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Tendances

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La détection dynamique de shellcodes polymorphiques, une piste pour les anti-malwares du futur ?

Par Rédaction, secuobs.com
Le 14/10/2006


Résumé : Alors que selon toutes les études, les attaques et codes malveillants deviennent de plus en plus ciblés, la détection dynamique des shellcodes peut apporter certaines solutions. - Lire l'article



Les shellcodes sont des suites d’instructions (écrites en langage machine) pouvant être exécutées directement par un système d’exploitation. Ils sont donc très fortement dépendants des architectures (Intel 32/64 bits, Sparc, MIPS...), des systèmes d’exploitation, mais également des services packs Windows, ou de l’internationalisation (US, FR, CN...).
Voici un exemple de shellcode Linux (Intel 32 bits) permettant l’exécution d’un shell “/bin/sh”, puis la fonction exit(1) en sortie :

// execve /bin/sh
"\x31\xc0" // xor %eax,%eax
"\x50" // push %eax
"\x68\x2f\x2f\x73\x68" // push $0x68732f2f
"\x68\x2f\x62\x69\x6e" // push $0x6e69622f
"\x89\xe3" // mov %esp,%ebx
"\x8d\x54\x24\x08" // lea 0x8(%esp,1),%edx
"\x50" // push %eax
"\x53" // push %ebx
"\x8d\x0c\x24" // lea (%esp,1),%ecx
"\xb0\x0b" // mov $0xb,%al
"\xcd\x80" // int $0x80

// exit();
"\x31\xc0" // xor %eax,%eax
"\xb0\x01" // mov $0x1,%al
"\xcd\x80"; // int $0x80


Les développeurs d’exploits les manient très régulièrement. Les codes publiés sur Internet nécessitent la plupart du temps la modification du shellcode en fonction de l’architecture cible, ainsi que la modification d’adresse(s) de retour, pointant sur le shellcode en mémoire.
Ces morceaux de code sont donc injectés dans l’espace d’adressage d’un processus cible, en vue de rediriger le flot d’exécution de celui-ci à l’aide une vulnérabilité (buffer overflow dans la pile, le tas, bug de format, réécriture de pointeur, etc.).

Les NOP sont des instructions qui n’ont comme seul but de “passer” à l’instruction suivante de façon passive. Le NOP (opcode 0x90) (No Instruction), très connu, permet de passer à l’instruction sans aucune action. Les suites de NOPs en mémoire permettent de ne pas avoir à connaître avec exactitude l’adresse d’un buffer afin de retourner sur celui-ci : il suffit simplement de trouver une adresse contenant un NOP, comme l’illustre la figure ci-dessous :



Ils sont cependant facilement détectables (un paquet contenant 2000 octets 0x90 est suspect...). Plusieurs autres types de NOP existent, mais ils sont une proie facile face aux I(D|P)S par exemple. Mais des techniques de contournement existent, et en particulier les NOP sleds, qui permettent de simuler des instructions n’ayant aucune conséquence (incrémentation puis décrémentation d’un registre typiquement). La difficulté est cependant de ne pas exécuter de code pouvant être “dangereux” pour une exploitation (crash prématuré par exemple), et d’avoir un comportement équivalent quel que soit le début de l’exécution : tous les opcodes doivent donc pouvoir constituer un début d’instruction.
Cette technique est fiable et plusieurs générateurs existent. Citons notamment clet [ lien ] ou shellforge [ lien ].

De la même façon, les charges utiles (payloads) peuvent être facilement dissimulées à l’aide de payloads jouant le rôle de décodeurs (xor bien souvent, mais tout est possible...). Les techniques de détection des shellcodes ont donc évolué avec des détections dynamiques, à l’aide d’émulateurs. Les détections par pattern matching ne sont en effet plus efficaces face aux attaques modernes.

Plusieurs problèmes sont soulevés par l’utilisation des émulateurs :
1. •Des attaques sur les moteurs d’exécution sont facilement réalisables (boucles infinies, évasions, gestion de la mémoire de l’émulateur, etc.) ;
2. •Des techniques simples permettent d’outrepasser ces systèmes : envoi d’un shellcode en plusieurs fragments, reliés en mémoire par des sauts relatifs ;
3. •Récursion de décodeurs dans la charge utile ;
4. •Etc.

Le problème des performances est également toujours aussi limitant pour ces solutions. Les bandes passantes importantes ne peuvent donc être traitées par ce biais. Il faudrait alors dans ce cas recourir à des techniques d’échantillonnage, rendant les analyses non exhaustives.

Nous vous recommandons vivement la lecture de la présentation [ lien ] de la conférence DIMVA 2006 [ lien ].





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