楊順韜

(廣西交通職業(yè)技術學院 教務處，廣西 南寧 530023)

隨著計算機網(wǎng)絡技術在各行業(yè)和生活中的不斷普及，互聯(lián)網(wǎng)已全面進入人們的工作和生活中，越來越多的類似于網(wǎng)上銀行賬號、電子郵箱賬號、游戲賬號、OA系統(tǒng)賬號等敏感信息成為了網(wǎng)絡安全攻擊和防范技術研究的重點對象，從而使得木馬程序與防火墻和入侵檢測技術同步發(fā)展起來。

傳統(tǒng)木馬能及時被內部網(wǎng)絡安全工具發(fā)現(xiàn)進行分析，其主要原因如下［1］:

(1)與監(jiān)控端的通訊為明文傳輸方式。

(2)監(jiān)控端是基于特定操作系統(tǒng)的應用軟件，其兼容性差，并且無法實現(xiàn)基于WEB技術下的無差異性(任何操作系統(tǒng)平臺、任何時間地點)監(jiān)控。

(3)監(jiān)控端與客戶端采用私有通信協(xié)議，無標準化，可擴展性差。

防火墻技術已經(jīng)實現(xiàn)了從包過濾技術發(fā)展到多層次內容檢測，同時，入侵檢測系統(tǒng)(IDS)能及時記錄在內、外網(wǎng)交換的數(shù)據(jù)信息以供管理員審查。在防火墻技術與入侵檢測技術不斷發(fā)展的過程中，各類安全防御系統(tǒng)及網(wǎng)絡安全工具可以很好的發(fā)現(xiàn)木馬，對其傳輸數(shù)據(jù)進行攔截，并具備防火墻及入侵檢測聯(lián)動監(jiān)測和防護功能，從而使得傳統(tǒng)的木馬技術無法正常工作。

因此，借助于HTTP協(xié)議的跨平臺性和標準性，利用匿名Diffe－Hellman在基于HTTPS隧道技術來穿透防火墻并使入侵檢測系統(tǒng)記錄失效，利用Restful Web service建立統(tǒng)一的木馬監(jiān)控平臺將有效的解決傳統(tǒng)木馬程序的缺陷。

1 木馬檢測技術分析

典型的木馬關鍵技術一般分為反向鏈接技術、端口復用技術、無端口技術、遠程線程注入技術幾種，根據(jù)木馬關鍵技術的入侵模式和特征分析，國內外學者研究了很多反木馬技術，也稱為木馬檢測技術。從木馬檢測技術的發(fā)展現(xiàn)狀看，主要通過防火墻、入侵檢測、特征碼、實時監(jiān)控、虛擬機、啟發(fā)式技術事先對木馬程序進行防御，具體原理如下［2］:

防火墻技術:主要通過控制網(wǎng)絡通信和監(jiān)控注冊表的修改來實現(xiàn)反木馬的目的。

入侵檢測技術:通過收集操作系統(tǒng)、系統(tǒng)程序、應用程序、網(wǎng)絡包等信息，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中違背安全策略或危及系統(tǒng)安全的行為的分析來實現(xiàn)木馬程序檢測的目的。

特征碼掃描:通過對非法程序樣本進行分析，提取“特征碼”，寫入反病毒軟件的特征碼庫實現(xiàn)軟件對木馬程序的識別和防御。

實時監(jiān)控技術:通過多個不同的角度對流入、流出系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進行過濾，檢測并處理其中可能含有的非法程序代碼實現(xiàn)木馬程序的防御。

虛擬機技術:模擬一個程序的運行環(huán)境，讓木馬程序在其中運行如同在真實的環(huán)境中不斷顯露出其病毒特征的木馬防御程序。

啟發(fā)式技術:通過抽取病毒的傳染規(guī)則，形成一組規(guī)則集，來判斷一個程序是否屬于木馬病毒技術。

筆者將以木馬客戶端由內向外發(fā)起的通信和木馬服務器對木馬監(jiān)控進行分析，研究以匿名HTTPS隧道的木馬技術，利用防火墻的信任關系、數(shù)據(jù)加密性和HTTP協(xié)議的跨平臺性和標準性實現(xiàn)防火墻穿透應用。

2 基于匿名HTTPS隧道的防火墻穿透模塊設計

結合木馬植入、加載、反清除、隱藏、信息獲取及通信等木馬關鍵技術的現(xiàn)狀，針對一般防火墻允許向外發(fā)起連接而拒絕由外部向內部發(fā)起連接請求的安全策略，利用防火墻信任HTTPS協(xié)議的特點，將獲取的用戶信息封裝到防火墻“信任”的協(xié)議中，結合反彈木馬的反向連接技術(HTTP協(xié)議為客戶端請求、服務器端響應的連接協(xié)議)，實現(xiàn)防火墻穿透。

