Windows_API_Hooking.pdf

목차

1    Intro. 4

2    Prior Knowledge. 5

2.1    What is an API?. 5

2.2    What is an API Hooking?. 6

3    User Mode Hooking. 7

3.1    IAT Hooking. 7

3.2    Message Hooking. 13

4    Kernel Mode Hooking. 15

4.1    System Call 15

4.2    INT 0x2E Hooking. 16

4.3    SYSENTER Hooking. 19

4.4    SSDT Hooking. 22

5    Conclusion. 26

6    Reference. 27

그림

그림 1. User Mode & Kernel Mode. 5

그림 2. 정상호출과 후킹된 호출... 6

그림 3. PE View로 본 IAT. 7

그림 4. Sleep API 7

그림 5. 메모리에서 Sleep API 8

그림 6. Sleep API in IAT. 8

그림 7. 코드 패치... 9

그림 8. 호출할 함수 주소 변경... 9

그림 9. 함수 호출 - Debugger 10

그림 10. Sleep이 호출하는 주소 변경... 10

그림 11. Code Cave를 사용한 후킹... 11

그림 12. (C) 단계 원래 명령어와 조작된 명령어... 11

그림 13. 조작 코드... 12

그림 14. Ntdll.dll의 API 12

그림 15. 메시지 전달 방식... 13

그림 16. SetWindowsHookEx API 14

그림 17. DLL Injection. 14

그림 18. System Call 과정... 15

그림 19. INT 0x2E와 SYSENTER. 16

그림 20. IDT 구조... 17

그림 21. INT 0x2E의 ISR(KiSystemService) 17

그림 22. IDT 주소와 각 엔트리 구조... 18

그림 23. IDT 0x2E 번째 Entry. 18

그림 24. IDT Entry 0x2E 후킹... 19

그림 25. Read MSR 0x176. 20

그림 26. Write MSR 0x176. 20

그림 27. 정상적인 SYSENTER 진입... 21

그림 28. 후킹 된 SYSENTER 진입... 21

그림 29. 전체적인 시스템 호출 과정... 22

그림 30. SSDT Hooking 과정... 23

그림 31. KeServiceDescriptorTable 구조... 24

그림 32. SSDT를 통한 Native API 접근... 24

그림 33. SSDT Hooking. 25

KiSystemService가 호출될 때 EAX에는 사용자 영역에서 요청한 서비스 번호가 저장되어 있으며, EDX에는 이러한 서비스에 사용될 인자가 저장되어있다. 이러한 시스템 호출 번호(EAX)에 맞게 KeServiceDescriptorTalbe에서 Native API의 주소를 가지고 온다. 그 후 시스템 호출을 종료하고 다시 사용자 모드로 복귀하게 되는데, 이러한 과정은 아래의 그림과 같다.

그림 29. 전체적인 시스템 호출 과정

결국 SSDT(KiServiceTable)에서 서비스 호출 번호에 맞는 주소를 얻은 다음 이를 호출하는 형태로 진행되는 것이다. 그렇다면 SSDT Hooking은 어느 부분을 후킹해야 하는 것일까? 위 그림의 과정에서 설명하자면 바로 GetFuncAddress 과정에서 후킹한다고 할 수 있다. SYSENTER를 통해 KiFastCallEntry로 진입한 후 서비스 번호에 맞는 서비스 루틴을 SSDT에서 얻어온다. 따라서 SSDT에 존재하고 있는 각 서비스 루틴의 주소를 조작하므로 후킹을 진행할 수 있다. 이를 표현한 그림은 아래와 같다.

그림 30. SSDT Hooking 과정

해당 시스템 호출의 서비스 루틴을 가지고 오는 과정에서 SSDT를 참조하는데, SSDT의 해당 번호가 나타내는 주소를 후킹하므로 우리가 원하는 흐름으로 조작할 수 있다. 위 그림을 예로 시스템 호출이 요청되었을 때 서비스 번호가 저장되어 있는 EAX의 값이 0xAD라면 SSDT에서 0xAD가 가리키는 서비스 루틴의 주소 0xCCCCCCCC가 반환되어 이를 호출한다. 하지만 만약 공격자가 SSDT를 후킹하여 0xDDDDDDDD로 서비스 루틴의 주소를 변경하였다면, 시스템 호출 0xAD가 발생할 때마다 0xDDDDDDDD를 지나가게 된다.

KeServiceDescriptorTable은 네 가지 항목을 가지고 있는 구조체로 아래 그림과 같이 나타나는 것을 확인할 수 있으며 중요한 첫 번째 항목과 네 번째 항목에 대하여 알아보자. 첫 번째 항목은 KiServiceTable(SSDT)의 주소를 담고 있는 항목으로 이 값을 통해 SSDT에 접근하여 Native API의 주소를 얻을 수가 있으며. 네 번째 항목은 ParamTableBase는 KiArgumentTable의 주소 값을 담고 있는데, 이들 각각은 SSDT의 Native API와 일 대 일로 대응한다.

그림 31. KeServiceDescriptorTable 구조

SSDT의 주소는 첫 번째 항목의 값인 0x80503b8c로 해당 주소를 확인해보면 여러 주소들이 존재하고 있는 것을 아래와 같이 확인할 수 있다. 각 값들은 Native API의 실제 주소이며 해당 주소를 확인해보면 Native API의 이름을 같이 볼 수 있다.

그림 32. SSDT를 통한 Native API 접근

시스템 호출을 통해 커널 모드로 진입할 때 EAX에는 요청한 서비스 번호를 저장하고 있고 EDX에는 인자로 사용될 포인터를 포함하고 있다고 하였다. 그러므로 어떠한 Native API를 요청하는지 알기 위해선 SSDT의 주소에 [EAX*4]를 더해주면 그 주소를 알 수 있다. 실제 SSDT Hooking도 이와 같은 방식으로 진행한다. 그렇다면 이제 실제 SSDT의 주소를 변경해보자.

