基于进程虚拟机的混淆分析对抗技术

组织名称

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Wslink—|— 组织编号

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未知 关联组织

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未知 战术标签

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防御规避 技术标签

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虚拟机执行 情报来源

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https://www.welivesecurity.com/2022/03/28/under-hood-wslink-multilayered-
virtual-machine/##01攻击技术分析

亮点：基于虚拟机的混淆分析对抗

混淆技术是一种常见的软件保护技术，目的是使得软件难以被逆向分析。本次事件中，攻击者正是滥用这一点，实现基于虚拟机的分析对抗。

虚拟机可以分为两个主要类别：

1.系统虚拟机：支持运行整个操作系统，例如VMWare、Virtual Box等产品；

2.进程虚拟机：为程序提供独立于平台的环境，允许程序在任何平台上以相同的方式执行，例如Java等。

进程虚拟机依靠一种与操作系统无关的字节码(IR)作为中间层，是程序与操作系统间类似汇编语言的存在，它可以使得程序能够在不同指令集架构(ISA)的CPU上执行。利用这样的机制，可以通过构造高级语言与低级语言间的中间层以及对应的转换方法，实现在操作系统上运行不同架构的其他操作系统。在本次事件中，利用的就是进程虚拟机中的相关技术和概念，但其目的却并不是跨平台运行，而是实现基于此的分析对抗。

为了降低利用难度，攻击者先基于已知ISA编译机器码，然后反汇编文件，将汇编利用攻击者的私有ISA进行转换。如此得到的代码由同一应用中的虚拟机逻辑解释执行。本次事件中将一个利用已知ISA解释的函数用私有ISA进行转换的实现流程如下：

对于Function1的调用，首先生成Function1的字节码，记录字节码首地址。然后将Function1的函数体改写为对vm_entry的调用，并将剩余空间填充为\x00。在vm_entry中，根据原始调用的函数地址跳转到对应字节码处执行：

vm_entry功能如下：

1.基于函数偏移和基址计算函数实际地址；

2.首次运行时解压代码和数据到计算得到的实际地址；

3.调用vm_pre_init，将虚拟指令表的硬编码偏移（要执行的第一条虚拟指令的地址）和要解释的字节码的硬编码地址传递给vm_init，由vm_init将寄存器和CPU标志参数入栈，然后转移到虚拟上下文中执行；

4.vm_init会再次计算基址并保存到内部寄存器，然后利用该基址重定向指令表的入口地址和字节码的地址，调用流程如下：

最终调用到函数对应的字节码，完成虚拟化函数调用，返回到Function1的返回地址中。这是单层虚拟机的函数调用流程，在本次事件中，攻击者布置了两层虚拟机结构，图示如下：

其中第二层虚拟机中的运行指令位于第一个虚拟机中。两层虚拟机结构进一步使得调用过程更难以被追踪，最终的执行指令也更难以被发现，极大地增加了调试分析的难度。

##02总结

在本次事件中， 攻击者通过基于虚拟机的混淆技术，通过私有ISA使得指令执行流程难以分析
。基于虚拟机技术，攻击者能够方便地引入常见的垃圾代码、虚拟操作数编码、虚拟操作数重复、不透明谓词、嵌套虚拟机等分析对抗技术。这或许将成为安全分析的一大阻碍。

够方便地引入常见的垃圾代码、虚拟操作数编码、虚拟操作数重复、不透明谓词、嵌套虚拟机等分析对抗技术。这或许将成为安全分析的一大阻碍。

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