2.1 匿名HTTPS隧道木馬的設計

HTTPS協(xié)議是基于客戶端/服務器端模式，是面向連接的。典型的HTTPS協(xié)議一般需要PKI基礎設施和證書，在木馬程序中加入PKI基礎設施或證書會在很大程度上降低木馬程序的隱蔽性，因此，匿名的HTTPS是最好的選擇，匿名的HTTPS模式的通信原理如圖1所示。

圖1 匿名HTTPS通信流程

通過對匿名HTTPS協(xié)議的通信流程與反向連接型木馬的通信流程可看出，HTTPS模型的通信與反向連接型木馬通信流程一致，這也證明了反向木馬解決了傳統(tǒng)木馬通信與HTTP協(xié)議通信架構矛盾的實際問題。

2.2 HTTPS隧道數(shù)據(jù)封裝格式

為實現(xiàn)HTTPS隧道的防火墻穿透，依據(jù)HTTPS協(xié)議對通信數(shù)據(jù)進行封裝，將真正的HTTP消息封裝到TLS的記錄協(xié)議中進行傳輸，在應用層開始傳遞數(shù)據(jù)時，TLS協(xié)議對數(shù)據(jù)進行壓縮并添加消息認證碼(MAC)，同時，進行加密和TLS記錄協(xié)議頭部，傳輸至操作系統(tǒng)協(xié)議棧，在協(xié)議棧中完成TCPIP頭部添加，由網(wǎng)卡發(fā)送。接收端接收數(shù)據(jù)后，完成IP與TCP頭部的剝離，解密TLS消息，確認信息完整性后，獲得數(shù)據(jù)信息［3］。過程如圖2所示。

注:TLS記錄協(xié)議是TLS協(xié)議的一種，用于數(shù)據(jù)傳輸加密，還有TLS更換密碼規(guī)格協(xié)議，TLS警告協(xié)議和握手協(xié)議等。

圖2 HTTPS協(xié)議數(shù)據(jù)包封裝格式

2.3 HTTPS隧道模塊實現(xiàn)

以openssl為TLS庫為例。

2.3.1 核心代碼模塊分析

眾所周知，在TCP完成三次握手之后，安全會話就建立了，其客戶端的代碼片段一般為:

SSL_CTX*cts=ssl_CTX_net(TL Sv1_client_method());

SSL_CTX_set_cipher_list(ctx，“ADH－AES256－SHA”);

ssl=SSL_new(ctx)，SSL_set_bio(ssl，conn，conn);

SSL_connet(ssl).

“ADH－AES256－SHA”作為會話建立的關鍵部分，采用了匿名的Diffe－Hellman協(xié)議實現(xiàn)密鑰交換和AES256加密，同時，利用SHA－1認證了消息的完整性，然后構建一個SSL對象，將其綁定到創(chuàng)建的SSL文本對象上。實現(xiàn)方法如下［4］:

(1)將ctx對象導入SSL_new函數(shù)庫中，使其返回一個SSL對象;

(2)通過SSL_conntect(SSL)實現(xiàn)安全對話連接，發(fā)送Client Hello報文(報文中包含TLS版本號及安全關聯(lián)“ADH－AES256－SHA”)，等待服務器端回復Server Hello報文和密鑰交換信息，服務器端主要代碼:

viod THREA_CC server_thread(viod*arg)

{

SSL*ssl=(SSL*)arg;SSL_accept(ssl);

do_server_loop(ssl);

…

_endthread();

}

(3)服務器端開啟Server_thread線程，通過SSL—accept(SSL)接收客戶端的Client Hello報文，發(fā)送Server Hello報文、Server Key Ecchange、Server Hello Done報文進行安全會話的連接。

2.3.2 HTTPS通信模塊實現(xiàn)

HTTPS通信是在服務器端和客戶端建立安全會話的基礎上實現(xiàn)的，只要將客戶端應用的HTTP頭部信息通過SSL_write寫入到SSL對象中，并將服務端回復應答以標準輸出即可，客戶端主要代碼如下:

Static cha*REQUEST_TEMPLATE=”GET/HTTP/1.1\r user－agent:https clinet(yst) Host:%s ”;

Request=(char*)malloc(request_len);

snprintf(request，request_len，REQUEST_TEMPLATE，SERVER，PORT);

request_len=strlen(request);

SSL_write(ssl，request，request_len);

While(1)

{

SSL_read(ssl，buf，BUFSIZE);

fwrite(buf，1，len，stdout);

