从补丁分析到在野利用:揭秘CVE-2020-1464 Windows文件签名验证绕过漏洞疑云

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所属分类:安全文章

背景

2020812日,微软发布了8月份的漏洞风险通告。通告中一个显示已被公开披露和在野利用的漏洞进入了我们的视野。该漏洞编号为CVE-2020-1464,其被描述为Windows验证文件数字签名时存在一个欺骗漏洞,攻击者若成功利用此漏洞可以绕过Windows数字签名安全验证并加载执行未正确签名的恶意文件。而在真实攻击情形中,攻击者利用该漏洞可能会绕过防止加载未正确签名文件的安全软件(如杀毒软件等)。

 

红雨滴团队研究人员在经过补丁对比分析后发现,该漏洞疑似为VirusTotal20191月公开的针对.MSIWindows Installer文件)文件数字签名验证绕过的攻击利用技术[2]。而在文章发布近一年半后,微软终于修复了该问题。我们在VirusTotal上也发现了数十个利用该漏洞的在野样本,随后奇安信威胁情报中心也第一时间在安全社区[1]公开了该漏洞的相关信息。

从补丁分析到在野利用:揭秘CVE-2020-1464 Windows文件签名验证绕过漏洞疑云

https://twitter.com/RedDrip7/status/1294225309336707072


漏洞原理

红雨滴团队研究人员通过补丁对比分析后发现,该漏洞原理为Windows在验证.MSI文件的数字签名时未对MSI文件的附加数据(复合二进制文件以外的数据)进行校验,这样在拥有合法数字签名的MSI文件尾部增加其它数据后,该文件也能通过Windows的签名验证:显示数字签名正常。

 

而如果在拥有合法数字签名的MSI文件尾部附加比如一个恶意的.jarJAVA可执行文件)文件后,再将该文件重命名为.jar后缀。由于JAVA运行时环境对.jar文件的宽松解析特性,此时双击执行该文件将会执行文件末尾附加的恶意.jar文件,从而可能绕过安全软件的检测进而分发恶意软件。当然如果有其它类型文件也拥有这种宽松解析特性,那也可以用于利用该漏洞进行类似攻击


补丁分析及修复原理

我们通过分析8月份Windows 7Windows 10的补丁文件后发现,被修复的msisip.dll文件可能是CVE-2020-1464漏洞所在的文件。

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使用BinDiff对比补丁前后的msisip.dll,发现补丁后的msisip.dll!MsiSIPVerifyIndirectData函数内新增了两个判断逻辑(NeedFileSizeVerificationVerifyFileSize)。

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NeedFileSizeVerification函数为一个检测开关,决定是否调用VerifyFileSizeMSI文件进行检查。如果在指定的注册表键下存在指定的值,则关闭此开关,默认为开启状态。

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VerifyFileSize函数会对MSI文件进行具体的检查。该函数会初始化CFBFileFormatCheck类,并调用其中的VerifyFileSize成员函数。

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CFBFileFormatCheck::VerifyFileSize函数首先调用该类的另一成员函数GetDiscFileSize检测该文件大小是否非零,然后调用GetCFBFileSize成员函数做进一步的检查。

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CFBFileFormatCheck::GetCFBFileSize函数中会解析MSI的头部,并判断MSI中核心的头部字段是否有效。

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通过奇安信威胁情报中心研究人员的分析,补丁增加的函数主要检测了以下的字段:

 

  • NumFatSects不能为0

  • NumFatSects不能为-5-4-3-2-1

  • FirstDIFATSectorLocation不能为0

  • NumberOfDIFATSectors不能为-5-4-3-2-1

  • MajorVer必须为4

  • SectorShift必须为12

  • MiniSecShift必须为6

  • DIFAT中的有效扇区数量必须小于或等于NumFatSects

  • MSI文件的大小必须是(2^SectorShift)的整数倍

  • MSI文件的大小必须大于2*(2^SectorShift)

