分析DLL搜索顺序劫持的原理

Context的智能和响应团队已经看到DLL搜索命令被滥用，作为在真实环境中进行网络入侵的一种手段。滥用DLL搜索顺序并利用这种机制来加载一个流氓DLL而不是合法的被称为DLL预加载，或者在MITRE ATT&CK框架中劫持。

在这篇文章中，你将了解更多关于DLL搜索顺序的基本原理，以及合法的二进制文件如何被武器化，并介绍一个通过DLL劫持自动发现适合有效载荷执行的二进制文件的工具。

关于动态链接库

动态链接库(DLL)是一个模块，它包含可以被另一个模块(应用程序或DLL)使用的函数和数据。这些函数从库文件中导出，以供依赖于它们的应用程序或DLL使用。为了使用这些函数，应用程序必须从库文件中导入它们。应用程序从模块导入函数有两种方式：隐式(加载时动态链接)和显式(运行时动态链接)，奇热让我们各看看。

隐式链接(加载时动态库链接)

当一个应用程序被打开时，Windows加载器采取步骤在内存中映射应用程序的可执行映像，并最终启动一个托管并执行其代码的进程。在加载过程中，加载器解析可执行映像的导入表，以便将导入的模块(动态链接库)映射到该进程的地址空间中。

可执行映像可能嵌入了描述Windows并行程序集上依赖关系的清单。在加载导入的DLL之前，并行管理器（SxS Manager）检查这个可执行文件的清单文件中存在的任何依赖项是否得到满足。如果是，则从路径中加载所需的模块。

对于其余的导入模块，加载程序首先检查由KnownDLLs注册表项（HKEY_LOCAL_MACHINE \ SYSTEM \ CurrentControlSet \ Control \ Session Manager \ KnownDLLs）设置的列表上是否存在要导入的所有DLL。如果是，加载程序将使用此注册表项指向的DLL的副本。否则，它将通过应用DLL搜索顺序来搜索模块。有关DLL搜索顺序的更多信息，请参见本文其他章节。

显式链接(运行时动态库链接)

应用程序可能需要使用DLL中的函数，这些函数在应用程序运行时动态加载。以这种方式加载DLL称为运行时DLL动态链接，这种类型的加载发生在应用程序调用LoadLibrary或LoadLibraryEx函数时。

这两个函数接受要加载的模块的名称，名称可以是模块的文件名，也可以是模块的完整路径。如果应用程序没有指定模块的完整路径，Windows加载程序将查找应用动态库搜索顺序的DLL。

DLL搜索顺序劫持及其识别方法

滥用DLL搜索顺序并利用这种机制使应用程序加载流氓DLL（而不是合法的DLL）被称为DLL预加载。之所以称为预加载，是因为攻击者可以将其DLL放在搜索顺序的前面，从而使应用程序加载此DLL，而不是合法的DLL。该技术在MITER ATT＆CK框架（T1038）中记录为DLL搜索顺序劫持。在本文的以下各节中，我们演示如何滥用合法应用程序通过搜索顺序劫持来加载和执行Cobalt Strike信标有效载荷。

DLL搜索顺序劫持主要提供两个优点，使其成为一种有效的技术。第一个优点是可以用来逃避检测。武器化的应用程序通常是合法的经过签名的二进制文件，可以通过调用此DLL导出的函数在其地址空间中加载恶意DLL。因此，为了执行恶意DLL，自动化沙箱必须首先确定要调用或执行无害二进制文件的导出函数，并设置环境以加载恶意DLL。

该技术提供的另一个优点是可以提升特权，当在其地址空间中加载DLL的合法应用程序以提升的特权运行时，在其上下文中执行的任何代码都将以相同的特权级别执行。这意味着有效载荷DLL及其实现的功能将以与加载它的进程相同的特权执行。

识别用于劫持的候选DLL有两种不同的方法：静态分析和动态分析，就像恶意软件分析中采用的方法一样。动态分析包括执行应用程序和监视其加载的库。这可以通过监视API调用的工具（例如Procmon和API Monitor）来实现。静态分析方法包括使用IDA和Ghidra等反汇编工具来识别出现的特定API调用，而不执行应用程序。

