一种使用TCP自定义加密通信的APT样本分析
一、 概述
为了确保通信安全和隐私以及应对各种窃听和中间人攻击，越来越多的网络流量被加密，然而，攻击者也可以通过这种方式来隐藏自己的信息和行踪。近期我们捕获了一个样本，此样本就是使用了加密通信，为了深入研究此样本的加密通信机制，接下来我们来逐层剖析它。
域名 | *.ddns.net |
威胁类型 | 木马 |
样本性质 | 曾关联海莲花等APT组织 |
二、 准备工作
解密硬编码字符串
将样本记录的硬编码字符串的每一个字节加0x23，可以获得密钥、域名、注册表键
字符串 | 作用 |
*.ddns.net | C2服务器域名 |
Software\microsoft\windows NT\Currentversion | 注册表键 |
ProductName | 注册表键，系统版本 |
ComSpec | 环境变量：CMD.EXE的路径 |
2q36kj8*6t9w5 | 密钥：数据加密解密时使用的密钥 |
三、 通信行为-接收
3.1 建立通信
样本采用TCP自定义加密通信，IP为域名（*.ddns.net）解析成功后得到的IP，端口为5832
3.2 接收、校验数据
样本使用TCP协议传输数据，TCP载荷部分使用自定义加密协议，并且协议格式中含有身份校验位，只有校验通过才解析后面的内容，不通过则继续接收数据。
包类型 | 1、2、3、4、5字节 | 6、7字节 | 8、9字节 | 10、11字节 | 后续 |
连接包 | 会话ID | / | / | / | / |
命令与控制包 | 会话ID | 数据大小 | 指令码 | 是否解密标志位 | 传输的数据 |
备注 | 单次会话值相同 | 做大小校验 | 不同指令执行不同的操作 | 为0则不解密数据，大于0解密 | 需要解密的数据 |
接收数据包格式一览表
每次对接收的数据的校验方式如上表。第一次连接或者重新连接的数据包的前5个字节的值作为会话ID。
接收的数据包由三部分组成：
a. 填充数据（长度可变）
b. 11个字节的校验数据、指令
c. 后续操作需要的参数、数据
为了防止单次会话中接收的数据因为前5个字节相同而出现规律性，会在校验前先获取有效的传输数据即移除填充数据，找到数据中与同一次会话的标志值相同的数据的位置，这也算是第一次校验。
接下来，校验有效数据的大小，有效数据的大小记录在第6、7字节，校验通过会根据第10、11字节的值来决定是否解密后续的数据。
3.3 解密数据
解密操作就是由硬编码得到的密钥和数据进行按位异或，返回的数据包也是这种方式加密的。
四、 执行指令
接收数据的第8、9字节的值是样本的指令码，根据不同的指令执行不同的操作。
指令大致分为三类
4.1 获取信息
获取电脑系统信息、磁盘盘符、文件信息、进程信息以及TCP&UDP表的信息，并将获取的信息按照不同的格式拼接，然后将拼接好的数据与密钥做加密操作，并且将加密后的数据拷贝到发送缓冲区中。（具体的发送格式以及指令功能见文章末尾的发送数据包结构一览表）
4.2 操作CMD.EXE
创建两个匿名管道，获取环境变量ComSpec的值即CMD.EXE的路径，以这个路径创建进程CMD.EXE，并且在创建进程的时候将进程的输入、输出各绑定一个匿名管道，这样就可以通过管道来对CMD.EXE进行远程操作，其中输入CMD的指令就是有效数据中解密后的数据，输出即回显通过管道获取，再拼接相应的格式后加密存放到发送缓冲区中。
4.3 关闭进程、线程
关闭CMD.EXE进程
五、 通信行为—发送
发送的数据格式如下表，按照自定义格式组成数据包内容后，加密发送：
指令码 | 操作 | 发包格式1、2、3、4、5字节 | 发包格式6、7字节 | 数据 | 备注 |
3017 | 结束指定线程，断开连接，然后重新启动网络连接 | / | / | / | 不发包 |
3000 | 获取电脑基本信息 | 会话ID | 3000 | 电脑名称|系统版本|用户名|主模块全路径|AN|.10* | 单个数据包 |
3001 | 获取磁盘盘符信息 | 会话ID | 3001 | C:\\D:\\(电脑所有盘符信息)| | 单个数据包 |
