在入侵检测的过程中,进程创建监控是必不可少的一点,因为攻击者的绝大多数攻击行为都是以进程的方式呈现,所以及时获取到新进程创建的信息能帮助我们快速地定位攻击行为。
本文将介绍一些常见的监控进程创建的方式,包括其原理、Demo、使用条件和优缺点。行文仓促,如果有哪些错误和不足,还望大家批评指正。
目前来看,常见的获取进程创建的信息的方式有以下四种:
下面我们就从原理、Demo、使用条件和优缺点来了解一下这四种方式。
首先跟大家介绍两点基础知识:
1.Linux 中大部分的可执行程序是动态链接的,常用的有关进程执行的函数例如 execve
均实现在 libc.so 这个动态链接库中。
2.Linux 提供了一个 so preload 的机制,它允许定义优先加载的动态链接库,方便使用者有选择地载入不同动态链接库中的相同函数。
结合上述两点不难得出,我们可以通过 so preload 来覆盖 libc.so 中的 execve
等函数来监控进程的创建。
下面我们就来实现一个简单的 demo 。
1.创建文件 hook.c ,内容如下:
#define _GNU_SOURCE
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <dlfcn.h>
typedef ssize_t (*execve_func_t)(const char* filename, char* const argv[], char* const envp[]);
static execve_func_t old_execve = NULL;
int execve(const char* filename, char* const argv[], char* const envp[]) {
printf("Running hook\n");
printf("Program executed: %s\n", filename);
old_execve = dlsym(RTLD_NEXT, "execve");
return old_execve(filename, argv, envp);
}
该文件的主要部分就是重新定义了 execve
函数,在原始的 execve
执行之前打印可执行文件的名字。
2.生成动态链接库:gcc hook.c-fPIC-shared-o hook.so
3.将上面生成的动态链接库注册成 preload :echo'/path/to/hook.so'>/etc/ld.so.preload
4.退出当前 shell 并重新登录(下面会讲原因),执行命令即可看到我们编写的代码已被执行:
该方法没有什么条件限制,只需有 root 权限即可(做入侵监控程序 root 权限是必需的,后面的几种方法默认也都是在 root 权限下)。
优点
缺点
对于使用方法的第四步,可能大家会有疑问:为什么一定要重新获取 shell 才可以看到效果呢?这是因为其实在当前 shell 下执行命令(也就是执行 execve
)的实际上是当前的 shell 可执行程序,例如 bash ,而 bash 所需的动态链接库在其开始运行时就已确定,所以我们后续添加的 preload 并不会影响到当前 bash ,只有在添加 preload 之后创建的进程才会受 preload 的影响。这也就得出了该方法的第一个缺点:
除此之外还有以下几点缺点:
int80h
绕过 libc 直接调用系统调用,这种情况下这种监控方式也会失效。在介绍 Netlink Connector 之前,首先了解一下 Netlink 是什么,Netlink 是一个套接字家族(socket family),它被用于内核与用户态进程以及用户态进程之间的 IPC 通信,我们常用的 ss
命令就是通过 Netlink 与内核通信获取的信息。
Netlink Connector 是一种 Netlink ,它的 Netlink 协议号是 NETLINK_CONNECTOR
,其代码位于 https://github.com/torvalds/linux/tree/master/drivers/connector 中,其中 connectors.c 和 cnqueue.c 是 Netlink Connector 的实现代码,而 cnproc.c 是一个应用实例,名为进程事件连接器,我们可以通过该连接器来实现对进程创建的监控。
系统架构:
(图片来源:https://www.slideshare.net/kerneltlv/kernel-proc-connector-and-containers)
具体流程:
(图片来源:https://4hou.win/wordpress/?p=29586)
图中的 ncp 为 Netlink Connector Process,即用户态我们需要开发的程序。
在 Github 上已有人基于进程事件连接器开发了一个简单的进程监控程序:https://github.com/ggrandes-clones/pmon/blob/master/src/pmon.c ,其核心函数为以下三个:
nl_connect
:与内核建立连接set_proc_ev_listen
:订阅进程事件handle_proc_ev
:处理进程事件其执行流程正如上图所示。
我们通过 gcc pmon.c-o pmon
生成可执行程序,然后执行该程序即可看到效果:
获取到的 pid 之后,再去 /proc/<pid>/
目录下获取进程的详细信息即可。
内核支持 Netlink Connector
cat/boot/config-$(uname-r)|egrep'CONFIG_CONNECTOR|CONFIG_PROC_EVENTS'
优点
缺点
/proc/<pid>/
,这就存在时间差,可能有数据丢失。Linux Audit 是 Linux 内核中用来进行审计的组件,可监控系统调用和文件访问,具体架构如下(图片来源:https://slack.engineering/syscall-auditing-at-scale-e6a3ca8ac1b8):
