Windows权限控制相关的防御与攻击技术

0x00 前言

近年来终端安全检测与响应的产品发展迅速，我们不得不意识到，安全是在一个循环中发展的，从人们意识到安全开始，大部分了解到层面都是病毒、木马，然后接着是浏览器相关的Web安全领域，最后又开始回到终端。这个议题我们通过了解Windows操作系统下的访问控制技术，站在攻防的不同角度去进行对抗，提升自身的知识储备，个人觉得这些知识适用于许多使用Windows操作系统的用户。

0X01 安全描述符(Security Descriptors，SD)

在Windows中，每一个安全对象实体都拥有一个安全描述符，安全描述符包含了被保护对象相关联的安全信息的数据结构，它的作用主要是为了给操作系统提供判断来访对象的权限。

0:000> dt nt!_security_descriptorntdll!_SECURITY_DESCRIPTOR   +0x000 Revision         : UChar  # 版本   +0x001 Sbz1             : UChar  # 大小   +0x002 Control          : Uint2B # 一组标志，用于限定安全描述符或安全描述符的各个字段的含义   +0x008 Owner            : Ptr64 Void # 指定对象的所有者（SID）   +0x010 Group            : Ptr64 Void # 指定对象的主组（SID）   +0x018 Sacl             : Ptr64 _ACL # 系统访问控制列表   +0x020 Dacl             : Ptr64 _ACL # 自主访问控制列表

Windows具体有哪些安全对象？

• 进程
• 线程
• 文件
• 服务
• 计划任务
• 互斥体
• 管道
• 油槽
• 文件共享
• 访问令牌
• 注册表
• 打印机
• 作业
• …

一般情况下，大部分用户接触更多的可能就是文件了，我们就以文件开始，文件对于我们去学习访问控制是最直观的。

一个文件的权限描述符主要表现为：

上图中的安全选项卡主要是表述了sethc.exe这个文件能够被哪些用户访问，并且这些用户拥有sethc.exe的哪些权限，如：读取、读取和执行、写入、完全控制等。

0x02 安全描述符的组成

DACL通过一系列ACE定义了所有被允许或者禁止的安全对象的访问者，SACL描述了系统应该审核的内容，系统会根据审核项产生对应的系统日志。

★

权限选项卡代表了 DACL，审核选项卡代表了 SACL。

什么是SID（Security Identifier，SID）

每个参与权限决策的角色都拥有一个SID，这个SID为了保证角色的唯一性。

S-[修订级别]-[权值]-[标识符]

SID分为两种：

• 内置SID
• 自动分配SID

内置SID有：

• S-1-5-18 (LocalSystem)
• S-1-5-19 (LocalService)
• S-1-5-20 (NetworkService)
• S-1-5-32-544 (Administrators)
• S-1-5-32-545 (Users)
• S-1-5-32-550 (PrintOperators)
• …

相对标识符(Relative Identifer, RID)

S-[修订级别]-[权值]-[标识符]-[相对标识符]

例如：

• S-1-5-21-xxxx-xxx-500 (Administrator) 本地管理员
• S-1-5-21-xxxx-xxx-501 (Guest) 本地来宾用户
• S-1-5-21-xxxx-xxx-1004 (Workstaion) 本地工作站

其中RID为500的用户代表管理员用户，账户个RID值是固定的，通常渗透中常说的RID劫持、克隆用户就是修改其他用户的RID值来实现让系统认为当前用户是管理员。

0x03 自主访问控制列表（Discretionary access control list，DACL）

解读：每一个Windows进程都拥有一个线程，当程序想要访问某个安全对象时，系统会提取当前线程的访问令牌，然后将访问令牌的权限和被访问的安全对象DACL进行比较。

• Thread A拥有Adrew的访问令牌，当它访问对象Object的时候，系统会从DACL第一个条目开始向下比对，由于第一个ACE是Access denied，并且用户名恰巧是Adrew，因此系统会拒绝访问，返回错误代码5。