}

服務器端代碼通過SSL_read函數(shù)讀取客戶端應答請求，同樣，依據(jù)REPLY_TEMPLATE構造HTTPS回復信息，通過SSL_write函數(shù)發(fā)送到客戶端。

3 Restful Web Service下實現(xiàn)木馬通信

Web Service是讓兩臺設備在網(wǎng)絡中實現(xiàn)通信的一種方式，其定義可為一個用來支持在網(wǎng)絡上進行設備與設備之間進行互相操作的軟件。架構Web Service必須解決的兩個問題是“客戶端如何告知服務器端行為目標是什么”、“客戶端如何告知服務器端實現(xiàn)操作的數(shù)據(jù)集合”。而將Web Service中將表達方式信息放入HTTP中的一種有效途徑，其具有標準名稱的特點使得通信具備統(tǒng)一性是最大的優(yōu)勢，不僅實現(xiàn)了客戶端與服務端的訪問名稱的統(tǒng)一性，且可將客戶端的行為訴求放入URI路徑中，操作簡單、目的明確。例如:客戶端想獲取一個搜索下的BBS的數(shù)據(jù)結果，其URI應為:http://域名/search?q=BBS。

由此可見，要建立實現(xiàn)Restful的Web Service可以通過在Restful的架構中，方法信息被放在HTTP中或在面向資源的架構中，作用域被放在URI中的組合方式實現(xiàn)。只要在客戶端給定了HTTP請求的第一行，服務器端就能理解客戶端想要實現(xiàn)的行為目標，其行為簡潔而有效，為木馬程序實現(xiàn)防火墻的穿透、數(shù)據(jù)獲取、遠程控制等奠定了高效的可行性基礎。

4 防火墻穿透性驗證試驗及結論

4.1 實驗環(huán)境搭建

木馬植入客戶端和控制服務器端的實驗性軟、硬件配置分別為:

客戶端使用的操作系統(tǒng)為Windows XP sp3，IP地址為172.16.10.10/24，啟用自帶防火墻，安裝市面常見的天網(wǎng)、江民、卡巴斯基等防火墻，并升級、更新。

服務器端采用操作系統(tǒng)同樣為Windows XP sp3，IP地址為172.16.10.100/24。

4.2 建立通信全過程［5］

(1)利用后門技術將木馬程序植入客戶端。

(2)在服務器端構架Restful Web Service結構。

(3)客戶端向服務端發(fā)出通信請求，完成TCP三次握手，形成通信信道鏈接。

(4)客戶端與服務端之間開始相互傳送報文(Hello)、協(xié)商通信版本(TLS)、壓縮方法、安全套件等。

(5)服務端與客戶端開展HTTPS通信，并同時實現(xiàn)密鑰交換。結果如圖3:

圖3 客戶端與服務端通信過程

實驗結論:在客戶端的各類防火墻開啟的情況下，服務器與客戶端的通信鏈路可建立，實現(xiàn)正常通信，防火墻對TCP的443端口未有阻止行為，在加密通信的過程中，防火墻無法實現(xiàn)對應用層的數(shù)據(jù)進行分析，無法做出判斷。

5 結語

筆者針對防火墻的網(wǎng)絡安全防護特征，研究了利用可信端口的新型木馬技術，通過獲取用戶數(shù)據(jù)，并將其封裝于采用匿名Diffe－Hellman的協(xié)議中，以基于HTTPS隧道技術實現(xiàn)了在無需PKI體系支持下的密鑰交換的信任關系，建立通信過程。同時，大幅提高了數(shù)據(jù)傳輸動作的隱蔽性，使得木馬程序穿透防火墻的行為以及傳輸內容更難被審查。

實驗結果確定了該項新木馬技術能實現(xiàn)操作系統(tǒng)自帶防火墻和市場主流軟防火墻的穿透，并形成可信任的通信信道，實現(xiàn)獲取行為目標數(shù)據(jù)的目的。

［1］張昊.木馬技術發(fā)展的新趨勢探討［J］.科技創(chuàng)新導報，2011，7(5):555－559.

［2］梁偉.校園網(wǎng)用戶行為分析系統(tǒng)研究與實現(xiàn)［D］.北京:北京交通大學，2009.

［3］史記，張樂，陸旭飛.基于ICMP木馬攻擊技術和防范策略探討［J］.無線互聯(lián)科技，2012(6):84－87.

［4］劉超，王軼駿，施勇.匿名HTTPS隧道木馬的研究［J］.信息安全與通信保密，2011(12):78－80.

［5］黃偉，孟博，李云超.基于口令的安全用戶認證模型［J］.現(xiàn)代電子技術，2009，12(21):57－60.