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[13030] 2018-08-06_通过USB调试攻击固件安装后门以实现“邪恶女佣”攻击

文档创建者：s7ckTeam
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最后更新：2025-01-18
2018-08-06_通过USB调试攻击固件安装后门以实现“邪恶女佣”攻击 通 过 U S B 调 试 攻 击 固 件 安 装 后 门 以 实 现 “ 邪 恶 女 佣 ” 攻 击 周 大 涛   F r e e B u f   2 0 1 8 - 0 8 - 0 6 写 在 前 面 的 话 写 在 前 面 的 话 调 试 机 制 是 帮 助 跟 踪 几 乎 所 有 平 台 上 的 故 障 源 的 标 准 组 件 。 一 般 主 要 在 平 台 生 产 之 前 使 用 ， 但 也 经 常 用 于 翻 新 调 试 机 制 是 帮 助 跟 踪 几 乎 所 有 平 台 上 的 故 障 源 的 标 准 组 件 。 一 般 主 要 在 平 台 生 产 之 前 使 用 ， 但 也 经 常 用 于 翻 新 和 修 复 返 回 的 平 台 。 安 全 研 究 人 员 可 以 多 次 使 用 调 试 特 性 测 试 攻 击 ， 包 括 定 位 和 使 用 和 修 复 返 回 的 平 台 。 安 全 研 究 人 员 可 以 多 次 使 用 调 试 特 性 测 试 攻 击 ， 包 括 定 位 和 使 用 J T A G ， 使 用 ， 使 用 U S B 调 试 以 调 试 以 及 使 用 及 使 用 d e b u g 查 找 系 统 管 理 模 式 （ 查 找 系 统 管 理 模 式 （ S M M ） 中 的 漏 洞 。 我 们 进 行 安 全 研 究 ， 用 于 计 算 基 础 设 施 的 硬 件 基 础 创 建 实 ） 中 的 漏 洞 。 我 们 进 行 安 全 研 究 ， 用 于 计 算 基 础 设 施 的 硬 件 基 础 创 建 实 用 的 防 御 。 我 们 确 认 ， 通 过 用 的 防 御 。 我 们 确 认 ， 通 过 U S B 进 行 的 调 试 可 以 访 问 在 进 行 的 调 试 可 以 访 问 在 U E F I 固 件 和 运 行 时 固 件 和 运 行 时 S M M 固 件 中 安 装 持 久 的 固 件 中 安 装 持 久 的 r o o t k i t ， 而 ， 而 这 些 系 统 不 能 安 全 地 设 置 调 试 策 略 这 些 系 统 不 能 安 全 地 设 置 调 试 策 略 (   C V E - 2 0 1 8 - 3 6 5 2 ) 。 这 种 漏 洞 将 允 许 具 有 设 备 物 理 访 问 权 限 的 攻 击 者 可 以 执 。 这 种 漏 洞 将 允 许 具 有 设 备 物 理 访 问 权 限 的 攻 击 者 可 以 执 行 行 “ E v i l   M a i d ” 攻 击 。 正 如 其 他 人 所 报 道 的 ， 防 范 这 种 类 型 的 攻 击 是 相 当 困 难 的 。 为 了 提 供 对 这 种 威 胁 的 可 见 攻 击 。 正 如 其 他 人 所 报 道 的 ， 防 范 这 种 类 型 的 攻 击 是 相 当 困 难 的 。 为 了 提 供 对 这 种 威 胁 的 可 见 性 ， 我 们 为 开 源 的 性 ， 我 们 为 开 源 的 C H I P S E C 框 架 发 布 了 一 个 模 块 ， 以 检 测 脆 弱 的 系 统 。 框 架 发 布 了 一 个 模 块 ， 以 检 测 脆 弱 的 系 统 。 保 护 固 件 保 护 固 件 每 次 计 算 机 启 动 时 ， 固 件 保 护 机 制 都 必 须 执 行 固 件 以 初 始 化 可 用 配 置 中 的 固 件 ， 这 为 软 件 执 行 创 建 了 预 期 的 安 全 环 境 。 如 果 恶 意 软 件 能 够 更 改 某 些 配 置 ， 则 可 以 通 过 在 特 权 模 式 下 执 行 或 重 新 配 置 系 统 ， 以 违 反 软 件 正 常 运 行 的 预 期 安 全 环 境 以 及 违 反 安 全 属 性 ， 并 将 其 权 限 提 升 到 高 于 其 它 软 件 的 权 限 ， 其 中 最 直 接 的 方 法 是 修 改 固 件 。 