• Thread B拥有Jane的访问令牌，当它访问对象Object的时候，系统会从DACL第一个条目开始向下比对，由于第一个ACE不是针对Jane设置的，因此会继续向下比对，当到达第二个ACE时，Jane属于Group A，满足比对条件，因此拥有Write的权限。到达第三个时，如果Jane想要的是读取，那么也会在到达第三个ACE后，获得读取的权限。 这张图很清晰的描述了一个线程访问系统安全对象的过程，也能够帮我们更清楚的理解令牌窃取、假冒的原理。

★

https://docs.microsoft.com/en-us/windows/win32/secauthz/how-dacls-control-access-to-an-object

当一个线程访问安全对象时，操作系统会将访问令牌的属性与被访问对象安全描述符中的DACL进行检查，检查的条目就是访问控制条目（Access control entries，ACE），最先检查的ACE优先级越高。

0x04 系统访问控制列表（System access control list，SACL）

系统访问控制列表主要是配置审核对象的ACE，当这些ACE被允许或拒绝的时候，系统将自动产生“安全”日志。

图中设置了Service.log的SACL，当它的DACL被改变成功后，操作系统会自动帮助我们产生一条安全日志，我们可以提取其中的关键信息，如：

• 时间
• 访问的进程
• 访问的线程ID
• 访问的计算机
• 访问的用户名等
• …

0x05 修改访问控制列表（Access control list，ACL）

在Windows中，修改内核对象的方法只有调用API，因此，可以将安全描述符也理解为一个内核对象的属性。

以下是修改ACL的简要过程：

1. 使用 GetSecurityInfo 或者 GetNamedSecurityInfo 函数从对象的安全描述符中获取DACL。
2. 对于每个新的ACE，请调用BuildExplicitAccessWithName函数以使用描述ACE的信息填充EXPLICIT_ACCESS结构。
3. 调用SetEntriesInAcl，为新ACE指定现有的ACL和EXPLICIT_ACCESS结构的数组。SetEntriesInAcl函数分配和初始化的ACL和的ACE。
4. 调用SetSecurityInfo或SetNamedSecurityInfo函数，将新的ACL附加到对象的安全描述符。

下方的链接提供了一个简单的例子：

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https://docs.microsoft.com/en-us/windows/win32/secauthz/creating-or-modifying-an-acl

NULL DACL和空DACL

如果属于对象的安全描述符的自由访问控制列表（Discretionary access control list，DACL）设置为NULL，则会创建一个NULL DACL。NULL DACL授予对请求它的任何用户的完全访问权限，不对该对象执行正常的安全检查。

NULL的DACL与空的DACL是有区别的，空DACL是正确分配和初始化的DACL，其中不包含访问控制项（Access control entries，ACE），任何对象都不允许访问。

我发现两个有趣的事情：

1. 如果我将lsass.exe进程的DACL设置为NULL，我发现在系统重启后，再也启动不起来了，一直循环蓝屏。
2. 如果我将lsass.exe进程的DACL设置为空，我发现即便是以Guest用户登录，也不能轻易的转储lsass.exe的内存。应该是有某些保护机制。

0x06 土豆（Potato）提权的本质与进程访问控制

土豆系列的提权原理主要是诱导高权限访问低权限的系统对象，导致低权限的对象可以模拟高权限对象的访问令牌（Access Token），进而可以用访问令牌创建进程，达到代码执行。

《Windows特权提升漏洞-符号》 提到过：访问控制模型有两个主要的组成部分，访问令牌（Access Token）和安全描述符（Security Descriptor），它们分别是访问者和被访问者拥有的东西。通过访问令牌和安全描述符的内容，Windows可以确定持有令牌的访问者能否访问持有安全描述符的对象。

• 烂土豆(Rotten Potato)提权MS16-075 https://docs.microsoft.com/zh-cn/security-updates/securitybulletins/2016/ms16-075

• CVE-2020-0668

• CVE-2020-0683 MSI Packages Symbolic Links Processing - Windows 10 Privilege Escalation

• CVE-2020-8950

• CVE-2020-0683

• CVE-2019-1002101

• CVE-2019-0986

• CVE-2018-1088

• ….