这两种方法的主要区别在于，通过使用动态分析，可以显示用于加载时和运行时动态链接的大量候选DLL，而静态分析仅显示在运行时加载的候选DLL。

DLL搜索顺序

从Windows XP开始，启用SafeDllSearchMode选项时，模块将在加载时或运行时加载到应用程序的地址空间中，并且未明确指定模块的完整路径，或者未声明清单文件在可以查找依赖项的位置，操作系统按照定义的搜索顺序搜索DLL，该DLL包含以下内容：

从中加载应用程序的目录

系统目录

16位系统目录

Windows目录

当前目录（除非另有说明，否则与第一个相同）

PATH环境变量中列出的目录

当未启用SafeDllSearchMode时，以上搜索顺序略有不同，有关这方面的其他信息，请参阅Microsoft文档。

当操作系统开始搜索应用程序导入的DLL时，除非指定了完整路径，否则首先搜索加载应用程序的目录。如果DLL不存在，接下来搜索系统目录，依此类推。当攻击者观察到应用程序的行为后，将他们自己的DLL放在搜索顺序的较早位置，以便应用程序加载该DLL而不是继续搜索时，就会发生滥用。Context的情报团队作为AVIVORE跟踪的威胁小组使用了这种技术，以实现在受害者环境中的有效载荷执行。

加载时动态链接的示例

为了说明加载时的加载情况，我们分析了一个已签名的Google可执行文件（GoogleCrashHandler-MD5：83bb030c71c9727dcfb2737005772c4e），Context的情报团队观察到该文件被用于入侵。

我们之所以关注此二进制文件，是因为它可以找到合适的候选人。这是什么意思呢？首先，它是来自受信任供应商的合法且经过签名的二进制文件。一旦执行了此应用程序，它将不显示可见窗口，并且在执行时终止，因此在执行此二进制文件时，不会使用户知道该二进制文件确实已在运行，并且进程不会停留在运行状态。最后一点同样重要，即使应用程序加载了恶意DLL，它也不会生成任何其他活动（例如弹出窗口），而这可能会引起用户的怀疑。因此，它可用作执行有效载荷DLL的杠杆。

为了识别此可执行文件尝试加载并可能被劫持的模块，我们将SysInternal的Procmon与以下过滤器一起使用：

应用过滤器后，我们得到以下候选DLL：

自动化DLL搜索顺序

为了武器化GoogleCrashHandler.exe，我们创建了一个自定义DLL，该DLL执行从CobaltStrike生成的beacon shellcode。我们将输出DLL命名为wkscli.dll，并将其放置在GoogleCrashHandler可执行映像所在的目录中。然后，我们打开了GoogleCrashHandler。下一张图片显示恶意DLL被映射到GoogleCrashHandler的地址空间中，并且启动了一个信标。

运行时动态链接的示例

为了说明运行时加载，我们分析了一个经过签名的Microsoft可执行文件（OleView-MD5：d1e6767900c85535f300e08d76aac9ab）。已签名的可执行文件用于加载DLL，该DLL随后解密了PlugX有效载荷。

让我们与Procmon一起查看该可执行文件一旦启动即尝试加载的DLL：

为了确认此DLL是动态加载的，而不是在加载时加载的，我们使用API Monitor。通过挂钩LoadLibrary和LoadLibraryEx API，我们观察到该应用程序尝试动态加载多个DLL：

将从Procmon和API监视器获得的数据进行关联，应用DLL搜索顺序确定所搜索的DLL为ACLUI.DLL。我们可以通过分析Ghidra上的可执行文件来做同样的事情。在定义字符串部分(窗口->定义字符串)我们搜索字符串ACLUI。出现了三个结果：

然后，我们遵循对字符串ACLUI.DLL的引用，并最终完成对LoadLibraryW的调用：

我们观察到LoadLibraryW API的参数不是完整路径，因此我们确认应用了DLL搜索顺序。

如果我们创建一个有效载荷DLL，将其放置在与可执行文件相同的目录中，然后运行该可执行文件，则会显示以下消息框：

这意味着可执行文件从我们的有效载荷DLL请求一个不存在的函数，为了允许我们的有效载荷从应用程序执行，我们必须导出函数EditSecurity。以下屏幕快照显示了使用C / C ++代码执行此操作的方法：

自动化DLL搜索顺序

就像我们对GoogleCrashHandler图像所做的一样，我们创建了一个自定义DLL，该DLL执行从CobaltStrike生成的beacon shellcode。我们将输出DLL命名为ACLUI.DLL，并将其放置在与OleView.exe可执行映像相同的目录中。然后，我们打开OleView。下一张图片显示恶意DLL被映射到OleView的地址空间中并启动了一个信标。