SSDT를 통해 접근할 수 있는 Native API 함수 5개의 주소를 변경해보자. WinDBG를 사용하기 때문에 특정 주소 값을 수정하기 위한 "ed" 명령어를 사용하였으며, 기존의 주소를 아무 의미 없는 값들로 변경하였다. 그 후 SSDT를 확인해보면 위 그림 32에서 확인할 수 있던 주소들이 내가 수정한 값으로 변경되어 있는 것을 확인할 수 있다.

그림 33. SSDT Hooking

이렇게 후킹을 하면 해당 Native API가 요청될 때마다 후킹된 주소로 넘어가게 된다. 위 실습은 아주 극단적인 예를 보여주기 위한 과정으로 바로 블루 스크린이 나타난다. 실제 후킹 공격을 진행하기 위해선 메모리 쓰기 보호(Write Protect)를 해제하는 작업을 추가해야 하며, 매크로와 같은 방식을 통해 공격을 진행한다.

Conclusion

사용자 영역 후킹과 커널 영역 후킹에 대해 디버거를 통해 접근해보며 어떻게 후킹이 이루어지는지 알아보았다. 실제 공격을 하는데 있어 디버거를 사용하는 것보다는 프로그래밍을 통해 쉽게 공격이 이루어질 수 있도록 한다. 그렇기에 다른 사람들의 글 대부분이 이러한 프로그래밍에 초점을 맞추고 어떻게 코드를 설계하는지, 코드가 의미하는 것이 어떤 내용인지 잘 설명하고 있으므로 이후에 코드와 관련된 내용을 학습하면 더 좋을 것이다.

필자도 코드를 통해 어떻게 동작하겠구나 생각해볼 수 있었지만 직접 디버거를 통해 접근해볼 때마다 "여기를 수정하면 어떻게 될까?"라는 등 좀 더 깊이 있는 생각을 해볼 수가 있었다. 이후에는 여기서 다루지 못한 후킹들에 대하여 추가로 학습해볼 것이며 윈도우 운영체제와 관련된 내용을 더 공부해보아야겠다는 생각을 할 수가 있었다.

Reference

[+] 리버싱 핵심 원리(악성 코드 분석가의 리버싱 이야기) |이승원|인사이트|2012.09.30

[+] http://blog.naver.com/ikariksj/140056467421    

[+] http://www.codeproject.com/Articles/2082/API-hooking-revealed

[+] http://www.reversecore.com/23

[+] http://yokang90.tistory.com/58

[+] http://xcoolcat7.tistory.com/542

[+] http://egloos.zum.com/maxtrain/v/2775961

[+] http://kernel32.tistory.com/15

[+] https://msdn.microsoft.com/en-us/library/windows/desktop/ms644990(v=vs.85).aspx

[+] https://blogs.msdn.microsoft.com/kocoreinternals/2009/03/16/idt-isr/

[+] https://en.wikipedia.org/wiki/Model-specific_register

[+] http://amur.tistory.com/entry/커널모드에서-유저모드-분석하기

3장에서는 사용자 모드 후킹에 대하여 알아보았다면 이번 장에서는 커널 모드 후킹에 대하여 알아볼 것이다. 커널 모드에서 이루어지는 후킹의 경우 단순히 JMP 명령어를 설치하는 것이 아니라, 특정한 구조체에 포함된 값을 수정하는 등 작업을 수행해야 하기 때문에 아무래도 사용자 모드의 후킹보다 복잡하다. 이제 이러한 커널 모드 후킹에 대하여 알아보자.

System Call

운영체제는 사용자 모드(Ring 3)와 커널 모드(Ring 0)라는 두 가지 형태의 권한이 존재하고 있다. 이렇게 분리되는 이유는 다양하지만, 아무래도 보안과 관련된 점 또한 매우 중요하다. 만약 분리되어 있지 않을 경우 어떠한 프로세스든지 운영체제의 핵심 기능을 조작할 수 있게 되므로 이를 방지하기 위해선 분리되는 것이 좋다. 그렇기에 커널 모드에서는 사용자 모드를 조작할 수 있지만, 반대로 사용자 모드에서 커널 모드는 조작할 수가 없다.

하지만 커널 영역에 접근할 수 없다는 것은 해당 프로세스가 디스크의 내용을 읽을 수가 없게 되고 그 외에도 하드웨어나 프로세스에 직접 접근할 수 없게 된다. 그렇다면 어떻게 우리가 제작한 사용자 모드의 프로그램이 프로세스나 디스크와 관련된 작업을 수행할 수 있을까? 이는 바로 시스템 호출(System Call)을 사용하여 사용자 모드의 프로세스가 커널 영역에 접근을 요청할 수 있기 때문이다.

그림 18. System Call 과정

위 그림과 같이 응용프로그램이 Kernel32.dll의 API를 호출하면 해당 API는 Ntdll.dll의 함수를 호출한다. 그리고 호출된 Ntdll.dll은 자신이 커널에 요청해야 할 서비스 번호를 가지고 시스템 호출을 진행하며 이 과정이 바로 응용프로그램이 커널에게 시스템 자원 접근을 요청하는 과정이다. 이때 지정한 서비스를 요청하기 위해 EAX에 원하는 서비스 번호를 저장하고 EDX에는 이 서비스에 사용될 인자를 가리키는 포인터를 넘겨준다. 이러한 과정을 통해 커널에서는 어떠한 서비스가 필요한지, 어떠한 인자를 넘겨주었는지 알 수가 있다.

System Call은 "INT 0x2E"와 "SYSENTER" 두 가지 명령어로 나누어진다. 이렇게 나누어지는 기준은 바로 Windows XP 이전과 이후로, 이전에는 INT 0x2E를 사용하였으며, XP부터는 SYSENTER를 사용한다. INT 0x2E의 경우 상대적으로 무거운 인터럽트를 진행하므로 클럭 수를 많이 소모하였기 때문에, 이를 보완하기 위해 SYSENTER가 나온 것이다. 이러한 차이 외에 앞으로 진행할 후킹 과정에서도 차이점을 가지므로 이에 대하여 알아보자.

