[网络安全自学篇] 七十三.WannaCry勒索病毒复现及分析（四）蠕虫传播机制全网源码详细解读

2020-07-02 10:30 649人阅读评论(0)

这是作者网络安全自学教程系列，主要是关于安全工具和实践操作的在线笔记，特分享出来与博友们学习，希望您喜欢，一起进步。前文分享了逆向分析OllyDbg动态调试工具的基本用法，包括界面介绍、常用快捷键和TraceMe案例分析。这篇文章将继续详细讲解WannaCry蠕虫的传播机制，带领大家详细阅读源代码，分享WannaCry勒索病毒是如何传播感染的。作者分析该病毒一个月，一方面觉得自己技术菜，另一方面深知系统安全需要坚持，继续加油。希望文章对您有所帮助~

作者作为网络安全的小白，分享一些自学基础教程给大家，主要是关于安全工具和实践操作的在线笔记，希望您们喜欢。同时，更希望您能与我一起操作和进步，后续将深入学习网络安全和系统安全知识并分享相关实验。总之，希望该系列文章对博友有所帮助，写文不易，大神们不喜勿喷，谢谢！如果文章对您有帮助，将是我创作的最大动力，点赞、评论、私聊均可，一起加油喔~

PS：本文参考了github、安全网站和参考文献中的文章（详见参考文献），并结合自己的经验和实践进行撰写，也推荐大家阅读参考文献。

作者的github资源：
软件安全：https://github.com/eastmountyxz/Software-Security-Course
其他工具：https://github.com/eastmountyxz/NetworkSecuritySelf-study
Wannacry分析：https://github.com/eastmountyxz/WannaCry-Experiment

声明：本人坚决反对利用教学方法进行犯罪的行为，一切犯罪行为必将受到严惩，绿色网络需要我们共同维护，更推荐大家了解它们背后的原理，更好地进行防护。

前文欣赏：
[渗透&攻防] 一.从数据库原理学习网络攻防及防止SQL注入
 [渗透&攻防] 二.SQL MAP工具从零解读数据库及基础用法
 [渗透&攻防] 三.数据库之差异备份及Caidao利器
 [渗透&攻防] 四.详解MySQL数据库攻防及Fiddler神器分析数据包

一.WannaCry背景

2017年5月12日，WannaCry蠕虫通过永恒之蓝MS17-010漏洞在全球范围大爆发，感染大量的计算机。WannaCry勒索病毒全球大爆发，至少150个国家、30万名用户中招，造成损失达80亿美元，已影响金融、能源、医疗、教育等众多行业，造成严重的危害。

WannaCry是一种“蠕虫式”勒索病毒软件，由不法分子利用NSA泄露方程式工具包的危险漏洞“EternalBlue”（永恒之蓝）进行传播。该蠕虫感染计算机后会向计算机中植入敲诈者病毒，导致电脑大量文件被加密。

WannaCry利用Windows系统的SMB漏洞获取系统的最高权限，该工具通过恶意代码扫描开放445端口的Windows系统。被扫描到的Windows系统，只要开机上线，不需要用户进行任何操作，即可通过SMB漏洞上传WannaCry勒索病毒等恶意程序。

WannaCry利用永恒之蓝漏洞进行网络端口扫描攻击，目标机器被成功攻陷后会从攻击机下载WannaCry蠕虫进行感染，并作为攻击机再次扫描互联网和局域网的其他机器，行成蠕虫感染大范围超快速扩散。

木马母体为mssecsvc.exe，运行后会扫描随机IP的互联网机器，尝试感染，也会扫描局域网相同网段的机器进行感染传播，此外会释放敲诈者程序tasksche.exe，对磁盘文件进行加密勒索。木马加密使用AES加密文件，并使用非对称加密算法RSA 2048加密随机密钥，每个文件使用一个随机密钥，理论上不可攻破。同时@WanaDecryptor@.exe显示勒索界面。其核心流程如下图所示：

WannaCry勒索病毒主要行为是传播和勒索。

传播：利用基于445端口的SMB漏洞MS17-010(永恒之蓝)进行传播
勒索：释放文件，包括加密器、解密器、说明文件、语言文件等；加密文件；设置桌面背景、窗体信息及付款账号等。