缓解策略

基于我们所观察到的事件以及过去如何滥用DLL搜索顺序，我们可以推荐在这些环境中应用的特定最佳实践。这些建议旨在减少攻击面，限制潜在攻击的后果，并减少检测相关攻击所需的时间。

通常建议公司在其环境中部署功能和策略，作为功能的一部分，强烈建议部署事件检测和响应（EDR）软件。在策略方面，填充和维护授权在该环境中运行的所有应用程序的列表，并实现应用程序白名单，以防止不属于该列表的应用程序运行，这是一个很好的实践。为了检测流氓DLL，建议对环境中观察到的DLL进行频率分析。DLL的低频发生可能是值得进一步分析的指标。可以防止其他DLL劫持攻击的另一件事是启用SafeDllSearchMode并在系统上配置CWDIllegalInDLLSearch注册表。

软件开发人员也必须遵循最佳实践，例如，当应用程序在运行时加载模块时，建议为提供给LoadLibrary和LoadLibraryEx API的模块指定绝对路径，或使用API SetDllDirectory专门设置Windows加载器将从中加载提供的模块的路径。这样，就不会查找正常的搜索顺序。根据最佳实践，另一项建议是通过“应用程序清单”对加载的模块实施完整性检查。通过这样做，应用程序将防止恶意DLL的加载，并有可能将识别出的异常通知用户。

DLLHSC简介

DLLHSC是一个应用程序，旨在自动扫描提供的可执行映像，生成潜在顾客（以后可以手动评估）并报告利用DLL搜索顺序的潜在路径，最终目的是在地址空间中加载有效载荷DLL。通过搜索顺序劫持提供的图像。

操作模式

该工具实现3种操作模式，如下所述。

轻量级的模式

在内存中加载可执行映像，解析导入表，然后用有效载荷DLL替换导入表中引用的任何DLL。该工具将一个模块(DLL)放在应用程序目录中，该模块不存在于应用程序目录中，不属于WinSxS，也不属于KnownDLLs。

然后，它启动应用程序并报告是否执行了有效载荷DLL。有效载荷DLL在执行后会在路径C：\ Users \％USERNAME％\ AppData \ Local \ Temp \ DLLHSC.tmp中创建一个临时文件。如果临时文件存在，则表明扫描的应用程序可能被滥用。当某些可执行文件从它们加载的DLL导入函数时，当提供的DLL无法导出这些函数并因此满足提供的映像的依赖性时，可能会显示错误消息框。

但是，消息框表明，如果满足依赖关系，DLL可能是有效载荷执行的好候选对象。在这种情况下，需要进行额外的分析。这些消息框的标题可能包含以下字符串：“找不到常规”或“找不到入口点”。 DLLHSC会查找包含这些字符串的窗口，并在出现这些窗口时立即关闭它们并报告结果。

模块列表模式

使用提供的可执行映像创建一个进程，枚举此进程的地址空间中加载的模块，并在应用过滤器后报告结果。

该工具仅报告从系统目录加载的模块，不属于KnownDLL。结果是需要进一步分析的线索。然后，分析人员可以将报告的模块放在应用程序目录中，并检查应用程序是否加载了提供的模块。

运行模式

通过Microsoft Detours（Detours是微软开发的一个函数库，可用于捕获系统API）挂钩LoadLibrary和LoadLibraryEx API时，并报告在运行时加载的模块。

每次扫描的应用程序调用LoadLibrary和LoadLibraryEx时，该工具都会拦截该调用，并将请求的模块写入文件C:\Users\%USERNAME%\AppData\Local\Temp\DLLHSCRTLOG.tmp中。如果使用标志LOAD_LIBRARY_SEARCH_SYSTEM32专门调用LoadLibraryEx，则不会将任何输出写入文件。完成所有拦截之后，该工具将读取文件并打印结果。对于进一步的分析，我们感兴趣的是KnownDLLs注册表键中不存在的模块、系统目录中不存在的模块以及没有完整路径的模块(对于这些模块，加载器应用正常的搜索顺序)。

你可以在我们的GitHub页面上找到DLLHSC的源代码以及x86和x64体系结构的编译二进制文件。

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