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[10413] 2016-08-20_逆向分析及识别恶意代码中的AES算法

文档创建者：s7ckTeam
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最后更新：2025-01-18
2016-08-20_逆向分析及识别恶意代码中的AES算法 逆 向 分 析 及 识 别 恶 意 代 码 中 的 A E S 算 法 z z z 6 6 6 8 6   F r e e B u f   2 0 1 6 - 0 8 - 2 0 *   本 文 原 创 作 者 ： z z z 6 6 6 8 6 ， 本 文 属 F r e e B u f 原 创 奖 励 计 划 ， 未 经 许 可 禁 止 转 载 1 .   引 言 引 言 1 .   引 言 引 言 A E S 算 法 ， 即 高 级 加 密 标 准 ， 在 密 码 学 中 又 称 为 算 法 ， 即 高 级 加 密 标 准 ， 在 密 码 学 中 又 称 为 R i j n d a e l 加 密 算 法 。 该 算 法 已 被 用 来 替 代 原 先 的 加 密 算 法 。 该 算 法 已 被 用 来 替 代 原 先 的 D E S 算 法 ， 并 在 世 界 范 围 内 算 法 ， 并 在 世 界 范 围 内 广 泛 使 用 。 需 要 指 出 的 是 ， 广 泛 使 用 。 需 要 指 出 的 是 ， A E S 算 法 不 仅 仅 在 合 法 的 场 合 有 着 广 泛 的 运 用 ， 在 各 种 勒 索 软 件 等 恶 意 程 序 中 ， 同 样 有 着 广 泛 算 法 不 仅 仅 在 合 法 的 场 合 有 着 广 泛 的 运 用 ， 在 各 种 勒 索 软 件 等 恶 意 程 序 中 ， 同 样 有 着 广 泛 的 应 用 。 的 应 用 。 本 文 将 分 为 三 部 分 介 绍 恶 意 代 码 中 的 A E S 算 法 ， 分 别 是 ： 1 . 基 本 A E S 算 法 的 逆 向 识 别 ； 2 . L o c k y 勒 索 软 件 中 的 A E S 算 法 识 别 ； 3 . T e s l a C r y p t 勒 索 软 件 中 A E S 算 法 的 逆 向 识 别 。 还 需 要 提 醒 各 位 读 者 的 是 ， 各 种 勒 索 软 件 的 加 密 手 法 普 遍 比 较 复 杂 ， A E S 加 密 仅 仅 是 其 全 部 加 密 过 程 中 的 某 一 个 环 节 ， 不 要 误 以 为 这 些 勒 索 软 件 仅 仅 这 点 手 段 而 已 。 2 .   基 本 基 本 A E S 算 法 及 其 逆 向 识 别 算 法 及 其 逆 向 识 别 2 .   基 本 基 本 A E S 算 法 及 其 逆 向 识 别 算 法 及 其 逆 向 识 别 可 以 通 过 各 种 搜 索 引 擎 找 打 大 量 的 基 本 A E S 算 法 介 绍 与 实 现 ， 这 里 不 再 做 深 入 探 讨 ， 仅 仅 介 绍 下 本 文 需 要 用 得 到 的 内 容 。 参 考 《 现 代 密 码 学 》 一 书 ， 基 本 A E S 算 法 的 流 程 可 以 用 下 图 概 括 ：
其 中 ， 轮 函 数 包 含 四 部 分 ： 1 ， 字 节 替 换 ； 2 ， 行 位 移 ； 3 ， 列 混 合 ； 4 ， 轮 密 钥 加 。 识 别 基 本 A E S 算 法 的 关 键 也 就 是 识 别 该 轮 函 数 。 在 g i t h u b 上 可 以 找 到 D a n i   H u e r t a s 写 的 关 于 A E S 算 法 的 简 单 实 现 ， 点 击 本 文 末 尾 “ 阅 读 原 文 ” 可 查 看 。 该 项 目 中 有 很 完 整 的 注 释 信 息 ， 可 以 下 载 并 编 译 ， 用 来 学 习 逆 向 识 别 A E S 算 法 。 