그림 19. INT 0x2E와 SYSENTER

우선 INT 0x2E의 경우 IDT(Interrupt Descriptor Table)을 참조하여 바로 System Service Dispatch(KiSystemService)로 간다. 하지만 SYSENTER는 SYSENTER_EIP(MSR)를 참조하여 KiFastCallEntry로 진행한 다음 KiSystemService로 간다. 마지막으로 INT 0x2E의 경우 IRET라는 명령어로 커널 모드에서 다시 사용자 모드로 복귀하고, SYSENTER의 경우 SYSEXIT라는 명령어를 통해 사용자 모드로 복귀한다. 이것이 별로 중요하게 느껴지지 않을 수 있지만, 후킹을 진행할 때 두 명령어에 따라 후킹 지점이 달라진다. 이러한 각 후킹 방법에 대해서는 바로 뒤에서 알아보자.

INT 0x2E Hooking

INT 0x2E는 인터럽트 0x2E로 IDT에 정의된 인터럽트 서비스 루틴(ISR)을 수행한다. 여기서 IDT는 256개의 Entry로 이루어진 배열로 엔트리 하나당 하나의 인터럽트에 대응하며 각 인터럽트는 IDT로부터 처리할 함수의 주소(ISR)을 전달받는다. 각 엔트리에는 지정된 값이 담겨 있으며 WinDBG로 확인했을 경우 아래와 같은 모습을 볼 수가 있으며 INT 0x2E의 경우 IDT에서 바로 KiSystemService를 가리키고 있는 것을 확인할 수 있다.

그림 20. IDT 구조

이 과정을 요약하면, XP 이전 버전에는 응용프로그램이 API를 호출하면 Ntdll.dll의 Zw*, Nt* 함수를 호출하게 된다. 이러한 함수는 결국 INT 0x2E를 통해 운영체제에게 커널 모드 작업을 요청한다. 이때 INT 0x2E가 IDT에서 KiSystemService의 주소를 참조하여 진행하는 것이다. 따라서 우리가 후킹 해야 할 부분은 바로 IDT이다. IDT가 가리키는 2E의 주소로 가보면 실제로 KiSystemSerive가 존재하고 있는 것을 아래와 같이 확인할 수 있다.

그림 21. INT 0x2E의 ISR(KiSystemService)

IDT를 후킹 할 것이므로 우선 IDT의 주소를 알아야 하는데, IDTR 레지스터에 IDT의 Base Address와 IDT의 크기가 저장되어 있다. WinDBG를 통해 알 수 있는 방법은 IDTR 레지스터의 값(주소)를 출력하거나 "!idt"를 통해 해당 주소를 알아낼 수가 있다. IDT의 Entry 구조는 아래 그림과 같이 8 바이트씩으로 이루어져 있으며 Entry가 가리키는 ISR의 주소가 하위 2바이트, 상위 주소 2바이트로 나누어져 있다.

그림 22. IDT 주소와 각 엔트리 구조

하나의 엔트리가 8바이트로 이루어져 있다는 것을 확인했다. 그렇다면 우리가 찾고자 하는 엔트리는 0x2E 번째 엔트리이므로 IDT Base Address에 0x170을 더한 위치에 존재하고 있다. 아래 결과와 같이 8003f570부터 해당 엔트리가 존재하고 있다. 하위 2바이트와 상위 2바이트를 조합하여 INT 0x2E의 ISR은 8053f481이라는 것을 알 수 있다.

그림 23. IDT 0x2E 번째 Entry

이제 우리가 어떤 주소(8003f570)를 후킹 해야 하는지 알았으니, 본격적인 후킹을 진행해보자. 이번 후킹 역시 프로그래밍을 통해 진행하는 것이 아니라 원리를 이해하기 위해 커널 디버거 WinDBG를 통해 진행할 것이다. 해당 0x2E의 ISR을 FFFFFFFF로 조작하는 과정으로 "0000"으로 채운 곳은 오프셋이 아닌 부분으로 구분을 위해 "0"으로 채운 것이다.

그림 24. IDT Entry 0x2E 후킹

이처럼 IDT가 후킹 된 상황에서 INT 0x2E를 통한 시스템 호출(System Call)이 발생하면 사용자 모드에서 커널 모드로 넘어갈 때 후킹된 주소로 가게 된다. 실제 후킹도 이와 같은 과정으로 진행되며, 대신 IDT의 주소를 얻을 때 "sidt" 명령어를 사용하여 주소를 얻는다. Sidt 명령어는 IDT의 주소를 저장하고 있는 IDTR 레지스터의 값을 참조하여 값을 얻어 온다. 또한 디버거를 통해 수정하는 것이 아니라 프로그래밍을 통해 수정하고자 할 때, 인터럽트를 비활성화("CLI" 명령어)해야 한다. 그리고 후킹이 완료되면 인터럽트를 다시 활성화("STI" 명령어) 시켜 정상적으로 구동되게끔 해야 한다.

SYSENTER Hooking

윈도우 XP 이상의 버전에서는 INT 0x2E가 아닌 SYSENTER를 사용한다. 시스템 호출이 요청되면 NTDLL은 EAX 레지스터에 해당 시스템 호출의 번호를 저장하고 EDX 레지스터에는 인자로 사용될 주소를 넣어준다. 그리고 SYSENTER 명령을 실행하여 커널 영역으로 들어오게 되는데, 이때 바로 커널로 들어가는 것이 아니라 실행될 커널의 주소(KiFastCallEntry)를 SYSENTER_EIP(MSR 0x176 레지스터)에서 참조하여 KiFastCallEntry 로 넘어가게 되는 것이다.