这些漏洞要么是利用巧妙的手法获取令牌、要么是用高权限移动文件，因此用户层的提权漏洞大多都需要系统“主动”起来。

0x07 访问令牌模拟（Access Token Impersonation）

Windows 的令牌类型：

1. 主令牌（Primary Token）
2. 模拟令牌（Impersonation Token）

渗透中常说的令牌假冒、令牌窃取都是利用Windows的令牌模拟功能获取其他用户的令牌来创建进程。

这两类访问令牌只有在系统重启后才会清除，而授权令牌在用户注销后该令牌会变为模拟令牌，依旧有效。

因此在域渗透的过程中，我们常常发现域管理员登录了某些不安全的机器，会针对这些机器进行定向的攻击，获取机器权限后，寻找域管理员创建的进程，窃取访问令牌进而获取整个域的权限。

正常情况下什么时候需要用到令牌模拟？

例如，服务器应用程序为客户端提供某些服务，服务器需要以客户端的权限访问其他资源，这个时候就需要利用令牌模拟的功能。

进程令牌模拟的流程：

1. 调用OpenProcess获取进程句柄
2. 调用OpenProcessToken，传入进程句柄获取访问令牌句柄
3. 调用DuplicateTokenEx，设置访问令牌模拟级别并复制一个令牌句柄
4. 调用CreateProcessWithToken，传入模拟令牌，创建一个新的进程达到代码执行的目的

注意，要达到令牌窃取创建进程的效果需要有一些前提：

• 当前用户必须拥有SeImpersonatePrivilege或SeAssignPrimaryTokenPrivilege特权
• 拥有目标进程的PROCESS_QUERY_INFORMATION权限
• 拥有目标进程访问令牌的TOKEN_DUPLICATE |TOKEN_IMPERSONATE权限

Windows将每一个权限都以二进制位标示，但在C语言头文件中是以16禁止标示的。

两个权限的组合就是两个二进制数的与运算结果，由此可以看出Windows进程权限最大可以表示0xFFFF个，也就是2个字节，当然一般情况下用不到那么多。同时，我们也可以推断，任何可以设置权限的安全对象，想要设置全部权限ALL_ACCESS，可以全部用0xFFFFFFFF填充。

0x08 进程注入（Process Inject）

进程注入是为了解决A进程想要在B进程的安全上下文中执行代码的技术手段。要完成一个进程注入需要A进程的访问令牌拥有B进程的权限。

进程注入的流程：

1. 调用OpenProcess获取进程句柄
2. 调用WriteProcessMemory，传入进程句柄，向进程的虚拟内存空间写入Shellcode
3. 调用CreateRemoteThread，传入进程句柄，创建远程线程

场景：某些终端安全软件禁止用户转储lsass.exe进程内存，但我们可以先进程注入到lsass.exe，然后再转储内存。

小技巧：有些软件在失败后返回一些数字，其实是Windows错误代码，我们可以通过net helpmsg命令来查看详情。

net helpmsg <错误代码>

0x09 文件的权限修改

在Windows系统中，除了用户交互的窗口以外，还可以通过icacls命令修改文件的权限。

icacls c:windows* /save AclFile /T  - 将 c:windows 及其子目录下所有文件的ACL 保存到 AclFile。  icacls c:windows /restore AclFile  - 将还原 c:windows 及其子目录下存在的 AclFile 内所有文件的 ACL。  icacls file /grant Administrator:(D,WDAC)  - 将授予用户对文件删除和写入 DAC 的管理员权限。  icacls file /grant *S-1-1-0:(D,WDAC)  - 将授予由 sid S-1-1-0 定义的用户对文件删除和写入 DAC 的权限。

