“勒索病毒”Ransom/Crowti详细分析报告

一、背景

在火绒前一篇《“勒索病毒”深度分析报告》（http://bbs.huorong.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=12856）中，我们针对“勒索病毒”背后的黑色“生态链”及其猖獗泛滥的原因进行了分析。本篇，我们将试图通过代码级分析，更深入地揭开“勒索病毒”的神秘面纱。

CryptoWall病毒（火绒安全软件将其命名为：Ransom/Crowti），可以算是“勒索行业”的元老级病毒了。该病毒家族最早可查是在2013年11月，到2015年底，该病毒”推出”了4.0版本，誓要将勒索进行到底。时至今日，我们仍可以在各种关于勒索病毒的报道中看到图1所示的勒索“温馨提示”：

 

图1、Ransom/Crowti病毒赎金缴纳说明

二、初步分析

1、统计分析

图2展示的是火绒样本平台统计到的部分Ransom/Crowti样本，其中左边展示了部分样本的可见图标。通过对大量Ransom/Crowti样本的统计，我们发现：

1） 该家族样本数量庞大，且样本的静态特征并不相同，这点可以从图2左面的样本图标以及样本哈希（SHA1）看出；

2） 真正的Ransom/Crowti 病毒主要代码几乎没有改变，这个结论可以从火绒的检出（Ransom/Crowti.b）得出；

 

图2、火绒内部样本分析平台展示

通过在虚拟机中动态执行样本并通过火绒剑监控其行为，我们发现2016年的样本和早期样本相比，行为模型几乎完全一样，如图3：

 

图3、Ransom/Crowti病毒行为模型

正如《“勒索病毒”深度分析报告》中所介绍的，同一个病毒样本，通过“病毒混淆器”的加壳变形，可以在短时间内批量生成”不同“（Unique）的病毒样本。

2、病毒混淆器

早期的病毒批量生成是通过加壳实现的，对同一样本的不同拷贝分别加壳可以产生“不同“（Unique）的样本。现如今的反病毒引擎也基本都可以对这类加壳程序进行识别，并通常都有不同程度的脱壳能力。随着反病毒引擎技术的发展，为了对抗反病毒引擎的脱壳技术，病毒作者开始选择一些“地下壳”或者“私有壳”加密自己的病毒，这类壳也通常有着很强的代码变形能力，我们通常称这类病毒专属的壳为“病毒混淆器“。

随着高级语言编写的”病毒混淆器”（一些国外安全厂商会报出HLLP、HLLW等名字，即High-Level Language Packer/Wrapper）的出现，病毒和反病毒引擎之前的博弈又被推上了一个新的高度。传统扫描引擎对壳的”识别“被颠覆，基于“通用脱壳”（Generic Unpacking）的反病毒引擎应运而生。“通用脱壳”，简单来说，就是不识别特定类型的壳代码，对所有待扫描样本均通过”虚拟沙盒“虚拟执行，进而在虚拟执行的过程中还原可能被”加壳“的代码和数据。

最早的“病毒混淆器“可以追溯到2008-2009年之间出现过的Trojan/C2Lop病毒。其外层的”病毒混淆器“通常被成为Swizzor。这个病毒曾经流行一时，之后销声匿迹，但是在国内某安全论坛在病毒爆发期已过的很长一段时间后，还有该家族样本被上传。图4展示了在国内某安全论坛中搜索Swizzor得到的结果：

 

图4、某安全论坛对Swizzor的搜索结果

我们通过研究发现，早期的版本Ransom/Crowti是没有被“病毒混淆器“伪装过的，再被安全软件检测后，病毒作者开始使用”病毒混淆器“来对抗安全软件，且在这几年中，该病毒的核心代码却从来没有改变过。图5以图形的形式展示了不同的混淆器之下包裹了相同的Ransom/Crowti病毒。

 

图5、不同混淆器掩盖下相同的病毒代码

三、详细分析

下面，本文将对两个Ransom/Crowti样本进行详细分析。这两个样本分别是2014年和2016年收集到的，收集时间与样本编译时间相符。如表1所示：

大小 日期 SHA1

516865 Thu Jun 05 17:32:07 2014 f642ec7fbc4b0f885df2ac8e58c8478198f3c102

203264 Thu Jan 21 08:26:29 2016 2a8e29ab5d25b5cf1bddd21496dcab0aa8455b24

表1、两个不同时期的Ransom/Crowti样本

 

图6、火绒对上述样本的扫描结果

1. 行为分析

通过在虚拟机中运行上述样本，并通过”火绒剑”监控其行为，可以看出两样本行为几乎完全相同。如图7、图8所示：

 

图7、f642ec7fbc4b0f885df2ac8e58c8478198f3c102样本行为

 

图8、2a8e29ab5d25b5cf1bddd21496dcab0aa8455b24样本行为

2. 混淆器分析

使用DIE（Detect it Easy）对两个样本进行初步分析，如图9：

 

图9、 Detect it Easy的检测结果

通过比对DIE的分析结果，可以看出2a8e29ab5d25b5cf1bddd21496dcab0aa8455b24样本第三个节的熵值（Entropy）曲线明显更高，所以DIE提示我们程序可能是被packed过的，虽然未必准确，但是可以帮助我们发现问题。

通过OD调试两个样本就会发现确实如此。该样本在数据段压缩了两段数据 。数据1就是Ransom/Crowti病毒本身（图10中Malware PE部分），数据2是用来加载解密后的病毒代码的Stub Code。该样本使用的“病毒混淆器”逻辑非常简单，整个流程如图10所示：

 