当 然 ， 具 有 物 理 访 问 权 限 的 攻 击 者 可 以 简 单 的 连 接 固 件 编 程 器 就 可 以 修 改 固 件 ， 从 理 论 上 来 说 ， 这 确 实 需 要 详 细 的 设 备 信 息 ， 但 实 际 上 在 大 多 数 情 况 下 这 些 信 息 都 很 容 易 获 取 。 其 根 本 原 因 就 在 于 大 多 数 固 件 存 储 在 串 行 可 编 程 接 口 （ S P I ） 闪 存 芯 片 上 ， 这 就 为 读 取 和 写 入 存 储 芯 片 创 建 了 物 理 标 准 ， S P I 闪 存 编 程 器 相 对 容 易 购 买 或 创 建 。 为 了 在 不 破 坏 系 统 的 情 况 下 获 得 访 问 权 限 ， 攻 击 者 还 需 要 弄 清 楚 要 改 变 的 内 容 。 然 而 ， 有 一 位 研 究 人 员 （ D m y t r o   O l e k s i u k ） 却 开 发 了 一 种 通 用 的 概 念 验 证 后 门 ， 根 据 这 个 样 本 ， 攻 击 者 可 以 轻 松 的 将 这 个 后 门 安 装 到 大 多 数 固 件 模 块 中 。 这 意 味 着 ， 这 些 工 具 和 技 术 的 易 用 性 和 可 用 性 ， 可 使 得 非 专 业 的 攻 击 者 甚 至 是 “ 脚 本 小 子 （ s c r i p t   k i d d i e ） ” 很 容 易 的 就 可 以 访 问 固
件 r o o t k i t 。 E c l y p s i u m 的 安 全 专 家 做 了 一 个 测 试 ， 他 们 能 就 在 不 到 4 分 钟 的 时 间 里 就 在 企 业 所 用 的 笔 记 本 电 脑 上 安 装 此 r o o t k i t ， 并 且 实 现 物 理 访 问 ， 你 可 以 看 此 视 频 了 解 整 个 过 程 。 修 改 固 件 的 另 一 种 方 法 是 通 过 特 权 软 件 ， 为 了 防 御 此 类 攻 击 ， 固 件 应 在 引 导 期 间 尽 早 配 置 与 固 件 存 储 相 关 的 保 护 位 。 完 成 此 操 作 后 ， 正 常 的 软 件 （ 甚 至 包 括 提 升 内 核 权 限 的 恶 意 软 件 ） 将 无 法 执 行 固 件 存 储 写 入 ， 直 到 重 新 启 动 时 ， 固 件 再 次 执 行 保 护 自 身 的 过 程 。 但 是 ， 即 便 这 样 ， 固 件 仍 会 以 某 种 方 式 写 入 存 储 器 并 进 行 代 码 和 配 置 更 新 。 这 虽 然 可 以 通 过 重 新 启 动 来 完 成 ， 但 并 不 是 在 所 有 情 况 下 都 可 以 实 现 。 另 外 ， 在 运 行 时 期 间 的 S M M 中 执 行 的 可 信 代 码 可 用 于 绕 过 保 护 并 写 入 固 件 存 储 。 据 此 来 看 ， S M M 是 攻 击 者 尝 试 安 装 持 久 性 固 件 r o o t k i t 的 主 要 目 标 。 使 用 使 用 S M M 固 件 调 试 固 件 调 试 如 上 所 述 ， 研 究 人 员 已 经 证 明 通 过 调 试 功 能 可 用 于 查 找 固 件 漏 洞 并 直 接 绕 过 基 于 软 件 的 保 护 。 实 际 上 ， 通 过 调 试 功 能 发 现 漏 洞 一 直 是 攻 击 者 最 喜 欢 的 方 法 。 研 究 人 员 的 分 析 表 明 ， 在 启 用 调 试 机 制 的 系 统 上 ， 物 理 攻 击 会 比 没 有 启 用 调 试 机 制 的 时 候 更 容 易 。 因 为 这 种 情 况 下 攻 击 者 是 不 需 要 特 殊 的 固 件 编 程 器 ， 也 不 需 要 打 开 程 序 。 通 过 使 用 可 用 的 公 开 工 具 ， 他 们 只 需 通 过 插 入 一 个 外 部 U S B 即 可 安 装 持 久 r o o t k i t ， 绕 过 安 全 启 动 和 许 多 其 他 安 全 功 能 。 研 究 人 员 已 经 证 明 可 以 在 S M M 中 暂 停 系 统 并 从 系 统 上 下 文 中 对 内 存 进 行 任 意 更 改 ， 这 样 攻 击 者 就 可 以 获 得 S M M 执 行 的 高 级 权 限 。 