MSR은 Model-Specific Register로 디버깅이나 프로그램 실행 추적, 컴퓨터 성능 모니터링, 특정 CPU 기능 전환에 사용되는 각종 제어 레지스터x86 명령어의 집합이다. 이러한 집합 중 MSR 0x176에는 IA_SYSENTER_EIP(KiFastCallEntry)가 존재하고 있으며, MSR에 접근하고자 할 때는 "rdmsr", "wrmsr" 명령어를 통해 접근할 수가 있다. 우리가 찾아야 할 것은 MSR 0x176이며 다음과 같은 결과를 얻을 수가 있다.

그림 25. Read MSR 0x176

MSR 0x176이 제대로 KiFastCallEntry를 가리키고 있는 것을 확인할 수 있다. 바로 이 부분의 값을 바꾸어 SYSENTER를 후킹 할 수 있다. MSR 레지스터를 읽을 때는 rdmsr 명령어로 읽었다면, MSR 레지스터의 값을 변경할 때는 "wrmsr" 명령어를 사용하면 된다. 아래의 그림을 보자.

그림 26. Write MSR 0x176

실제로 위와 같이 옳지 않은 주소로 변경하면 당연히 블루 스크린을 맞이할 수 있을 것이다. 그렇다면 abex'sCrackMe01.exe를 가지고 직접 코드의 흐름을 조작하여 보자. 우선 아래의 코드는 정상적인 흐름을 나타낸다. Ntdll.dll의 함수를 추적하여 들어가보면 KiFastSystemCall이라는 부분을 볼 수 있는데 이는 SYSENTER 명령어를 통해 KiFastCallEntry로 가기 위한 부분이다. KiFastSystemCall에는 SYSENTER 명령어가 위치하고 있는 것을 확인할 수 있다.

그림 27. 정상적인 SYSENTER 진입

정상적인 SYSENTER의 흐름을 wrmsr을 통해 조작해보자. MSR 0x176를 11111111 로 수정하므로 비정상적인 흐름으로 동작하도록 수정하였다. 그리고 이전과 같이 SYSENTER 명령어를 실행하기 전에 원래 MSR 0x176(KiFastCallEntry)의 주소에 BP를 설정한 다음 진행을 해보자. 정상적인 흐름이라면 KiFastCallEntry 에서 멈추어야 하지만, 조작된 MSR 0x176이 가리키는 주소 11111111로 흐름이 바뀌었다.

그림 28. 후킹 된 SYSENTER 진입

이러한 방법을 통해 SYSENTER Hooking(또는 MSR Hooking)을 진행할 수 있으며, 실제 11111111에 후킹 함수가 존재할 경우 시스템 호출이 발생할 때마다 후킹 함수를 지나가게 된다. 공격자의 입장에서 이러한 System Call Hooking을 진행하며 후킹 함수에 과도한 조건을 걸어놓는다면 시스템 성능이 크게 하락하여 사용자가 쉽게 알아차릴 수 있을 것이다.

  Intro

리버싱을 하는 데 있어 흔히 "Art of Reversing is an API Hooking"이라는 말과 같이 API 후킹은 리버싱의 꽃이라 일컬어진다. 어떤 윈도우 응용프로그램을 개발하기 위해서 우리는 다양한 종류의 언어나 도구를 사용할 수가 있다. 이런 언어나 도구를 사용하여 개발하는 방법은 다르더라도 결국, 개발된 프로그램의 내부로 들어가면 윈도우 운영체제가 제공하는 API를 호출한다.

이러한 API는 사용자 영역뿐만 아니라 커널 영역에서도 Native API의 형태로 존재하기 때문에 API 후킹을 이해하는 것은 윈도우의 많은 부분을 조작할 수 있음을 의미한다. 따라서 이번 문서에서는 API 후킹에 대한 이해를 도모하며, 기본적인 후킹의 방법에 대해 이해하므로 다른 후킹 방법 또한 낯설지 않도록 하는 것이 목적이다.

단, 후킹을 진행하는 자세한 코드들은 포함하지 않고, 어느 부분을 어떠한 방식으로 후킹 하는지 중점적으로 살펴볼 것이다. 코드들의 경우 다른 좋은 소스가 많으므로 그러한 요소들을 찾아보면 좋을 것이다. 이제부터 API 후킹에 대해 알아보자.

Prior Knowledge

이번 장에서는 구체적인 API 후킹에 대하여 알아보기 전에 우리가 알고 있는 API가 무엇인지 다시 한 번 정리해보고 API 후킹의 기본적인 개념에 대하여 알아볼 것이다.

  What is an API?

API란 Application Programming Interface의 약자로 단어 자체만으로는 무슨 뜻인지 이해하기 힘들다. 쉽게 말해 운영체제가 응용프로그램을 위해 제공하는 함수의 집합으로 응용프로그램과 디바이스를 연결해주는 역할을 한다. 좀 더 구체적으로 응용프로그램이 메모리, 파일, 네트워크, 비디오, 사운드 등 시스템 자원을 사용하고 싶더라도 이들에 대해 직접 접근할 수가 없다. 이러한 시스템 자원은 운영체제가 직접 관리하며 보안이나 효율 등 여러 면에서 사용자 응용프로그램이 접근할 수 없도록 막아놓았기 때문이다.

따라서 사용자 응용프로그램이 시스템 커널에게 이러한 시스템 자원의 사용을 요청해야 하며, 이 방법이 바로 MS 제공한 Win32 API를 이용하는 것이다. 즉 API 함수 없이는 프로세스, 스레드, 메모리, 파일, 네트워크, 레지스트리 등 시스템 자원에 접근할 수 있는 프로그램을 만들 수가 없다. 아래 그림은 32비트 Windows OS의 프로세스 메모리를 간략히 나타낸 그림이다.

그림 1. User Mode & Kernel Mode

실제 응용프로그램 코드를 실행하기 위해서는 많은 DLL이 로딩된다. 모든 프로세스는 기본적으로 kernel32.dll이 로딩되며, kernel32.dll은 ntdll.dll을 로딩한다. 바로 이 ntdll.dll의 역할이 사용자 모드에서 커널 모드로 요청하는 작업을 수행한다. 이러한 방식을 통해 시스템 자원에 접근할 수 있게 되는 것이다.

