背景

了解hids的读者应该知道hids agent会有上报很多信息,其中有的agent会将可疑文件上报到云端做恶意分析。

同事问我一个问题:文件如果特别大,也会被上报吗?不会影响性能吗?

这个问题让我联想到 你的扫描器可以绕过防火墙么(三) 中大包绕过waf的场景,接着很容易想到:如果agent碰到大文件就不上传了,不就很容易绕过云端的恶意分析了嘛。

另外,一个恶意文件如果体积过大,可能对安全研究人员做"样本分析"造成一些困难,比如无法将文件下载到本地电脑(网速、磁盘空间可能不够)、ida等静态分析软件内存占用过大。

基于以上"安全攻防"的业务场景,加上我最近在学习一些操作系统相关的知识,所以就研究下"怎么让elf文件变大"。

文件变大的同时,还要满足以下条件:

  • 不影响elf文件执行
  • 从实用角度来说,攻击队也不会生成一个大文件,然后上传到目标。最好是上传一个小文件,上传到目标机器,然后本地让文件变大。

先说结论,有以下方式让"文件大小"变大:

  • 文件末尾追加数据
  • 稀疏文件
  • 修改inode元数据
  • 向elf文件节中填充垃圾数据

说明一下测试环境:测试程序是id命令,复制到了/tmp/y目录下

[root@instance-fj5pftdp y]# \cp /usr/bin/id /tmp/y

文件末尾追加数据

  • 怎么实现?

这种方式实现很简单,如下

[root@instance-fj5pftdp y]# echo 1111 >> ./id
[root@instance-fj5pftdp y]# ./id
uid=0(root) gid=0(root) 组=0(root)

关键是这样修改后的文件,还能正常执行。

稀疏文件

  • "稀疏文件"是什么?

"稀疏文件"的"文件大小"和实际占用磁盘空间是不一致的,比如:

[root@instance-fj5pftdp y]# ll -h id
-rwxr-xr-x 1 root root 10T 9月   6 20:03 id
[root@instance-fj5pftdp y]# du -sh id
40K id

从上面命令可以看到:"文件大小"是10T,但实际数据只占用40K的磁盘大小。

对于原理感兴趣的读者,可以参考 深度剖析 Linux cp 的秘密 这篇文章。

  • 怎么修改成"稀疏文件"?

可以利用fallocate、truncate命令。

使用起来也很简单,以truncate举例:

[root@instance-fj5pftdp y]# ls -alh id
-rwxr-xr-x 1 root root 37K 9月   5 20:18 id
[root@instance-fj5pftdp y]# time truncate -s 10T id   // 将id程序稀疏成10T大小

real    0m0.007s
user    0m0.000s
sys 0m0.007s
[root@instance-fj5pftdp y]# ls -alh id
-rwxr-xr-x 1 root root 10T 9月   5 20:02 id    // 文件大小已经变成10T
[root@instance-fj5pftdp y]# ./id
uid=0(root) gid=0(root) 组=0(root)

这种方式修改文件有两个特点:

文件改动非常快,上面的例子中将id文件大小扩大到"10T"只用了1s不到

文件大小最大可以是10T以上,但不需要本地磁盘空间真的有10T

当你想下载或者读这个文件(比如cat)时,却是会有实实在在的10T流量。10T流量,按照"10M/s"的速度下载,也需要下载291个小时。

修改inode元数据

  • 为什么修改"inode元数据"就可以修改文件大小信息?

inode元数据包含了文件大小信息,而inode元数据也是存储在磁盘扇区中的,所以应该可以通过修改inode元数据来"伪造"文件大小。

其实不光大小信息,inode元数据中还包括 文件是否删除、创建时间、修改时间、访问时间 等信息,所以这些都可以被伪造。

可以通过stat命令查看inode元数据:

[root@instance-fj5pftdp y]# stat id
文件:"id"
大小:37400        块:80         IO 块:4096   普通文件
设备:fd01h/64769d Inode:171252      硬链接:1
权限:(0755/-rwxr-xr-x)  Uid:(    0/    root)   Gid:(    0/    root)
最近访问:2021-09-06 20:27:26.224913458 +0800
最近更改:2021-09-06 20:27:26.218913032 +0800
最近改动:2021-09-06 20:27:26.224913458 +0800
创建时间:-
  • 怎么修改"inode元数据"?

利用debugfs命令,如下:

[root@instance-fj5pftdp ~]# debugfs -w /dev/vda1
debugfs:  mi /tmp/y/id
Mode    [0100755]
User ID    [0]
Group ID    [0]
Size    [37400] 100000      // 这里修改文件大小为100000
Creation time    [1630929039]
...
debugfs:  quit
[root@instance-fj5pftdp ~]# ll /tmp/y/id
-rwxr-xr-x 1 root root 37400 9月   6 19:50 /tmp/y/id
[root@instance-fj5pftdp ~]# echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches   // 清理inode缓存后,修改才生效
[root@instance-fj5pftdp ~]# ll /tmp/y/id
-rwxr-xr-x 1 root root 100000 9月   6 19:50 /tmp/y/id    // 文件大小变成了100000
[root@instance-fj5pftdp ~]# /tmp/y/id
uid=0(root) gid=0(root) 组=0(root)

在测试过程中,需要读者注意的是:

因为会对磁盘数据做写操作,所以最好找一个没数据的机器做测试

记得清理inode缓存

测试时如果使用文件当作设备,在挂载文件系统时去修改文件大小 会不生效。原因未知

向elf文件节中添加垃圾数据

  • 是什么?

elf文件中包含很多的,比如:

.text存放代码

.data存放初始化的全局变量和静态变量

关于elf的文件格式,更多信息可以参考 《程序员的自我修养—链接、装载与库》第三章 elf文件结构描述。

可以向elf的节(比如.data、.text、.bss等)中写入垃圾数据,而不影响程序的正常运行。

这种方式和其他三种方式的区别在于:因为可以删掉没用的节,所以就很容易就把"其他三种方式"修改的elf给还原回来。

比如strip后,文件大小就还原了

[root@instance-fj5pftdp y]# ll -h id
-rwxr-xr-x 1 root root 10T 9月   6 20:03 id
[root@instance-fj5pftdp y]# strip id
[root@instance-fj5pftdp y]# ll -h id
-rwxr-xr-x 1 root root 37K 9月   6 20:27 id
  • 怎么"向elf文件节中添加垃圾数据"?

没有找到linux自带的命令,找到 patch elf工具-patchkit

看文档感觉有点麻烦,就没有做测试了。

总结

"文件末尾追加数据"和"向elf文件节中填充垃圾数据"这两种方式是真的修改了文件内容,所以受限于磁盘空间大小也不可能生成几个T大小的文件。

"稀疏文件"这种方式,可以方便快速地生成几个T大小的文件,并且让上传、下载此文件 耗费很多时间,甚至是不可能成功。

"修改inode元数据",虽然也可以快速地将文件大小修改为几个T,但是并不会让上传、下载此文件 耗费很多时间,传输的文件大小还是实际大小。

如果应急时碰到超大的elf文件,就先用strip看看体积会不会变小。

本文提到的手段没有在真实的对抗中实践过,仅仅是我自己的研究,欢迎有对抗经验的读者与我交流。

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