另 外 ， 就 是 通 过 编 写 代 码 来 修 改 固 件 存 储 ， 此 类 攻 击 者 可 以 利 用 现 有 的 固 件 r o o t k i t 来 安 装 持 久 性 恶 意 软 件 。 虽 然 这 具 有 重 大 的 安 全 隐 患 ， 但 对 于 调 试 机 制 来 说 ， 这 也 是 其 一 个 预 期 的 调 试 目 的 。 不 幸 的 是 ， 有 些 系 统 无 法 在 运 行 中 关 闭 这 些 调 试 功 能 。 调 试 访 问 调 试 访 问 对 于 安 全 人 员 来 说 ， 为 了 了 解 系 统 的 风 险 ， 重 要 的 是 要 知 道 运 行 系 统 上 是 否 启 用 了 调 试 机 制 。 不 幸 的 是 ， 这 个 了 解 过 程 并 不 容 易 ， 对 技 术 的 要 求 很 高 。 为 此 ， E c l y p s i u m 的 安 全 专 家 开 发 了 一 个 开 源 C H I P S E C 模 块 来 提 供 帮 助 ， 该 模 块 主 要 检 查 运 行 系 统 上 的 两 个 主 要 组 件 ： 1 . C P U 调 试 功 能 2 . 直 接 连 接 接 口 让 我 们 深 入 到 这 些 检 查 中 ， 并 将 其 分 解 为 组 件 。 首 先 ， C P U 调 试 功 能 的 状 态 位 于 模 型 特 定 寄 存 器 （ M S R ） 中 。 在 英 特 尔 软 件 开 发 人 员 手 册 中 ， 我 们 可 以 看 到 此 M S R 的 细 分 ： 如 果 我 们 忽 略 保 留 位 ， 我 们 可 以 看 到 3 个 有 趣 的 东 西 ： 1 . 启 用 位 。 2 . 一 个 锁 定 位 。 3 . 发 生 调 试 位 。 如 果 根 据 此 规 范 ， 默 认 情 况 下 ， 调 试 是 禁 用 和 解 锁 的 。 利 用 发 布 的 c h i p s e c 模 块 ， 研 究 人 员 检 查 了 调 试 是 否 被 禁 用 和 锁 定 ， 而 这 些 调 试 则 是 固 件 在 运 行 中 设 置 的 安 全 配 置 。 通 过 执 行 这 些 模 块 ， 检 查 将 通 过 。 另 外 ， 研 究 人 员 还 检 查 了 调 试 I A 3 2 _ D E B U G _ I N T E R F A C E
发 生 位 ， 但 根 C H I P S E C 维 护 人 员 的 说 法 ， 这 个 检 查 会 发 生 误 报 的 情 况 ， 因 此 E c l y p s i u m 的 安 全 专 家 决 定 不 依 赖 于 这 个 检 查 结 果 得 出 检 查 是 否 通 过 或 失 败 的 决 定 。 但 是 ， C P U 调 试 只 是 调 试 机 制 问 题 的 一 部 分 ， 下 一 步 是 检 查 直 接 连 接 接 口 （ D C I ） 的 状 态 。 此 功 能 在 之 前 曾 在 被 研 究 者 利 用 过 ， D C I 会 被 记 录 在 每 个 计 算 机 平 台 的 芯 片 组 数 据 表 中 ， 例 如 “ I n t e l   1 0 0 系 列 和 I n t e l   C 2 3 0 系 列 芯 片 组 系 列 平 台 控 制 器 集 线 器 ( P C H ) 数 据 表 第 2 卷 ” ， 名 称 为 “ D C I 控 制 寄 存 器 ” 。 尽 管 该 寄 存 器 似 乎 存 在 于 由 i n t e l 制 造 的 芯 片 组 中 ， 但 它 仅 在 此 特 定 数 据 表 中 记 录 。 在 该 寄 存 器 内 部 ， 在 过 多 的 保 留 位 之 间 ， 我 们 找 到 位 或 H D C I E N 。 如 果 启 用 ， 芯 片 组 将 通 过 U S B 提 供 调 试 功 能 。 因 此 ， 检 查 非 常 简 单 ;   安 全 配 置 会 禁 用 D C I ， 该 位 应 为 0 。 只 有 当 上 述 两 项 检 查 都 表 明 没 有 启 用 调 试 功 能 时 ， 我 们 才 会 考 虑 安 全 地 配 置 系 统 并 从 我 们 的 c h i p s e c 模 块 返 回 P A S S E D 。 