二.WannaCry传播机制源码详解

WannaCry蠕虫主要分为两个部分：蠕虫部分用于病毒传播，并释放出勒索程序；勒索部分用于加密用户文件索要赎金。大家可能看到的很多样本都是没有传播部分代码或域名开关的。接下来是作者一点点的摸索，希望对您有所帮助，也欢迎批评和指正。

1.WannaCry蠕虫传播流程

WannaCry运行的整体流程推荐安天公司的框架图，如下图所示：

主程序文件利用漏洞传播蠕虫，运行WannaCry勒索程序
WannaCry勒索程序释放tasksche.exe，对磁盘文件进行加密勒索
@WanaDecryptor@.exe显示勒索信息，运行TOR客户端

其中，图中上半部分为WannaCry蠕虫的传播部分，该蠕虫通过网络进行传播，有自我复制和传播迅速等特点。传播步骤如下：

(1) 连接远程域名开关
(2) 判断参数个数，选择蠕虫安装流程或服务传播流程

<2时，进入安装流程，点击直接运行
① 创建服务：服务名称mssecsvc2.0，参数为–m security
② 释放并启动tasksche.exe程序
≥2时，进入服务传播流程
① 服务函数中执行传播感染功能
② 打开mssecsvc2.0服务并设置其状态
③ 蠕虫初始化操作后，会进行局域网和公网传播(建立局域网或公网IP表，创建IP线程)
④ 尝试连接445端口，测试是否存在SMB漏洞
⑤ 如果存在漏洞，则建立通信连接并发送Payload(X86或X64)进行攻击
⑥ 执行shellcode并使用APC注入将生成的dll注入到进程lsass.exe
⑦ dll调用导出函数PlayGame，释放资源文件并保存为mssecsvc.exe执行

作者的分析工具主要是IDA Pro静态分析和OllyDbg动态调试，大家分析恶意样本一定在虚拟机中，并做好相关安全保护（如断网、物理隔离、共享协议端口关闭等）。

2.程序入口Start

通过OD打开样本wcry.exe，发现程序入口地址为0x00409A16，对应start()函数。

通过一些初始化设置，紧接着会调用WinMain()函数进入主程序。

主程序调用关系如下图所示，调用地址为0x00409B45。

3.域名开关WinMain

主程序运行后会先连接域名（KillSwitch）hxxp://www.iuqerfsodp9ifjaposdfjhgosurijfaewrwergwea.com

如果该域名连接成功，则直接退出且不触发任何恶意行为
如果该域名无法访问，则触发传播勒索行为，执行sub_408090函数

该代码会调用InternetOpenUrl打开对应的网址，并根据其访问情况执行不同的操作。如果网址无法访问，会调用sub_408090()函数创建蠕虫服务。这也意味着如果蠕虫作者注册并访问了该URL，WannaCry蠕虫也就停止了传播。目前该域名已被英国的安全公司接管，网上怀疑该操作能有效防止在线沙箱检测。

4.参数判断sub_408090

接着进入sub_408090函数，通过判断参数个数来执行相应的流程。

sub_407F20函数：当参数<2，进入蠕虫安装流程
sub_408000函数：当参数≥2，进入蠕虫服务传播流程并创建mssecsvc2.0服务

该函数调用了相关的API函数，比如创建服务(OpenSCManagerA)、打开服务(OpenServiceA)等。当我们直接运行wcry.exe时，传递的参数是1（程序本身），则进入蠕虫安装程序；当我们传递参数3（程序本身、二进制程序、服务参数）时，则进入蠕虫服务传播流程。

推荐绿盟API词典：恶意样本分析手册——API函数篇 - 李东宏

mssecsvc2.0服务对应的数据部分如下图所示，该服务会伪装成微软安全中心的服务，服务的二进制文件路径为当前进程文件路径，参数为“-m security”。

OD动态调试如下图所示，包括调用CALL访问函数，将服务PUSH入栈等。

5.蠕虫安装流程sub_407F20

蠕虫安装流程主要调用sub_407F20函数，包括sub_407C40和sub_407CE0。

(1) sub_407C40：创建mssecsvc2.0服务，并启动该服务，参数为”-m security”，蠕虫伪装为微软安全中心。

(2) sub_407CE0：读取并释放资源tasksche.exe至C:\Windows路径，创建线程运行。
主要调用的函数包括GetProcAddress、MoveFileEx、CreateFile等。