  What is an API Hooking?

API 후킹에 관해 이야기하기 전에 후킹에 대하여 먼저 알아보자. 후킹이란 이미 작성되어 있는 코드의 특정 지점을 가로채서 동작 방식에 변화를 주는 기술이라 할 수 있다. Hook이라는 단어 자체가 낚싯바늘 같은 갈고리 모양을 가지는데 이를 통해 무엇인가를 낚아채는 것과 같이 컴퓨터에서도 무엇인가를 낚아채는 형태로 사용될 수 있다.

그렇다면 API를 후킹 한다는 말은 무슨 뜻일까? 바로 Win32 API가 호출되는 중간에서 가로채어 제어권을 얻어낸다는 것이다. 그렇다면 어느 시점에 가로채는지 궁금할 수가 있다. API 후킹에는 많은 기법이 존재하는데 이러한 분류가 주로 어떤 방식을 사용하는지, 그리고 바로 어느 지점에서 가로채는지에 따라 분류되므로 이에 대해서는 각 방식에서 자세히 알아볼 것이다. 기본적인 후킹의 개념은 아래의 그림과 같다.

그림 2. 정상호출과 후킹된 호출

정상적인 경우 A 단계가 진행된 다음에 B가 진행되어야 하지만, 후킹 된 호출의 경우 A 단계 다음에 B가 진행되는 것이 아니라 C가 진행된 뒤 B가 진행된다. 이를 통해 A의 요청을 조작하거나 특정한 조건에만 B가 실행되도록 조작할 수가 있다. 위와 같은 방식으로 API를 후킹 하면 그 함수의 기능을 사용하지 못하게 할 수도 있고 어떻게 사용하는지 감시만 할 수도 있다. 심지어 전혀 다른 내용으로 바뀌게끔 할 수도 있다.

User Mode Hooking

Windows에서는 크게 사용자 모드(User Mode)의 후킹과 커널 모드(Kernel Mode)의 후킹으로 나누어진다. 이번 장에서는 사용자 영역에서 어떻게 API 호출이 이루어지는지, 그리고 어떻게 이들을 후킹할 수 있는지에 대하여 알아보자.

  IAT Hooking

3.1.1 IAT(Import Address Table)

IAT후킹은 IAT(Import Address Table)를 후킹 하는 것으로, IAT는 쉽게 말해 해당 프로그램이 어떤 라이브러리에서 어떤 함수를 사용하고 있는지를 기술한 테이블이다. 예를 들어, 어떤 프로그램이 Kernel32.dll의 GetDriveType API를 호출한다면 해당 API를 사용하기 위한 주소를 IAT에서 참조할 수 있다.

그림 3. PE View로 본 IAT

IAT 후킹은 바로 이 IAT에서 후킹하고자 하는 함수 주소를 내가 원하는 함수(이후 후킹 함수)로 교체하고, 후킹 함수에서 파라미터나 리턴 값을 조작하고 원래 함수를 호출하는 방법이 바로 IAT 후킹이다. 가장 쉬우면서도 안정적인 방법이라 일반적으로 자주 사용되는 후킹 방식이다. 그렇다면 일반적으로 API가 호출되는 상황을 보자.

그림 4. Sleep API

Sleep()를 호출할 때 직접 호출하지 않고 0x43B168 주소에 있는 값을 가져와서 호출한다. 0x43B168 주소는 해당 프로그램의 IAT 메모리 영역으로 0x76AE7990이라는 값이 존재하고 있다. 이제 이 값이 바로 해당 프로세스 메모리에 로딩된 Kernel32.dll의 Sleep 함수의 주소이다.

그렇다면 왜 0x40104F에서는 CALL 0x76AE7990이라 하지 않고 다른 곳을 참조하는 하여 접근하는 것일까? 이는 운영체제 버전이나, 어떤 언어, 서비스 팩이냐에 따라DLL의 버전이 다르며, 해당 함수의 위치가 달라지기 때문이다. 모든 환경에서 Sleep() 함수 호출을 보장하기 위해 컴파일러는 Sleep()의 실제 주소가 저장될 위치(0x43B168)를 준비하고 CALL DWORD PTR DS:[43B168]을 적어두기만 한다. 그 후 파일이 실행되는 순간 PE Loader가 0x43B168 위치에 Sleep() 함수의 주소를 입력해준다.

3.2.2 Hook

그렇다면 이러한 IAT의 개념에 대해 알아보았지만, 대체 이 부분 중 어느 곳을 후킹 해야 한다는 것인가 의문을 가질 수 있다. 위의 Sleep 함수를 예로, 사용자 모드에서 Sleep API가 호출되는 과정은 아래의 그림과 같이 나타낼 수 있다.

그림 5. 메모리에서 Sleep API

(A)는 3.2.1에서 이야기한 바와 같이 해당 함수를 사용하기 위한 주소 공간을 만들어 놓은 것이다. 이렇게 만들어 놓은 주소에 프로그램이 실행되며 PE 로더가 Sleep 함수의 주소를 채워 넣는다. 여기서 만들어진 주소 공간 43B168은 RVA 값이며, 이에 해당하는 파일 Offset은 39168이다. 39168은 바로 IAT 의 Sleep 함수가 위치한 Offset이다.

그림 6. Sleep API in IAT

만약 (A)에 존재하고 있는 값인 43B168을 다른 값으로 바꾸면 어떻게 될까? 직접 Sleep 함수를 호출하는 부분에 IsDebuggerPresent API의 IAT 주소를 넣어보자. 주소는 위 그림에서와 같이 Offset 39164이므로 이는 RVA 43B164가 된다. 이제 아래와 같이 코드를 패치해보자.