逆 向 识 别 标 准 的 A E S 算 法 最 关 键 的 是 找 到 置 换 表 s _ b o x ， 在 A E S 算 法 中 该 置 换 表 为 固 定 的 2 5 6 元 素 数 字 ： s _ b o x 的 内 容 过 长 ， 这 里 不 做 展 示 。 如 果 顺 利 找 到 该 表 ， 那 么 所 用 的 加 密 算 法 很 有 可 能 就 是 A E S 算 法 。 此 后 ， 再 查 看 一 下 是 否 存 在 形 式 如 下 的 赋 值 语 句 ： m o v           a l     ,     [ e s i   +   e a x ] m o v             [ e c x   +   e d x   -   1 ]     ,     a l 截 图 如 下 ： 是 否 存 在 列 混 合 矩 阵 的 几 个 关 键 常 量 ： 0 x 0 2 ,   0 x 0 1 ,   0 x 0 1 ,   0 x 0 3 ：
以 及 是 否 存 在 与 密 钥 的 异 或 操 作 ， 并 存 储 异 或 结 果 的 操 作 ： 当 以 上 所 有 结 果 都 判 断 为 真 ， 那 么 已 经 可 以 认 定 为 基 本 的 A E S 算 法 了 。 3 .   L o c k y 勒 索 软 件 中 的 勒 索 软 件 中 的 A E S 算 法 识 别 算 法 识 别 3 .   L o c k y 勒 索 软 件 中 的 勒 索 软 件 中 的 A E S 算 法 识 别 算 法 识 别 L o c k y 勒 索 软 件 并 非 用 受 害 者 的 文 件 内 容 作 为 明 文 进 行 A E S 加 密 ， 暂 且 不 管 其 如 何 进 行 具 体 的 细 节 操 作 ， 其 加 密 的 过 程 离 不 开 A E S 算 法 。 L o c k y 中 的 A E S 算 法 识 别 相 对 比 较 简 单 ， 下 面 先 介 绍 一 下 与 之 相 关 的 基 本 知 识 。 2 0 1 0 年 以 后 ， I n t e l 公 司 生 产 的 大 部 分 C P U 包 含 了 一 些 列 用 于 处 理 A E S 加 密 和 解 密 的 指 令 ， 这 些 指 令 包 括 生 成 轮 密 钥 的 A E S K E Y G E N A S S I S T ， 用 于 加 密 的 轮 函 数 A E S E N C ， 用 于 最 后 一 轮 加 密 的 A E S E N C L A S T 等 等 。 这 些 指 令 可 以 极 大 的 提 高 该 C P U 处 理 A E S 算 法 的 速 率 。 而 在 V i s u a l   S t u d i o 中 ， 其 V i s u a l   C + + 编 译 器 以 内 联 函 数 的 形 式 支 持 使 用 这 些 用 于 A E S 加 解 密 相 关 的 指 令 。 通 过 M S D N 可 以 了 解 到 ， 在 w m m i n t r i n . h 头 文 件 中 _ m m _ a e s k e y g e n a s s i s t 函 数 、 _ s i 1 2 8 _ m m _ a e s e n c _ s i 1 2 8 函 数 以 及 _ m m _ a e s e n c l a s t _ s i 1 2 8 函 数 可 以 用 于 使 用 上 述 提 到 的 A E S K E Y G E N A S S I S T 、 A E S E N C 以 及 A E S E N C L A S T 指 令 。 借 用 M S D N 中 的 样 例 ， 编 译 如 下 图 中 的 代 码 ： 通 过 调 试 器 可 以 观 察 到 结 果 如 下 ： 其 中 ， a e s e n c   x m m 0 ,   x m m w o r d   p t r   [ e b p - 6 0 h ] 指 令 即 为 _ s i 1 2 8 _ m m _ a e s e n c _ s i 1 2 8 函 数 的 编 译 结 果 。 当 有 了 以 上 的 基 础 知 识 之 后 ， 便 可 以 考 察 勒 索 软 件 L o c k y 的 A E S 加 密 代 码 ， 如 下 图 ：