动态调用过程如下图所示：

释放的C:\Windows\tasksche.exe效果如下图所示：

6.蠕虫服务传播流程sub_4080000

当参数≥2时，蠕虫执行服务传播流程，调用sub_4080000实现，其代码如下：

sub_4080000会打开mssecsvc2.0服务并设置其状态，服务设置函数包括RegisterServerCtrlHandlerA、SetServiceStatus。

动态分析过程如下图所示：

核心函数是sub_407BD0，它的功能包括：

初始化操作
局域网传播
公网传播

7.蠕虫初始化操作sub_407B90

蠕虫初始化操作主要调用sub_407B90函数实现，具体功能包括：

WSAStartup：初始化网络
sub_407620：初始化密码
sub_407A20：获取Payload

函数WSAStartup主要是进行相应的Socket库绑定。函数原型如下：

int WSAStartup(WORD wVersionRequested, LPWSADATA lpWSAData)
使用Socket程序之前必须调用WSAStartup函数，以后应用程序就可以调用所请求的Socket库中的其它Socket函数
int WSACleanup (void)
应用程序在完成对请求的Socket库的使用后，要调用WSACleanup函数来解除与Socket库的绑定并且释放Socket库所占用的系统资源
gethostbyaddr \ gethostbyname \ gethostname \ getprotolbynumber \ getserverbyname \ getservbyport
Socket接口的检索有关域名、通信服务和协议等Internet信息的数据库函数

继续调用sub_407A20函数从内存中读取MS17-010漏洞利用代码，Payload分为x86和x64两个版本，32位大小为0x4060，64位大小为0xc8a4。

8.局域网传播sub_407720

蠕虫初始化操作后，会生成两个线程，分别进行局域网和公网传播。

result = sub_407B90
v1 = (void *)beginthreadex(0, 0, sub_407720, 0, 0, 0)
v3 = (void *)beginthreadex(0,0, sub_407840, v2, 0, 0)

局域网传播：蠕虫根据用户内网IP，生成覆盖整个局域网网段表，然后循环尝试攻击。

这里存在一个疑问：你怎么能确定v1是局域网传播，而v3是外网传播呢？
在函数sub_407720中，会继续调用线程执行sub_4076B0函数。同时，函数如果同时调用10个以上IP地址，会执行Sleep暂停100毫秒（1秒=1000毫秒）。

核心函数：sub_4076B0

函数sub_407720会调用函数sub_409160，接着调用GetAdaptersInfo获取网卡配置和IP地址详细信息，最终进行局域网IP地址拼接和传播。而外网传播的IP地址是通过四个随机数产生的，通过这些差异就能判断是局域网传播还是外网传播。

函数sub_4076B0会连接445端口，如果445端口连接成功，接着发起漏洞攻击。如果连接超过10分钟则终止该线程。

接下来调用sub_407540函数发起漏洞攻击。

核心函数：sub_407540

9.公网传播sub_407840

公网传播：公网IP地址通过4个随机数拼接而成，然后循环尝试攻击。

sub_407840函数会生成四个随机数，然后调用aDDDD进行IP拼接，表示成%d.%d.%d.%d。0xFF表示255，对应最大地址，v8余数不等于127内网。接着调用sub_407540函数进行外网传播。

in_addr_t inet_addr(const char cp)
作用：将一个点分十进制的IP转换成一个长整数型数
参数：字符串，一个点分十进制的IP地址
返回值：如果正确执行将返回一个无符号长整数型数，如果传入的字符串不是一个合法的IP地址，将返回INADDR_NONE
char * inet_ntoa(struct in_addr in)
作用：将一个十进制网络字节序转换为点分十进制IP格式的字符串
参数：一个网络上的IP地址
返回值：如果正确，返回一个字符指针，指向一块存储着点分格式IP地址的静态缓冲区；如果错误返回NULL

在sub_407840函数中，继续调用线程执行sub_407540函数，该函数为漏洞利用核心函数。

10.漏洞检测及创建通信连接sub_407540

IP地址拼接好后，会创建漏洞利用线程，调用sub_407540函数。

第一步：检测目标是否可以安装双星脉冲DOUBLEPULSAR(端口445)
如果需要，后续可以分享一篇永恒之蓝和双星脉冲相关知识。

第二步：利用MS17-010漏洞，尝试建立通信连接并发送漏洞利用程序数据包
通过connet建立Socket通信连接，再调用send和recv进行数据包握手确认。最后会调用核心函数sub_406F50。