1.用户通过用户态的管理进程配置规则(例如图中的 go-audit ,也可替换为常用的 auditd ),并通过 Netlink 套接字通知给内核。
2.内核中的 kauditd 通过 Netlink 获取到规则并加载。
3.应用程序在调用系统调用和系统调用返回时都会经过 kauditd ,kauditd 会将这些事件记录下来并通过 Netlink 回传给用户态进程。
4.用户态进程解析事件日志并输出。
从上面的架构图可知,整个框架分为用户态和内核态两部分,内核空间的 kauditd 是不可变的,用户态的程序是可以定制的,目前最常用的用户态程序就是 auditd ,除此之外知名的 osquery 在底层也是通过与 Audit 交互来获取进程事件的(https://medium.com/palantir/auditing-with-osquery-part-one-introduction-to-the-linux-audit-framework-217967cec406)。下面我们就简单介绍一下如何通过 auditd 来监控进程创建。
首先安装并启动 auditd :
apt update && apt install auditd
systemctl start auditd && systemctl status auditd
auditd 软件包中含有一个命名行控制程序 auditctl
,我们可以通过它在命令行中与 auditd 进行交互,用如下命令创建一个对 execve
这个系统调用的监控:
auditctl -a exit,always -F arch=b64 -S execve
再通过 auditd 软件包中的 ausearch
来检索 auditd 产生的日志:
ausearch -sc execve | grep /usr/bin/id
整个过程的执行结果如下:
至于其他的使用方法可以通过 man auditd
和 man auditctl
来查看。
内核开启 Audit
cat/boot/config-$(uname-r)|grep^CONFIG_AUDIT
优点
缺点
上面的 Netlink Connector 和 Audit 都是 Linux 本身提供的监控系统调用的方法,如果我们想拥有更大程度的可定制化,我们就需要通过安装内核模块的方式来对系统调用进行 hook 。
目前常用的 hook 方法是通过修改 sys_call_table
( Linux 系统调用表)来实现,具体原理就是系统在执行系统调用时是通过系统调用号在 sys_call_table
中找到相应的函数进行调用,所以只要将 sys_call_table
中 execve
对应的地址改为我们安装的内核模块中的函数地址即可。
具体的实现细节可参考 YSRC 的这篇关于驭龙 HIDS 如何实现进程监控的文章:https://mp.weixin.qq.com/s/ntE5FNM8UaXQFC5l4iKUUw ,这里贴出文章里的一张图方便大家对整个流程有个直观地了解:
关于 Syscall hook 的 Demo ,我在 Github 上找了很多 Demo 代码,其中就包括驭龙 HIDS 的 hook 模块,但是这些都无法在我的机器上( Ubuntu 16.04 Kernel 4.4.0-151-generic )正常运行,这也就暴露了 Syscall hook 的兼容性问题。
最后我决定使用 Sysdig 来进行演示,Sysdig 是一个开源的系统监控工具,其核心原理是通过内核模块监控系统调用,并将系统调用抽象成事件,用户根据这些事件定制检测规则。作为一个相对成熟的产品,Sysdig 的兼容性做得比较好,所以这里用它来演示,同时也可以方便大家自己进行测试。
具体步骤如下:
1.通过官方的安装脚本进行安装:
curl-s https://s3.amazonaws.com/download.draios.com/stable/install-sysdig | sudo bash
2.检测内核模块是否已经安全:lsmod|grep sysdig
3.启动对 execve
的监控:sysdig evt.type=execve
最终的执行效果如下:
有关于 Sysdig 的更多信息可以访问其 wiki 进行获取,另外,Sysdig 团队推出了一个专门用于安全监控的工具 Falco ,Falco 在 Sysdig 的基础上抽象出了可读性更高的检测规则,并支持在容器内部署,同样,大家如果感兴趣可以访问其 wiki 获取更多信息。
优点
缺点
本文共讲了4种常见的监控进程创建的方法,这些方法本质上是对库函数或系统调用的监控,各有优劣,这里我再各用一句话总结一下:
/proc/<pid>/
来补全。对我个人来讲,单纯地看监控进程创建这方面,我还是更推荐使用 Netlink Connector 的方式,这种方式在保证从内核获取数据的前提下又足够轻量,方便进行定制化开发。如果是想要进行全方面的监控包括进程、网络和文件,Audit 是一个不错的选择。
另外本文是以 Demo 的形式对功能进行介绍,主要是想起到一个抛砖引玉的作用,至于各方法的稳定性并没有进行充分地测试,如果各位有这方面的测试数据欢迎在这里和大家分享讨论。
https://4hou.win/wordpress/?p=29586
https://tech.meituan.com/2019/01/17/distributed-hids-cluster-architecture-design.html
https://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-lo-use-space-audit-tool/index.html
https://linux-audit.com/configuring-and-auditing-linux-systems-with-audit-daemon/
https://my.oschina.net/macwe/blog/603583
https://mp.weixin.qq.com/s/ntE5FNM8UaXQFC5l4iKUUw
https://github.com/draios/sysdig