害極高的DLL劫持漏洞的利用形式，迅速引起強(qiáng)烈的反應(yīng)。隨后，著名安全組織exploit-db公布了一系列存在DLL劫持漏洞的軟件列表，其中可以發(fā)現(xiàn)大家十分熟悉的應(yīng)用軟件，包括：AutoCAD 2007、Daemon Tools、Winamp、Media Player Classic、Mozilla Thunderbird、Microsoft Office、Adobe Photoshop、Adobe Dreamweaver CS5、Skype、Snagit10、Safari、WinDVD、Opera、Firefox等等。

圖2 PCHOME針對DLL劫持漏洞的新聞截圖

簡單的講，安裝了上述軟件的電腦，當(dāng)用戶在打開一個圖片、音樂、視頻、BT種子、網(wǎng)頁文件都有可能感染病毒。當(dāng)攻擊者利用DLL劫持漏洞構(gòu)造一個特殊的DLL文件，將這個DLL文件和一些JPG、PPT、MP3、MPG、HTML文件共同打包，用戶解壓后雙擊打開這些文檔，病毒即被立即觸發(fā)。也就是說，不需要其他漏洞，不需要可執(zhí)行文件，只需要鼠標(biāo)雙擊打開別人發(fā)給你的音樂、視頻或者圖片文件，就可能感染病毒!難怪國外安全公司authentium在官方博客中描述DLL劫持漏洞時(shí)，甚至用"The world is going to end!"做標(biāo)題。

不過此次風(fēng)波，隨著網(wǎng)民們的關(guān)注和各個產(chǎn)品漏洞的逐步修復(fù)，逐漸平息下去。#p#

演變和進(jìn)化

DLL劫持漏洞的生命力絕不僅限于打開文件這種觸發(fā)這種形式。通過這種形式的啟發(fā)，黑客們逐漸找到了DLL劫持漏洞的更大活力。二年之后的今天，當(dāng)我們再看這個漏洞時(shí)，它已搖身一變更具威脅了。

了解客戶端安全的同學(xué)應(yīng)該都知道，現(xiàn)在的安全軟件大都會采取白名單機(jī)制，把一些大公司的程序放在安全軟件的白名單中，白名單中的程序不會進(jìn)行監(jiān)控并默認(rèn)信任，以減少誤報(bào)率。

都說安全性和易用性是相悖的。白名單這個特性是使安全軟件和受信任程序的使用都方便了不少，但是，同時(shí)也更加方便了廣大黑客。我們都知道，軟件工作時(shí)都需要這樣那樣的DLL功能組件，那么在安全軟件白名單信任策略支持下，即使“安全軟件”要加載的DLL是被替換掉的惡意DLL，安全軟件都會被認(rèn)為是合法、正常的行為。因此，黑客們就開始利用各大公司軟件中存在的DLL劫持漏洞，堂而皇之的在安全軟件眼皮底下加載早已準(zhǔn)備好的惡意代碼，入侵用戶的計(jì)算機(jī)。至此，更具“劫持”特性的廣義DLL劫持漏洞正式誕生。

本文開頭艾瑞報(bào)告中提到的那5個DLL劫持木馬，都屬于這種漏洞形式。是的，你沒有聽錯，就是它，占領(lǐng)木馬激活技術(shù)的半壁江山。由于效果極好，是黑客們殺人放火，打家劫舍的必備大殺傷性武器。#p#

刨根到底看原理

DLL劫持漏洞之所以被稱為漏洞，還要從負(fù)責(zé)加載DLL的系統(tǒng)API LoadLibrary來看。熟悉Windows代碼的同學(xué)都知道，調(diào)用LoadLibrary時(shí)可以使用DLL的相對路徑。這時(shí)，系統(tǒng)會按照特定的順序搜索一些目錄，以確定DLL的完整路徑。根據(jù)MSDN文檔的約定，在使用相對路徑調(diào)用LoadLibrary(同樣適用于其他同類DLL LoadLibraryEx，ShellExecuteEx等)時(shí)，系統(tǒng)會依次從以下6個位置去查找所需要的DLL文件(會根據(jù)SafeDllSearchMode配置而稍有不同)。