그림 7. 코드 패치

원래 Sleep()을 호출하던 부분에 IsDebuggerPresent()의 IAT 주소로 변경을 해주었다. 그렇다면 이제 위에서 언급한 바와 같이 PE 로더가 0x40104F에서 호출하는 함수의 주소를 0x43B164에서 참조하기 때문에 아래의 그림처럼 IsDebuggerPresent()가 위치하게 된다.

그림 8. 호출할 함수 주소 변경

이를 정리하자면, 프로그램이 사용하고자 하는 API를 호출할 때 해당 명령어에는 "CALL DWORD PTR DS:[IAT에 존재하는 해당 함수의 RVA]"로 나타내며, 프로그램이 실행되면서 실제 주소가 해당 DS:[RVA]에 올라오게 된다. 따라서 위와 같이 (A)를 후킹 하기 위해선 DS:[HookFunc]로 바꿔주어야 한다..

이번에는 (B)의 경우를 생각해보자. (A)는 프로그램이 실행되기 이전 파일의 형태에서 조작이 가능하였지만 (B)의 경우 파일이 실행되면서 43B168에 실제 Sleep API의 주소를 가지고 온다. 그러므로 (B) 부분은 파일이 아닌 프로세스일 경우에만 조작이 가능함을 알 수가 있다. 따라서 쉽게 DLL Injection과 같은 기법을 통해 프로세스의 메모리를 조작할 수 있지만, 이번 문서는 코드와 관련된 부분은 최대한 제외하고 원리를 이해함을 목적으로 할 것이기 때문에 필자는 디버거를 통해서 접근할 것이다.

그림 9. 함수 호출 - Debugger

위 그림을 보면 Sleep 함수를 호출할 때 43B168을 참조하며, IsDebuggerPresent 함수를 호출할 때는 43B164를 참고하는 것을 확인할 수 있다. 아래 덤프 영역을 보면 각각 해당하는 함수의 주소가 PE 로더에 의해 지정된 것을 확인할 수 있다. Sleep 함수가 가리키는 곳에는 76AE7990이 위치하며 다른 곳에는 76AEB0B0가 위치하고 있다. 해당 지점에는 각 함수의 실제 실행과 관련된 부분이 존재하고 있다. 따라서 이 위치를 변경하면 후킹을 진행할 수 있다. 만약 43B168(Sleep)에 76AEB0B0를 넣어주면 어떻게 될까?

그림 10. Sleep이 호출하는 주소 변경

위 그림처럼 분명 디버거는 Sleep()이라고 나타내지만 하단의 DS에서 가리키는 곳은 KERNEL32.IsDebuggerPresent 이다. 이를 통해 디버거 또한 IAT를 기준으로 주석에 나타내주는 것임을 알 수가 있다. 그렇다면 좀 더 심화 학습을 진행해보자. 흔히 코드 케이브(Code Cave)라 할 수 있는 방법을 여기에 적용해볼 수가 있다.

코드 케이브에 대해 간단히 설명하자면 해당 프로세스의 빈 공간에 사용자가 정의한 코드를 넣어준 뒤, 이 부분으로 프로그램이 전개되도록 하는 방식이다. 예제 프로그램에서 빈 공간은 Sleep이 호출되는 윗부분에 존재하고 있다. 따라서 Call 명령어를 통해 DS:[43B168]을 참조하게 되는데, 이때 43B168은 코드 케이브의 위치인 401023이 존재하고 있다. 401023에서 Sleep API의 인자로 사용되기 위해 스택에 저장되어 있는 값을 증가시키므로 흐름을 방해한다. ADD 명령 다음에는 원래의 기능을 수행하기 위해 조작되기 이전 값인 76AE7990로 점프를 해주면 된다.

그림 11. Code Cave를 사용한 후킹

이렇게 조작을 했는데 과연 제대로 프로그램이 동작할까? 당연히 제대로 동작한다. 이전 (A)에서는 IAT에 존재하는 다른 API로 변경하는 것만 진행했지만, 이번 과정에서는 인자로 전달되는 값을 직접 수정할 수가 있다. 이는 사용자로부터 입력 받은 값을 조작하여 특정한 함수의 흐름을 조작할 수 있는 것과 같이 다른 면에도 유용하게 활용할 수 있다. (B)에 적용한 방식은 (C)의 시작 부분을 JMP Hook_Address로 이동하여 유사하게 적용할 수 있다.

(C)의 경우 실제 함수의 명령어들이 위치하고 있다. 따라서 이 부분을 후킹 하기 위해서는 명령어를 조작하여야 하는데 어떻게 조작해야 할까? (C)의 내용은 밑에 그림과 같다. 자세히 보면 상단의 세 명령어의 OPCODE는 총 5 바이트이다. 바로 이 부분을 조작하므로 우리는 원하는 함수를 후킹할 수 있다. 아래의 그림을 보자.

그림 12. (C) 단계 원래 명령어와 조작된 명령어

Sleep() 함수의 원래 주소 7673A6B0의 명령어를 JMP 명령어로 변경한 것을 확인할 수 있다. 이렇게 변경된 Sleep()함수는 호출될 때마다 해당 부분으로 이동하게 되며 공격자가 의도한 대로 흐름이 변경될 것이다. 필자가 의도한 조작은 아래 그림과 같이 Sleep() 함수의 시간 값을 증가시킨 다음, 원래대로 코드를 복원하고 복원된 지점으로 이동하는 것이다.

그림 13. 조작 코드

이렇게 코드가 아닌 어셈블리로 조작한 것은 글을 읽는 사람들의 이해를 돕고자 진행한 것이다. 실제로 이렇게 하는 사람은 거의 없으며, 특히 42000E에서 원래대로 코드를 복원하는 부분은 VirtualProtect로 권한을 변경하여 진행하는 등 어셈블리로 진행할 경우 복잡하게 이루어지기 때문에 넣지 않았다. 하지만 실제 C/C++와 같은 언어로 후킹 함수를 제작할 때는 더욱 편리할 것이다.

