Журнал Компьютерра - Журнал Компьютерра N738

Работоспособность APEG была проверена на пяти из недавних патчей Microsoft. После того как выявлялись различия в бинарных кодах исходной и пропатченной программ, системе требовалось от шести секунд до трех минут, чтобы сгенерировать вредоносный код, эксплуатирующий каждую из уязвимостей.

Строго говоря, нельзя утверждать, что APEG создает уже полностью готовые для реальной атаки средства. Не доказано и то, что технология универсальна, то есть может обнаруживать и использовать "в корыстных целях" любой тип уязвимостей. Тем не менее она показывает, что вредоносные коды на основе патчей действительно можно создавать очень быстро.

А это значит, что Microsoft не предпринимает адекватных шагов для затруднения подобных атак (которые, повторим, не столь уж и новы). В качестве возможных шагов для улучшения ситуации с защитой разработчики APEG предлагают Microsoft несколько решений:искусственное "затемнение" кода патча командамипустышками, шифрование патчей при рассылке с последующим распределением ключа для одновременной активации, использование пиринговых технологий для более быстрой повсеместной установки патчей.

Разумеется, ни одно из этих решений не устраняет проблему полностью, однако, по мнению ученых, делает ситуацию менее угрожающей.

В 2005 году, когда корпорация Microsoft в очередной раз выдала публике скупую информацию о латании критической уязвимости в браузере Internet Explorer, специалист по обратной инженерной разработке Халвар Флэйк (Halvar Flake) решил выяснить, в чем там дело. Компания Флэйка SABRE Security разработала на продажу специальный аналитический инструмент BinDiff для выявления различий в бинарных кодах программ, исследователь продемонстрировал эффективность нового инструмента на примере сравнения исходной и пропатченной версии браузера Microsoft.

Специфические отличия в версиях программ, указавшие на уязвимость в обработке графики формата PNG, были обнаружены и проанализированы меньше чем за двадцать минут. Конечно, столь впечатляющая скорость анализа не в последнюю очередь объясняется небольшими размерами PNG-патча, тем не менее демонстрация выглядела весьма эффектно и стала одним из первых наглядных примеров того, как код патча сам предоставляет информацию о скрытой в системе уязвимости.

После этой работы исследователи SABRE опубликовали еще несколько статей, где показали, как с помощью BinDiff по пакетам апдейтов Microsoft за несколько часов можно создавать вредоносные коды, эксплуатирующие разнообразные дыры в системе. Попутно выяснилось, что примерно тем же самым хакеры андеграунда занимались и прежде.

Теперь же инструменты вроде BinDiff или функционально похожей программы IDA Pro с их дружественным пользовательским интерфейсом существенно раздвинули границы как технологии, так и круга лиц, владеющих подобным инструментарием.

В каком-то смысле можно говорить, что публикация патчей-заплат в их традиционной форме все больше становится похожа на выпуск инструкций по поиску неизвестных уязвимостей в закрытой системе.

Следующая работа — с майской конференции семинара по крупномасштабным и новым компьютерным угрозам (USENIX workshop on Large-Scale Exploits and Emergent Threats [LEET]). Сотрудники Иллинойского университета (Урбана-Шампань) представили на удивление эффективный подход к добавлению аппаратных закладок в компьютеры общего назначения [2].

Исследователи показали, что внесения в схему процессора совсем небольшого (одна-две тысячи) числа элементов достаточно для обеспечения широкого спектра дистанционных атак, которые невозможно выявить или предотвратить с помощью традиционных софтверных подходов к безопасности. Правда, для проведения подобных атак требуется фундаментально скомпрометировать компьютеры на этапе их создания или сборки. Понятно, что злоумышленнику-одиночке это не по силам. Однако вполне по силам организованной преступности, не говоря уже о государственных спецслужбах.

Технически это выглядит так. Скрытые в процессоре вредоносные схемы обеспечивают атакующую сторону невидимым внутренним плацдармом для атак. Поскольку такие схемы занимают уровень, находящийся ниже стека программ, они способны обходить все традиционные техники защиты. Анализ подобных закладок только-только начинается, ограничиваясь случаями простейших троянцев. Более сложные схемы пока не исследованы, как и контрмеры, которые атакующая сторона может принимать для обхода предлагаемых форм защиты.

В работе [2] представлена общая конструкция и конкретные формы реализации так называемых IMPs (Illinois Malicious Processors, "иллинойских вредоносных процессоров"). Показано, что даже с учетом жестких ограничений по месту, его все равно достаточно для планирования разнообразных типов атак, а не одной узконаправленной. Такая гибкость схемы позволила разработчикам продемонстрировать две конкретные конструкции и реализовать их практически в конкретной системе FPGA-чипа, то есть процессора с перепрограммируемой логикой. Вот примеры, подтверждающие общую концепцию.

ЭСКАЛАЦИЯ ПРИВИЛЕГИЙ. Используя механизм доступа к памяти, реализован вредоносный сервис, поднимающий привилегии пользовательского процесса до высшего (root) уровня. При выполнении такой атаки программа эскалации привилегий использует аппаратную закладку в процессоре для отключения защиты привилегированных областей памяти. Для реализации механизма доступа к памяти требуется увеличить число гейтов логики в процессоре меньше, чем на 0,05%.

Он позволяет напрямую нарушать все предположения ОС относительно обеспечиваемой защиты памяти.

ВХОДНОЙ БЭКДОР. Используя специально разработанный механизм теневого режима, разработчики реализовали вредоносный сервис, служащий постоянным "черным ходом" в систему. Чтобы начать атаку захвата, злоумышленник посылает сетевой пакет в систему жертвы, где ОС первым делом инспектирует этот пакет, проверяя контрольную сумму UDP. Сам акт проверки пакета (необходимый для принятия решения о том, следует ли его отвергнуть) запускает троянскую закладку в железе, а вредоносная программа интерпретирует содержимое пакета как новый код прошивки, который невидимо загружается в процессор. Операционная же система тем временем отбрасывает непрошеный пакет и продолжает работу, не заметив атаки.

Код прошивки, реализующий теневой режим, отслеживает login-приложение для входа в систему. И когда некто пытается войти с особым, заранее известным закладке паролем, та подменяет значение функции проверки пароля на "правильный" и тем самым гарантирует доступ в систему любому, кто знает хитрость. Чтобы скрыть следы атаки, сразу после успешной попытки логина прошивка сама себя выгружает и отключает теневой режим, возвращая системе все ресурсы процессора. Таким образом, послав сетевой UDP-пакет и тут же войдя в систему, злоумышленник может сократить время работы теневого режима до минимума. Если же система жертвы не имеет выхода в сеть, то для включения закладки-бэкдора можно использовать похожий механизм на основе внешнего накопителя. Например, в USB-модуле флэш-памяти для этого подходит самый первый блок, необходимый для идентификации типа файловой системы. Механизм теневого режима увеличивает количество логических гейтов схемы всего на 0,08%, давая при этом неограниченный доступ к компьютеру без опоры на какиелибо программные уязвимости.