1. 程序所在目錄;

2. 系統(tǒng)目錄;

3. 16位系統(tǒng)目錄;

4. Windows目錄;

5. 當(dāng)前目錄;

6. PATH環(huán)境變量中的各個目錄。

而所謂的劫持的，就發(fā)生在系統(tǒng)按照順序搜索這些特定目錄時(shí)。只要黑客能夠?qū)阂獾腄LL放在優(yōu)先于正常DLL所在的目錄，就能夠欺騙系統(tǒng)優(yōu)先加載惡意DLL，來實(shí)現(xiàn)“劫持”。

微軟的“設(shè)計(jì)缺陷”?

從上面的原理來看，LoadLibrary API并不會去檢查即將要加載進(jìn)來的DLL是好人還是壞人，不管是李逵還是李鬼都有酒喝、有肉吃。這點(diǎn)我們能理解，畢竟判斷DLL是好是壞不是系統(tǒng)的事情，而是安全軟件的事情。

同時(shí)，當(dāng)使用相對路徑調(diào)用這個API加載DLL時(shí)，就會觸發(fā)上一節(jié)所述的神奇的動態(tài)鏈接庫搜索邏輯。由于系統(tǒng)搜索的位置非常多，而且其中的許多位置都能輕易被黑客劫持和控制，給了DLL劫持漏洞很大的利用空間。

但是，微軟認(rèn)為以上這些屬于系統(tǒng)特性，不屬于安全漏洞而不做修改，微軟官方的介紹及安全建議請參考這里：Dynamic-Link Library Search Order，Dynamic-Link Library Security。

比較有意思的是，從Windows 7的KB2533623補(bǔ)丁開始，微軟給我們帶來了三個解決DLL劫持問題的新API：SetDefaultDllDirectories，AddDllDirectory，RemoveDllDirectory。這幾個API配合使用，可以有效的規(guī)避DLL劫持問題?？上У氖牵@些API只能在打了KB2533623補(bǔ)丁的Windows7，2008上使用。#p#

Satellite DLL Hijacking

微軟從VS2003/MFC7.0開始就提供對Satellite DLL的增強(qiáng)支持，主要用于創(chuàng)建針對多種語言進(jìn)行本地化的應(yīng)用程序。Satellite DLL屬于純資源DLL，它包含應(yīng)用程序針對特定語言進(jìn)行本地化的資源。當(dāng)應(yīng)用程序開始執(zhí)行時(shí)，MFC會自動加載最適合于當(dāng)前運(yùn)行環(huán)境的本地化資源，比如在中文系統(tǒng)上，應(yīng)用程序會優(yōu)先使用中文資源，若是英文系統(tǒng)，則使用英文資源。Satellite DLL的命名規(guī)范為ApplicationNameXXX.dll，其中ApplicationName是使用MFC的*.EXE或者*.DLL的名稱，而XXX為由資源語言的三個字母組成，比如中文為CHS,英文為ENU。由于經(jīng)MFC編譯的應(yīng)用程序會自動加載相應(yīng)語言的本地化資源(即Satellite DLL)，且對加載的資源文件的合法性未作有效檢測，因此可能被惡意程序利用DLL劫持來實(shí)現(xiàn)任意代碼執(zhí)行。

MFC主要按照以下順序加載每種語言的資源DLL，找到一個后將停止加載下面的其它DLL：

1. 當(dāng)前用戶的默認(rèn)界面語言(UI Language)(適用于 Windows 2000 或更高版本)，該語言從 GetUserDefaultUILanguage() Win32 API 返回;

2. 當(dāng)前用戶的默認(rèn)界面語言(適用于Windows 2000 或更高版本)，沒有任何特定子語言(即 ENC [加拿大英語] 變成 ENU [美國英語]);