11.发送SMB数据包sub_4072A0

建立通信连接(connect、send、recv)，发送利用Eternalblue的蠕虫SMB数据包。具体流程包括：（还需进一步分析）

建立连接：IP地址、445端口
先发送一个SMB请求
接受正常回复后往SMB做缓冲区溢出
先往SMBv2的缓冲区发数据，然后是往SMBv1发大量数据，最后往SMBv2发数据
SMBv1连接关闭后SMBv2附近会产生空洞
形成永恒之蓝攻击后门
最后用双星脉冲来将dll注入有后门主机并运行

12.获取Payload（dll+shellcode）

样本在利用漏洞MS17-010获取目标主机权限后，并不会直接发送蠕虫自身到目标，而是发送一段经过简单异或加密后的Payload到目标机器中执行。在sub_4077A0函数中，v7是系统标记，当v7等于1时表示32位操作系统，当v7等于0时表示64位操作系统。

核心函数：sub_406F50（发送Payload）

Payload由shellcode和包含样本自身的dll组成，Payload分为64位与32位，函数sub_406F50如下图所示。

32位shellcode起始地址0x42E758
64位shellcode起始地址0x42FA60

dll同样分为64位与32位版本，根据目标主机系统的不同，读取不同版本的dll

32位dll起始地址0x40B020，大小为0x4060字节
64位dll起始地址0x40F080，大小为0xc8a4字节

Shellcode相关信息

32位shellcode起始地址0x42E758，大小为0x1305字节
64位shellcode起始地址0x42FA60，大小为0x1800字节

13.提取shellcode

对应的反汇编代码如下，包括x64_payload_addr、x86_payload_addr。

32位Shellcode获取：0x42E758~0x42FA5D。

64位Shellcode提取：0x42FA60~0x43125F。

14.shellcode分析之安装后门

Shellcode反汇编及功能分析如下：

第一部分：安装后门
第二部分：利用安装的后门，APC向应用程序注入dll
① 查找基地址
② 获取Hash计算方法
③ 根据基地址、函数hash字符查找导出函数地址
④ 查找需要用到导出函数地址并保存导出函数hash对照表
⑤ 查找目标进程，通过hash编码782BF0E7h进程名查找（lsass.exe）
⑥ 使用查到导出函数的地址，并进行APC注入
⑦ 最后将shellcode自身以及其所分配的内存清0

shellcode部分作者还需要进一步研究，加油~

安装后门主要执行sub_401370函数，在远程电脑上安装双星脉冲DOUBLEPULSAR后门。

15.shellcode分析之APC注入

参考两篇文章：
[原创]WannaCry勒索软件中“永恒之蓝”漏洞利用分析 - 展博
 [原创]通过Wannacry分析内核shellcode注入dll技术 - dragonwang

shellcode第二部分是利用安装的后门，APC向应用程序注入dll。

(1) 查找ntoskrnl.exe基地址
首先找到gs[38]处的_KIDTENTRY64指针，在KIDTENTRY64的偏移4，得到中断处理的函数指针，这个地址在ntoskrnl.exe中，我们就找到了ntoskrnl.exe的地址空间，然后去地址空间的页头地址对比PE头MZ，找到则函数返回。

(2) 获取Hash计算方法
需要使用的函数并没有硬编码写到程序里，而是硬编码了这些函数的hash值。所以我们需要首先知道函数编码和hash值得对应关系。Hash计算方法如下，用c++代码注释了一下。

(3) 根据ntoskrnl.exe基地址、函数hash字符查找导出函数地址

find_func函数如下，有了ntoskrnl.exe所有导出函数hash对照表，整个程序流程就明朗了。

(4) 查找需要用到ntoskrnl.exe导出函数地址并保存备用

(5) 查找目标进程，通过hash编码782BF0E7h进程名查找（lsass.exe）
查找目标进程，通过hash编码782BF0E7h进程名查找，直接没找到“lsass.exe”，查找方法是使用pid暴力查找。具体通过pid调用PsLookupProcessByProcessId得到pEProcess结构指针，再通过pEProcess调用PsGetProcessImageFileName得到进程名。