마지막으로 예제를 통해 진행한 각 방식의 차이에 대하여 알아보자. (A)를 후킹 할 때 해당 주소의 코드를 직접 변경하였는데, 이로 인해 해당 주소가 아닌 지점에서 Sleep()을 호출할 경우 정상적인 Sleep()이 호출된다. 반면에 (B)의 경우 IAT가 가리키는 DS에 존재하는 값을 변경하였고, 이로 인해 Sleep() 함수를 호출하는 모든 곳이 조작된 DS를 가리킨다. 따라서 (B)의 방식의 경우 해당 프로세스에서 Sleep() 함수는 후킹 된 코드 케이브를 지나가게 된다. 마찬가지로 (C) 또한 실제 Sleep() 함수의 부분을 JMP 명령어로 조작하였기 때문에 해당 프로세스의 모든 Sleep() 함수가 후킹된 것이다.

특히 (C)의 방식은 Ntdll.dll의 함수도 조작이 가능하다. 아래의 그림을 보면 실제 Ntdll.ZwDelayExecution을 호출하는 것을 확인할 수 있으며, 해당 부분의 실제 코드의 5 바이트를 JMP 명령어로 수정하여 원하는 후킹을 진행할 수가 있다.

그림 14. Ntdll.dll의 API

단, 이러한 IAT후킹의 경우, 후킹 하고자 하는 함수가 IAT에 존재해야만 후킹할 수 있기 때문에 동적으로 API를 로드(예로, GetProcAddress API 등을 통해)하는 경우 IAT를 참조하지 않아 IAT 후킹을 사용할 없다. 또한 IAT는 프로세스마다 각각 존재하기 때문에 a.exe의 IAT를 후킹하였다고 b.exe까지 후킹 된 것이 아님을 유의해야 한다.

  Message Hooking

윈도우 운영체제는 사용자에게 GUI를 제공해주고, 사용자는 제공받은 GUI를 이용하여 원하는 동작을 할 수 있다. 동작을 수행하는데 있어 마우스를 움직이거나 클릭, 또는 키보드 버튼을 누르게 되는데 이러한 동작은 윈도우 운영체제가 Event Driven 방식으로 처리한다. 다시 말해 이러한 동작을 이벤트로 발생시켜 운영체제가 그 이벤트에 맞는 메시지를 해당 응용프로그램에게 전달하여 처리하는 방식이다.

아래 그림을 보면 메시지 후킹이 어떤 지점에서 이루어지는지 나타낸 것이다. 사용자가 어떠한 행위를 했을 때 이벤트가 발생되고, 이벤트 발생으로 인해 OS에서 응용프로그램으로 보낼 메시지들이 OS Message Queue에 존재하고 있다. 예를 들어 키보드 입력 이벤트가 발생하면 WM_KEYDOWN 메시지가 OS Message Queue에 추가된다. 운영체제는 해당 이벤트가 어느 응용프로그램에서 발생했는지 파악한 다음, 큐에서 메시지를 꺼내어 해당 응용프로그램의 메시지 큐에 전달한다. 해당 응용프로그램은 자신의 Application Message Queue에 WM_KEYDOWN 메시지가 추가된 것을 확인하고 해당 이벤트 핸들러를 호출한다. 이러한 방식으로 윈도우는 메시지를 전달한다.

그림 15. 메시지 전달 방식

재미있는 사실은 윈도우 운영체제에서 이러한 메시지 훅기능을 기본적으로 제공한다는 것이다. 바로 SetWindowsHookEx API가 그 주인공으로 훅 체인에 응용프로그램이 정의한 후크 프로시저를 설치하며 이를 통해 사용자는 특정 유형의 이벤트를 모니터링 할 수 있다.

그림 16. SetWindowsHookEx API

만약 해당 API를 구현하는 HookKey.dll이 존재하며 이를 실행하기 위한 HookMain.exe를 제작하였다고 가정하자. HookMain.exe를 실행하면 HookKey.dll이 해당 프로세스에 로드되며 SetWindowsHookEx()가 호출된다. 이렇게 메시지 후킹이 걸린 상태에서, 다른 프로세스가 해당 이벤트를 발생시킨다면 HookKey.dll은 그 프로세스에서도 로딩이 된다.

그림 17. DLL Injection

위 그림과 같이 나타낼 수 있으며, 다시 말해 후킹 된 이벤트가 발생하는 모든 프로세스에 DLL 인젝션이 일어나는 것이다. 이러한 방식을 통해 메시지를 후킹할 수 있으며, 이는 DLL 인젝션의 한 방법으로 사용할 수 있다.

System Call

Windows 운영체제는 사용자 모드와 커널 모드라는 두 가지 형태의 권한이 존재하고 있다. 굳이 하나가 아닌 두 가지로 분류되는 것은 모든 프로세스가 하나의 권한으로만 동작할 경우, 각 프로세스는 하드웨어나 프로세스에 직접 접근할 수 있게 된다. 이는 어떠한 프로세스라도 운영체제의 핵심 기능을 조작할 수 있게 되는 것이므로 보안에 있어 매우 취약하게 된다. 이러한 요소를 방지하기 위해 두 개의 영역으로 분류되었고, 당연히 사용자 모드에 존재하고 있는 프로세스는 커널 영역에 접근할 수가 없다.

하지만 커널 영역에 접근할 수 없다는 것은 해당 프로세스가 디스크의 내용을 읽을 수가 없게 되고, 그 외에도 많은 작업들에 제한이 생긴다. 따라서 이러한 불편함을 보완하기 위해 "사용자 모드의 프로세스가 커널 영역에 접근할 수 있는 방법을 만들자."라는 의도에 부합되는 것이 바로 시스템 호출(System Call)이다. 즉, Windows는 커널에 대한 직접적인 접근을 제한하는 대신 사용자 영역에서 API를 호출하면 NTDLL.DLL을 거쳐 커널 모드로 진입하게 된다.