至 于 C P U 调 试 功 能 M S R 中 的 位 ， 我 们 决 定 遵 循 C H I P S E C 维 护 者 的 建 议 ， 只 有 在 设 置 了 该 位 时 才 显 示 警 告 。 理 论 上 ， 它 表 示 在 引 导 期 间 的 某 个 时 刻 启 用 了 调 试 。 可 以 在 上 的 g i t h u b 上 找 到 C H I P S E C 我 们 的 模 块 是 安 装 c h i p s e c 后 ， 您 可 以 使 用 以 下 命 令 行 单 独 运 行 此 模 块 ： 我 们 已 经 观 察 到 一 些 系 统 出 现 故 障 ， 但 很 难 知 道 还 有 多 少 系 统 受 到 影 响 。 英 特 尔 发 布 了 一 份 安 全 公 告 （ C V E - 2 0 1 8 - 3 6 5 2 ） ， 内 容 涉 及 一 些 未 安 全 设 置 调 试 策 略 的 系 统 。 如 果 您 的 系 统 受 到 影 响 ， 我 们 建 议 您 运 行 检 查 并 亲 自 查 看 。 缓 解 措 施 缓 解 措 施 理 论 上 ， 对 固 件 保 护 机 制 是 个 不 错 的 想 法 ， 但 现 实 中 ， 攻 击 者 通 过 对 固 件 保 护 机 制 的 修 改 ， 可 以 获 取 对 敏 感 系 统 的 完 全 物 理 控 制 。 如 果 一 个 系 统 未 能 通 过 固 件 保 护 机 制 的 检 查 ， 则 即 使 在 非 常 有 限 的 时 间 段 内 ， 任 何 人 都 可 以 获 得 系 统 的 物 理 访 问 。 只 需 插 入 U S B 端 口 并 运 行 公 开 的 脚 本 代 码 ， 攻 击 者 就 可 以 绕 过 几 乎 所 有 的 安 全 技 术 。 例 如 ， 攻 击 者 可 能 会 “ H o s t   D C I   E n a b l e ” “ D e b u g   O c u r e d ” d e b u g e n a b l e d . p y
使 用 自 己 开 发 的 恶 意 软 件 或 r o o t k i t 感 染 固 件 ， 而 且 他 们 可 以 在 不 打 开 软 件 的 情 况 下 进 行 操 作 。 某 些 系 统 可 能 在 B I O S 或 固 件 设 置 菜 单 中 具 有 启 用 或 禁 用 调 试 功 能 的 设 置 。 禁 用 该 设 置 后 ， 安 全 管 理 员 可 以 检 查 该 配 置 是 否 通 过 上 文 提 到 的 测 试 模 块 。 在 这 种 情 况 下 ， 使 用 强 密 码 或 其 他 机 制 保 护 这 些 设 置 非 常 重 要 。 在 其 他 情 况 下 ， 你 可 能 需 要 联 系 系 统 开 发 商 并 询 问 是 否 有 安 全 禁 用 调 试 访 问 的 版 本 。 结 论 结 论 在 本 文 中 ， E c l y p s i u m 的 研 究 人 员 研 究 了 使 用 U S B 调 试 来 绕 过 安 全 措 施 并 安 装 固 件 r o o t k i t 的 攻 击 。 虽 然 应 该 在 系 统 运 行 中 禁 用 调 试 机 制 ， 但 是 目 前 它 仍 是 进 行 快 速 安 全 检 查 来 确 定 你 的 系 统 是 否 受 到 影 响 的 好 办 法 。 研 究 人 员 希 望 用 他 们 的 研 究 ， 帮 助 组 织 理 解 和 防 御 “ 邪 恶 女 仆 ” 攻 击 。 随 着 实 时 嵌 入 式 系 统 的 复 杂 程 度 不 断 提 高 ， 低 效 率 的 调 试 方 法 的 成 本 日 益 增 加 。 鉴 于 当 前 嵌 入 式 应 用 的 复 杂 性 还 有 继 续 上 升 的 趋 势 ， 对 这 些 系 统 的 调 试 将 成 为 开 发 商 考 虑 的 关 键 因 素 。 * 本 文 作 者 ： 本 文 作 者 ： e c l y p s i u m ， 由 周 大 涛 编 译 ， 转 载 请 注 明 来 自 ， 由 周 大 涛 编 译 ， 转 载 请 注 明 来 自 F r e e B u f . C O M 阅 读 原 文 c h i p s e c
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