  • DIFAT有效扇区中对应的最大SID值必须等于(MSI_FileSize/(2^SectorShift)-2)

 

归根结底,补丁的作用是为了防止在MSI文件末尾附加数据,如果附加了其它的数据,则当前的MSI签名验证将无法正确验证通过


在野利用分析

我们通过奇安信大数据分析平台查找到一例疑似最早在VirusTotal上出现的利用该漏洞的在野样本:

https://www.virustotal.com/gui/file/0f4238c3b41b99fd94f264b0df5b0400906a7e20af82107476dca4723aeb66bf/detection

 

该样本初始上传时也仅有6家杀软能够查杀:

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上述样本在未打2020.08月补丁前,是具有欺骗效果的。右键查看选项卡中的数字签名,可看到其拥有微软官方的数字签名,且数字签名正常。

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不仅如此,使用低版本的SigCheck也会有签名欺骗的效果。2019年的一篇通告中指出微软和VirusTotal达成合作,对SigCheck2.70及以后的版本加入了对MSI篡改的检测,所以使用SigCheck2.70之前的版本将不会对这类漏洞利用样本有任何提示。

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使用SigCheck2.70之后的版本对利用该漏洞的MSI文件进行签名检测,会提示文件大小无效。

 

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在打上2020.08月的补丁后,右键查看选项卡中的数字签名将提示无效。

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POC构造

利用该漏洞的样本极容易构造,只需要找到一个有正确数字签名的.MSI文件(比如拥有微软数字签名的文件),然后将恶意的JAR文件附加到MSI文件末尾,并将文件后缀修改为.jar。此时的JAR文件将拥有微软的正常签名,但是一旦双击该文件,恶意的JAR将会执行。

 

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公开披露

其实,早在201901月,VirusTotal便在其的一篇技术分析报告中(https://blog.virustotal.com/2019/01/distribution-of-malicious-jar-appended.html)详细描述了MSI签名欺骗漏洞。报告中明确指出微软当时并没有修复该漏洞的打算。但是现在微软突然修复了此漏洞,即使此漏洞不是所谓的CVE-2020-1464,也足以让人匪夷所思了。

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也许这也是微软在CVE-2020-1464的安全通告中描述该漏洞为已公开披露的原因吧。

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IOCs

VirusTotal上利用该漏洞分发恶意程序的文件MD5

0cbd9fedd37dc083765344678eb1afa2

1e6b3a2d8a5ceeaa007a45b3909bcc79

7518b1c88fd6a4477d2e65925eab9a24

43b074d8b331a66e1696eecf6c79e6f9

db0d40c9576f491f26e485233e4d1b80

bc4156817ce79bb4310c1469a6cca247

355bc242cce2044bdf9ba7478a58ea08

efa71fc71b9335e6b634b86b0dd7a41c

03dcba3432021b00ee282efcb52af2d1

3e16acf1d60041f18a2506a82a4d0476

b01fb4466de75ff9c1d3013282d32f41

9012770b1838b6ed23ac7a44dcfef171

96929921fafb080c2a914420c6854932

b7b7b6ffd677bd506ca070b330be69cc

65a137d42ab4a2e88af0c517dea6550f

f9fd811b038a75c8023e9dce36e9ecc8

5f58de5832ae9f469eb52c89b86cf455

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4feb40630168235000b8549ea5dec8b8

a4a64df68cf763c840552dd9d1c9b302

10db29d53d0862fdc14fb75f5977efe6

1c809ccea3274496793140eb11de0bcb

42444b12fd202fc0d234a35d00c9f567

c6353085aed4f2c07d5b1e9226f390d7

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1d941c4dee6f9770acc3cc59e5983f86

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94220f1326e2fce70abebafcd44dde66


参考链接

[1]. https://twitter.com/RedDrip7/status/1294225309336707072

[2]. https://blog.virustotal.com/2019/01/distribution-of-malicious-jar-appended.html


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