图10、混淆器还原病毒本体过程

图10中带有混淆器的样本运行后，会调用相同的代码解出两组数据，分别是：Stub Code和Malware PE。其中 Stub Code长度为0x47f，这段代码接收两个参数，第一个参数是Malware PE的内存地址，第二个参数0x2e400是Malware PE的大小。Stub Code动态获得API后（图11），会使用UnmapViewOfFile 卸载原始映像， 使用VirtualAlloc 在原始映像基址上重新分配内存，把解压出来的Malware PE覆盖回去。再根据需要，修重定位、导入表、入口点，映像基址和大小，处理SXS和TLS，最后返回到子PE入口，完成勒索病毒主体的加载。

 

图11、Stub Code构造的IAT

在解码过程中，混淆器使用了一个超大的循环，用于对付扫描引擎的模拟器（如图10、图12）。代码片段可见到一个5,000,000（0x004c4b40）次的循环，循环内分别调用HeapAlloc和HeapFree两个系统API，没有任何实际功能，虽然这段代码对真实系统不会造成影响，但是会拖慢仿真系统效率，触发仿真超时或者API上限。

 

图12、通过超大循环对抗反病毒虚拟机

3. 病毒主体分析

在步过混淆代码之后，将内存镜像转储为2a8e29ab5d25b5cf1bddd21496dcab0aa8455b24_dump，这个就是勒索病毒Ransom/Crowti的主体。通过对比之前没有使用混淆器的样本，可以看到Ransom/Crowti病毒主要代码几乎没有改变：

1） 使用动态API加载技术构造自己的IAT，使用时根据索引获得需要的系统调用（图13）；

2） 都使用了类似的字符串混淆方式（图14）；

3） 系统调用的加载顺序，加密算法均使用Windows原生加密API实现；

 

图13、根据索引调用系统API

 

图14、相同的字符串构造方式

除了上述细节，后续的流程也是一样：

1） 注入到explorer.exe进程里的代码通过APC调用执行；

2） 之后将自身文件复制病毒到%APPDATA%目录，并在注册表中创建启动项，实现开机自启动；

3） 删除原始病毒文件；

4） 通过宿主explorer.exe进程启动svchost.exe进程再次注入；

5） 注入explorer.exe的病毒代码会将注册表HKLM\Software\Microsoft\Windows Nt\SystemRestore路径下的“DisableSR”键值设置为1，禁止系统还原；

6） 执行vssadmin.exe Delete Shadows /All /Quiet删除系统还原备份；

7） 勒索代码逻辑在被注入恶意代码的svchost.exe中执行；

对比最早的版本，作者在原有的代码基础之上对加密的细节做出了改进，之后的分析细节只是针对最新版本的Ransom/Crowti（样本2a8e29ab5d25b5cf1bddd21496dcab0aa8455b24）。

通过OD调试，可以在样本2a8e29ab5d25b5cf1bddd21496dcab0aa8455b24注入svchost.exe的代码中解密出以下C&C服务器地址，如图15：

 

图15、解密出来的服务器地址

病毒向服务器发送编码过的病毒版本信息、本地计算机信息（形如：{1|crypt11001|8616673C99383500088EE2B3C4B27DF7|2|1|2|}）等，并请求下载RSA公钥文件。这段数会通过一段自定义加密算法加密，并通过POST方法发送到C&C服务器。图16是截取到的该病毒发送的请求数据：

 

图16、加密数据

 

图17、请求RSA公钥和加密流程

如图17所示，请求RSA公钥文件是整个病毒流程的第一步。因为每个文件在加密之前都会调用Windows API CryptGentKey生成一个全新的AES256密钥（图18），AES256密钥用于加密用户数据文件，下载下来的RSA公钥用来加密AES256密钥，公钥只会请求一次，从始至终不会改变，但每个被加密文件所使用的AES256密钥均不相同。这两组密钥最终都会保存到被加密的文件中，只是RSA公钥以MD5的形式保存于文件头（图19），而AES256密钥被RSA加密存放在后面。

恢复用户文件时，可以通过被加密文件头得到RSA公钥MD5，通过查询匹配得到对应解密私钥，根据RSA私钥解密AES256密钥，再根据AES256密钥还原用户数据文件。但由于RSA私钥保存在服务上，受害者的机器上得不到RSA私钥，没有RSA私钥就无法完成AES256密钥的解密，进而无法得到AES256密钥来还原文件。所以，除非保存RSA公钥、私钥的服务器被攻破，否则被加密的文件只能由攻击者解密。

 

图18、密钥生成及加密流程

 

图19、不同的被加密文件具有相同RSA公钥文件头

虽然Ransom/Crowti在加密用户文件上考虑的非常缜密，但是如果公钥服务器挂掉，或者我们因为某些特殊原因不能连接到国外网站，Ransom/Crowti就下载不到RSA公钥，只会不断尝试联网下载，从而使受害者免于被勒索。

成功加密后的文件扩展名是随机的（如图20所示），加密完成后会弹出提示（如图1），指导用户如何付费解锁被加密的文件。

 

图20、加密后文件名随机

四、安全建议

由于“勒索病毒”均采用高强度非对称加密算法对文件进行加密，且在被加密的文件中并不存储解密密钥，所以如果文件被“勒索病毒”加密，还原的可能性非常低。所以，对于“勒索病毒”应采取预防的策略，我们建议：

1) 安装合格的安全软件，开启自动更新，保证防护处于打开状态；

2) 及时给操作系统和流行软件打补丁；

3) 不要点开来源不明的邮件附件，条件允许的话可以交给安全厂商分析附件内容；