3.系統(tǒng)的默認(rèn)界面語言(適用于Windows 2000 或更高版本)，這是從 GetSystemDefaultUILanguage() API 返回的語言。 在其他平臺上，這是操作系統(tǒng)本身的語言;

4. 系統(tǒng)的默認(rèn)界面語言，沒有任何特定的子語言;

5. 具有 3 個字母代碼 LOC 的“虛設(shè)”語言。

比如使用MFC的應(yīng)用程序Example.exe，系統(tǒng)的用戶界面語言是ENU(美國英語)，而當(dāng)前用戶的用戶界面語言為FRC(加拿大法語)，那么MFC將按照以下順序查找資源DLL文件：

1. ExampleFRC.dll(當(dāng)前用戶的界面語言，此例為加拿大法語);

2. ExampleFRA.dll(當(dāng)前用戶的界面語言，不包含子語言，此例為法語(法國));

3. ExampleENU.dll(系統(tǒng)默認(rèn)的用戶界面語言，此例為美國英語);

4. ExampleLOC.dll。

如果未找到上面DLL中任何一個，則MFC會使用Example.exe自帶的資源。當(dāng)應(yīng)用程序自帶有界面語言資源DLL文件時(shí)，它也會按照上述順序來加載。比如在Win7簡體中文系統(tǒng)上，應(yīng)用程序Example.exe擁有自己的UI資源文件MainUI.dll，那么就會首先去加載MainUICHS.dll。

因此，惡意程序如果在程序相當(dāng)目錄下，比如上面MainUI.dll所在目錄下，再放置一個包含惡意代碼的MainUICHS.dll后，打開主程序Example.exe后，就會優(yōu)先加載包含惡意代碼的MainUICHS.dll，而非MainUI.dll，從而執(zhí)行任意代碼，如下圖所示：

由于多數(shù)MFC程序默認(rèn)會動態(tài)鏈接mfc70.dll、mfc80.dll、mfc90.dll等dll文件(具體文件名與MFC版本號相關(guān))，因此在中文系統(tǒng)下，如果在相應(yīng)的程序目錄下放置mfc**chs.dll或者mfc**loc.dll都有可能達(dá)到DLL劫持的目的。#p#

DLL加載安全之道

首先，對于會打開圖片、音樂等各種類型文件的程序，分為以下三種情況處理：

A. 對于外部第三方DLL和自己的DLL：

1. 使用LoadLibrary API加載DLL時(shí)使用絕對路徑，類似的情況還包括其他API如LoadLibraryEx, CreateProcess, ShellExecute等;

2. 將所有需要使用到的DLL放在應(yīng)用程序所在的目錄，不放到系統(tǒng)目錄或者其他目錄。

B. 對于系統(tǒng)共享的DLL(如user32.dll, mfc80loc.dll等)，不能放到程序目錄下時(shí)，應(yīng)該：

1. 使用絕對路徑加載;

2. 對于無法準(zhǔn)確預(yù)測絕對路徑的情況，可以使用相對路徑加載。

C. 程序啟動時(shí)調(diào)用API SetDllDirectory(L"")將當(dāng)前目錄從DLL加載順序中移除.

其次，對于廣義DLL劫持漏洞，我們只有一種有效的處理辦法：加載任何DLL前先校驗(yàn)文件的簽名，簽名沒有問題的才能加載。

檢測方案

DLL劫持漏洞的檢測比較簡單，可以在虛擬環(huán)境將程序運(yùn)行起來，對其中的DLL加載操作進(jìn)行審計(jì)，找出加載順序中可能被劫持的點(diǎn);還可以為程序構(gòu)建一個“劫持現(xiàn)場”(自己做一個劫持并轉(zhuǎn)發(fā)給正常DLL的DLL文件看是否執(zhí)行其中代碼)，并檢查程序能否真正規(guī)避DLL劫持的威脅。