上 图 展 示 了 L o c k y 中 用 到 的 A E S 加 密 1 0 次 轮 函 数 ， 很 规 范 ， 也 很 清 晰 。 4 .   T e s l a C r y p t 勒 索 软 件 中 的 勒 索 软 件 中 的 A E S 算 法 识 别 算 法 识 别 4 .   T e s l a C r y p t 勒 索 软 件 中 的 勒 索 软 件 中 的 A E S 算 法 识 别 算 法 识 别 T e s l a C r y p t 勒 索 软 件 的 加 密 过 程 十 分 完 善 ， 本 文 并 不 打 算 分 析 其 加 密 流 程 。 只 讨 论 其 对 用 户 文 件 进 行 加 密 的 A E S   C B C 算 法 ， 其 中 C B C 为 一 种 A E S 加 密 模 式 ， 这 里 也 不 做 叙 述 ， 仅 讨 论 A E S 算 法 本 身 。 在 第 2 章 和 第 3 章 中 A E S 算 法 的 实 现 是 依 据 A E S 算 法 描 述 而 来 的 。 而 在 实 际 运 用 中 ， 更 多 的 是 使 用 查 表 法 进 行 A E S 加 密 的 算 法 。 用 查 表 法 实 现 A E S 算 法 可 以 以 一 种 较 快 的 速 度 完 成 A E S 加 密 和 解 密 ， 是 一 种 以 存 储 空 间 兑 换 消 耗 时 间 的 方 法 。 但 就 目 前 的 计 算 机 存 储 空 间 来 讲 ， 查 表 法 牺 牲 的 存 储 空 间 也 是 微 不 足 道 的 。 根 据 A E S 算 法 的 轮 函 数 ， 可 以 建 立 4 张 置 换 表 ， 通 过 查 询 这 4 张 表 ， 并 与 该 轮 的 密 钥 进 行 异 或 ， 可 以 直 接 得 到 该 轮 加 密 的 结 果 。 其 伪 代 码 如 下 ： t 0   =   T e 0 [ s 0   > >   2 4 ]   ^   T e 1 [ ( s 1   > >   1 6 )   &   0 x f f ]   ^   T e 2 [ ( s 2   > >   8 )   &   0 x f f ]   ^   T e 3 [ s 3   &   0 x f f ]   ^   r k [ r o u n d * 4 ] ; t 1   =   T e 0 [ s 1   > >   2 4 ]   ^   T e 1 [ ( s 2   > >   1 6 )   &   0 x f f ]   ^   T e 2 [ ( s 3   > >   8 )   &   0 x f f ]   ^   T e 3 [ s 0   &   0 x f f ]   ^   r k [ r o u n d * 4 + 1 ] ;   t 2   =   T e 0 [ s 2   > >   2 4 ]   ^   T e 1 [ ( s 3   > >   1 6 )   &   0 x f f ]   ^   T e 2 [ ( s 0   > >   8 )   &   0 x f f ]   ^   T e 3 [ s 1   &   0 x f f ]   ^   r k [ r o u n d * 4 + 2 ] ;   t 3   =   T e 0 [ s 3   > >   2 4 ]   ^   T e 1 [ ( s 0   > >   1 6 )   &   0 x f f ]   ^   T e 2 [ ( s 1   > >   8 )   &   0 x f f ]   ^   T e 3 [ s 2   &   0 x f f ]   ^   r k [ r o u n d * 4 + 3 ] ; 上 述 代 码 中   ， t 0 、 t 1 、 t 2 、 t 3 分 别 为 本 轮 加 密 结 果 的 第 0 个 四 字 节 ， 第 1 个 四 字 节 ， 第 2 个 四 字 节 ， 第 3 个 四 字 节 ； s 0 、 s 1 、 s 2 、 s 3 为 上 一 轮 加 密 对 应 的 4 个 四 字 节 。 