还可以查看文件的权限，例如常见的Shift后门：

现如今普通用户，包括管理员、系统账户都不能随意更改这个文件了，能够看出Windows对这块有做加强。

创建匿名共享

在内网渗透中，经常会需要一个机器的共享作为中转，因此可以使用net share命令快速开启一个任意用户可读可写的共享。

net share everyone=C:Windows /grant:everyone,full

0x10 创造提权漏洞——服务后门

前面提到可以通过API修改内核对象的ACL，那么是否可以通过代码帮助我们完成一些窗口无法做到的操作，例如：任意用户可以读写的内核对象。

我尝试过以下几种方案用作后门：

1. 注册表 成功
2. 任务计划 失败
3. 服务 成功
4. 进程 失败 服务是最容易被利用的，通常情况下，Guest用户是无法启动、创建服务的，通过修改某个服务的ACL，让Guest轻松创建以SYSTEM权限运行的进程。

由于Windows没有提供修改服务的窗口操作接口，所以按常规情况来看，上机查看的管理员不容易发现这类后门。

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https://docs.microsoft.com/en-us/windows/win32/services/modifying-the-dacl-for-a-service

Powershell更改服务权限

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https://docs.microsoft.com/en-us/powershell/module/microsoft.powershell.management/set-service?view=powershell-7.1

使用Powershell修改服务的权限可以使用Set-Service：

$SDDL = "D:(A;;CCLCSWRPWPDTLOCRRC;;;SY)(A;;CCDCLCSWRPWPDTLOCRSDRCWDWO;;;BA)(A;;CCLCSWLOCRRC;;;SU)"Set-Service -Name "BITS" -SecurityDescriptorSddl $SDDL

CMD修改服务权限

想象一个场景，如果随时都拥有一个服务器的权限，但是不能长时间登录某个特权账户，那么可以留置一个任意用户可以修改的系统服务，方便随时提权。

sc setsd <Service Name> <SDDL String>sc sdset defragsvc "D:(A;;CCLCSWRPWPDTLOCRRC;;;SY)(A;;CCDCLCSWRPWPDTLOCRSDRCWDWO;;;BA)"

0x11 Windows域下的DCSync攻击及后门实现

DCSync是域控之间同步域数据的一个传递方式，一旦攻击者获取了具有域复制权限的特权帐户，攻击者就可以利用复制协议来模仿域控制器，诱使域控制器将域用户相关的数据发送出来。

其中最核心的一步就是调用 GetNCChanges 复制用户凭据。

这篇文章中展示了更加详细的原理：《Mimikatz DCSync Usage, Exploitation, and Detection》

哪些用户拥有域复制权限？

• Administrators
• Domain Admins
• Enterprise Admins
• …

使用DcSync技术攻击的前提是获取域管理员权限。

什么是域复制权限 — 域扩展权限

Windows活动目录除了支持常规权限以外，还拥有自身对扩展权限，这些扩展权限与常规权限等效，主要是为了限定某些特殊的行为而制定的。

常规权限：

• 读取
• 写入
• 执行

扩展权限（Extended Rights）：

• Allowed-To-Authenticate
• Apply-Group-Policy
• Certificate-Enrollment
• Change-Domain-Master
• Change-Infrastructure-Master
• DS-Replication-Get-Changes
• DS-Replication-Get-Changes-All
• …

DS-Replication-Get-Changes

从指定NC复制更改所需的扩展权限。

为了方便未来扩展新的特性，每一个扩展权限都具有一个GUID值，如果要对域对象赋予这个权限，可以传入这个GUID值。GUID等效于权限常量。

DS-Replication-Get-Changes扩展权限支持的系统版本：

• Windows 2000 Server
• Windows Server 2003
• ADAM
• Windows Server 2003 R2
• Windows Server 2008
• Windows Server 2008 R2
• Windows Server 2012

DcSync后门实现

通过调用活动目录自身独有的COM组件接口，可以获取域对象的安全描述符，修改方式与本地修改ACL没有太多差别。

Powerview实现了Powershell版本的DCSync后门植入：

Add-DomainObjectAcl -TargetIdentity "DC=Domain,DC=com" -PrincipalIdentity <UserName> -Rights DCSync -Verbose