3002 | 遍历文件信息 | 会话ID | 3002 | <>文件名:?文件大小:?文件时间字符串:? | 单个数据包 数据信息小于9084字节 |
遍历文件信息 | 会话ID | 3003 | xxxx(多次发包的个数INT)xxxx(多个包的实际大小) | 单个数据包 数据信息大于9084字节 发送数据总大小 | |
3004 | 文件信息 | 会话ID | 3004 | 9084字节数据（或者剩下不足9084字节的数据） | 多个数据包 |
3005 | 创建文件 | 会话ID | 3010 | q7gf | 创建文件失败 |
创建文件 | 会话ID | 3006 | 1 | 创建文件成功 | |
3006 | 写文件 | 会话ID | 3006 | x（文件操作次数） | 单个数据包 |
3007 | 文件大小 | 会话ID | 3008 | xxxx(假设9084字节为页，这里记录的页数INT)xxxx(文件的实际大小) | 单个数据包 |
3009 | 文件数据 | 会话ID | 3009 | 9084字节数据（或者剩下不足9084字节的数据） | 多个数据包 |
3012 | 创建远程可交互式CMD匿名管道传输数据 | 会话ID | 3013 | 回显数据 | 单个数据包 数据信息小于9084字节 |
匿名管道传输数据 | 会话ID | 3014 | xxxx(多次发包的个数INT)xxxx(多个包的实际大小) | 单个数据包 数据信息大于9084字节 发送数据总大小 | |
3013 | 给CMD传输命令 | 会话ID | 3013 | 回显数据 | 单个数据包 数据信息小于9084字节 |
给CMD传输命令 | 会话ID | 3014 | xxxx(多次发包的个数INT)xxxx(多个包的实际大小) | 单个数据包 数据信息大于9084字节 发送数据总大小 | |
3015 | 发送回显数据 | 会话ID | 3015 | 9084字节数据（或者剩下不足9084字节的数据） | 多个数据包 |
3016 | 关闭CMD进程 | / | / | / | 不发包 |
3019 | 遍历TCP、UDP终结点表 | 会话ID | 3019 | TCP信息UDP信息 | 单个数据包 数据信息小于9084字节 |
遍历TCP、UDP终结点表 | 会话ID | 3020 | xxxx(多次发包的个数INT)xxxx(多个包的实际大小) | 单个数据包 数据信息大于9084字节 发送数据总大小 | |
3021 | 负责TCP\UDP表信息传输 | 会话ID | 3021 | 9084字节数据（或者剩下不足9084字节的数据） | 多个数据包 |
3022 | 关闭指定进程 | 会话ID | 3022 | t | 关闭进程成功 |
关闭指定进程 | 会话ID | 3022 | #%r | 关闭进程失败 | |
3023 | 遍历进程信息 | 会话ID | 3023 | (进程ID)8tr$(进程名字)8tr$(AD)t#21 | 单个数据包 数据信息小于9084字节 |
遍历进程信息 | 会话ID | 3024 | xxxx(多次发包的个数INT)xxxx(多个包的实际大小) | 单个数据包 数据信息大于9084字节 发送数据总大小 | |
3025 | 进程信息传输 | 会话ID | 3025 | 9084字节数据（或者剩下不足9084字节的数据） | 多个数据包 |
/ | 每60秒 | xxxx（与接收数据包前4字节相同） | / | / | 每当间隔大于60秒判断一次，如果发送的数据不是多包中的数据则发送一个单独的包 |
六、 总结
样本使用TCP自定义加密通信，通信成功会首先进行身份校验、然后解析数据中的指令码，根据指令码的不同执行不同的功能，其中有一个高危的功能，通过匿名管道的方式实现远程可交互式CMD，CMD执行的命令和执行结果（回显）在通信流量载荷中加密传输。
利用TCP/UDP等协议承载自定义加密载荷进行攻击的APT组织、各类黑客工具层出不穷。因自定义加密格式不定，变化灵活，因此这种加密流量检测的难度进一步提高。我们一直针对各类使用自定义加密的最新威胁保持密切跟踪，并随时更新方案进行应对。
参考阅读