T e 0 、 T e 1 、 T e 2 、 T e 3 为 4 张 2 5 6 元 素 的 置 换 表 ； r k 为 轮 密 钥 ， r o u n d 为 当 前 轮 数 。 T e 0 、 T e 1 、 T e 2 、 T e 3 这 四 张 表 可 以 通 过 展 开 “ 列 混 合 ” 操 作 的 数 学 表 达 式 而 得 出 ， 限 于 篇 幅 问 题 ， 这 里 略 过 。 此 外 ， 这 四 张 表 互 相 之 间 有 一 些 重 叠 覆 盖 的 关 系 ， 通 过 这 些 关 系 可 以 有 效 地 压 缩 存 储 空 间 。 在 T e s l a C r y p t 勒 索 软 件 中 ， 就 建 立 了 如 下 的 一 张 表 ：
注 意 ， 截 图 中 的 表 格 内 容 不 全 ， 完 整 的 表 格 总 共 0 x 8 0 0 字 节 （ 即 2 0 4 8 字 节 ） 。 仔 细 观 察 上 表 前 8 个 字 节 ： 0 0   6 3   6 3   A 5   C 6   6 3   6 3   A 5 ， 其 中 ： 后 四 个 字 节 ： C 6   6 3   6 3   A 5   构 成 了 T e 0 表 的 第 一 项 ； 中 间 四 个 字 节 ： A 5   C 6   6 3   6 3   构 成 了 T e 1 表 的 第 一 项 ； 中 间 四 个 字 节 ： 6 3   A 5   C 6   6 3 构 成 了 T e 2 表 的 第 一 项 ； 前 四 个 字 节 ： 6 3   6 3   A 5   C 6 构 成 了 T e 3 表 的 第 一 项 。 以 后 内 容 同 理 。 基 于 此 ， 可 以 考 察 T e s l a C r y p t 勒 索 软 件 的 加 密 函 数 ， 提 取 其 加 密 的 轮 函 数 如 下 ：
如 上 图 的 轮 函 数 中 ， 进 行 了 1 6 次 查 表 ， 与 上 文 中 的 伪 代 码 相 吻 合 ， 最 后 结 尾 的 两 个 x o r 是 与 该 轮 密 钥 进 行 的 异 或 操 作 。 识 别 此 种 A E S 算 法 的 关 键 就 是 找 到 其 置 换 表 ， 如 果 能 够 找 到 该 表 ， 那 再 结 合 后 续 的 判 断 就 可 以 肯 定 所 用 算 法 为 A E S 算 法 了 。 5 .   小 结 小 结 5 .   小 结 小 结 鉴 于 A E S 的 普 及 程 度 ， 有 必 要 对 基 本 的 A E S 算 法 有 所 了 解 。 本 文 结 合 最 近 比 较 横 行 的 勒 索 软 件 逆 向 分 析 了 几 种 常 见 的 A E S 算 法 ， 并 给 出 了 一 些 简 单 的 判 断 依 据 。 笔 者 忠 心 希 望 本 文 能 给 读 者 一 点 启 发 和 帮 助 ， 但 由 于 笔 者 知 识 有 限 ， 才 疏 学 浅 ， 文 中 不 当 或 错 误 之 处 还 请 各 位 读 者 包 容 和 指 正 。 *   本 文 原 创 作 者 ： z z z 6 6 6 8 6 ， 本 文 属 F r e e B u f 原 创 奖 励 计 划 ， 未 经 许 可 禁 止 转 载 阅 读 原 文
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