来自内核的欺骗――Rootkit木马

要了解Rootkit木马的原理，就必须从系统原理说起，我们知道，操作系统是由内核（Kernel）和外壳（Shell）两部分组成的，内核负责一切实际的工作，包括CPU任务调度、内存分配管理、设备管理、文件操作等，外壳是基于内核提供的交互功能而存在的界面，它负责指令传递和解释。由于内核和外壳负责的任务不同，它们的处理环境也不同，因此处理器提供了多个不同的处理环境，把它们称为运行级别（Ring），Ring让程序指令能访问的计算机资源依次逐级递减，目的在于保护计算机遭受意外损害――内核运行于Ring 0级别，拥有最完全最底层的管理功能，而到了外壳部分，它只能拥有Ring 3级别，这个级别能操作的功能极少，几乎所有指令都需要传递给内核来决定能否执行，一旦发现有可能对系统造成破坏的指令传递（例如超越指定范围的内存读写），内核便返回一个“非法越权”标志，发送这个指令的程序就有可能被终止运行，这就是大部分常见的“非法操作”的由来，这样做的目的是为了保护计算机免遭破坏，如果外壳和内核的运行级别一样，用户一个不经意的点击都有可能破坏整个系统。
由于Ring的存在，除了由系统内核加载的程序以外，由外壳调用执行的一般程序都只能运行在Ring 3级别，也就是说，它们的操作指令全部依赖于内核授权的功能，一般的进程查看工具和杀毒软件也不例外，由于这层机制的存在，我们能看到的进程其实是内核“看到”并通过相关接口指令（还记得API吗？）反馈到应用程序的，这样就不可避免的存在一条数据通道，虽然在一般情况下它是难以被篡改的，但是不能避免意外的发生，Rootkit正是“制造”这种意外的程序。简单的说，Rootkit实质是一种“越权执行”的应用程序，它设法让自己达到和内核一样的运行级别，甚至进入内核空间，这样它就拥有了和内核一样的访问权限，因而可以对内核指令进行修改，最常见的是修改内核枚举进程的API，让它们返回的数据始终“遗漏”Rootkit自身进程的信息，一般的进程工具自然就“看”不到Rootkit了。更高级的Rootkit还篡改更多API，这样，用户就看不到进程（进程API被拦截），看不到文件（文件读写API被拦截），看不到被打开的端口（网络组件Sock API被拦截），更拦截不到相关的网络数据包（网络组件NDIS API被拦截）了，幸好网络设备的数据指示不受内核控制，否则恐怕Rootkit要让它也不会亮了才好！我们使用的系统是在内核功能支持下运作的，如果内核变得不可信任了，依赖它运行的程序还能信任吗？（图6.普通应用级别的木马后门和Rootkit木马的对比）