시스템 콜은 크게 2가지 방법으로 진행될 수 있는데, 바로 "INT 0x2E"와 "SYSENTER"이다. INT 0x2E의 경우 소프트웨어 인터럽트로 Windows XP 이전에는 이를 통해 시스템 콜을 진행하였다면, XP부터는 SYSENTER를 통해 시스템 콜을 진행하였다. 이 둘의 차이점이 몇 가지 존재하고 있지만 가장 큰 차이점은 바로, SYSENTER는 수행 시간에 따른 부하가 적다는 것이다. 또한 각 명령어가 호출된 후 과정에 차이가 있는데 이는 아래의 그림에서와 같이 SYSENTER 명령어가 진행될 경우 KiFastCallEntry()를 호출한 후, 이를 통해 다시 KiSystemService()를 호출한다. 이에 반해 INT 0x2E의 경우 KiFastCallEntry()를 거치지 않고 바로 호출된다는 것이다.

INT 0x2E나 SYSENTER 명령어의 경우 우리가 직접 확인할 수도 있다. 흔히 자주 접할 수 있는 OllyDBG와 같은 유저 모드 디버거를 통해 특정한 함수를 호출하는 부분을 계속 따라가다 보면 ntdll.dll의 함수를 볼 수가 있다. 그리고 이러한 함수를 계속 트레이싱하다 보면 INT 0x2E나 SYSENTER 명령어를 확인할 수 있다. 단, 유저 모드 디버거이기 때문에 해당 명령어가 수행되는 자세한 과정은 확인할 수가 없으므로 이를 확인하기 위해선 WinDBG와 같은 커널 디버거를 이용해야 한다. 진입하는 과정은 아래의 그림과 같다.

CALL EDX를 통해 지정된 주소를 호출하게 되는데, 해당 부분은 아래의 그림과 같다. 여기서 FS:[0x30]은 TEB의 0x30번째에 있는 값을 나타낸다. 이는 PEB를 나타내는 것으로 이러한 방법을 통해 PEB에 접근할 수가 있다. 그리고 PEB의 0x464번째 바이트 값을 통해 해당 값이 2인지 비교한 다음 만약 2라면 INT 0x2E를 통해 커널 모드에 진입하게 된다.

만약 해당 값이 2가 아니라면 JMP 명령어를 통해서 KiFastSystemCall 부분으로 넘어오게 되는데, 해당 함수의 부분은 SYSENTER 명령어를 통해 KiFastCallEntry로 이동하게 된다.

이렇게 커널 모드에 접근하는 과정을 확인할 수가 있었다. 그렇다면 어떻게 다시 사용자 영역으로 복귀할까? 이 역시 두 명령어가 차이를 보인다. SYSENTER 명령어의 경우 커널 영역에서 "SYSEXIT" 명령어를 통해 사용자 영역으로 돌아오게 되며, INT 0x2E의 경우 "IRET" 명령어를 통해 원래의 코드로 복귀가 가능하다.

IDT Hooking

IDT는 256개의 Enyrt로 이루어진 배열이며 엔트리 하나당 하나의 인터럽트에 대응되며 이러한 각 인터럽트는 IDT로부터 처리할 함수의 주소(ISR)를 전달받는다. 다시 말해, IDT에서는 각 인터럽트를 처리할 함수의 주소를 갖고 있다. 인터럽트 테이블의 메모리 주소를 얻으려면 IDTR 레지스터 값을 읽어야 하는데 이는 "sidt" 명령을 통해 알 수가 있으며, 반대로 'lidt' 명령을 통해 IDTR 레지스터의 값을 변경할 수 있다. sidt 명령에 의해 반환되는 idt 데이터 구조는 아래와 같다.

typedef struct
{
    unsigned short IDTLimit;
    unsigned short LowIDTbase;
    unsigned short HiIDTbase;
}

IDT의 주소는 위 구조체에서 확인할 수 있듯이, 하위 주소와 상위 주소가 나누어져 있다. 이를 통해 IDT의 주소를 확인할 수가 있는데, 그렇다면 IDT에는 어떠한 내용이 포함되어 있는지 아래의 그림을 보자. 크게 중요한 내용은 바로 위 시스템 콜에서 볼 수 있었던 0x2E와 키보드 인터럽트인 0x93이 존재하고 있다. 0x93의 경우 키보드 메시지 후킹과 관련된 내용이므로 자세히 다루지 않고 0x2E를 위주로 살펴보자.

INT 0x2E

응용 프로그램이 운영체제가 제공하는 API를 호출하면 NTDLL.DLL은 EAX 레지스터에 해당 시스템 함수의 번호를 로드하고 EDX 레지스터에는 그 시스템 함수로 전달되는 인자가 저장된 사용자 영역의 스택 주소를 로드한다. 그리고 INT 0x2E 명령을 수행하여 인터럽트를 발생시킨다. 이 인터럽트에 의해 유저 모드에서 커널 모드로 전환된다. 따라서 INT 0x2E 명령을 수행하여 인터럽트가 발생한 다음, IDT로부터 ISR의 주소를 얻어 실행하고자 할 때 바로 ISR의 주소를 바꾸어 IDT를 후킹 할 수가 있는 것이다. 이를 표현하면 아래와 같다.

IDT를 후킹 하는 데 있어 동작하고 있는 중 그 값이 변경되면 오류를 일으킬 수 있기 때문에 'cli' 명령을 통해 인터럽트 처리를 정지시킨 후, 해당 값이나 주소를 변경해야 한다. 모든 수정이 완료된 이후에는 다시 인터럽트 처리를 활성화시켜야 하기 때문에 'sti' 명령을 사용하여야만 한다. 이를 위한 코드는 아래와 같다.

_asm {
     sidt idt_info;
}

idt_entries = (*IDTENTRY) MAKELONG (idt_info.LowIDTbase, idt_info.HiIDTbase);
int2e_entry = &(idt_entries[0x2E])    //IDT에서 0x2E번째 엔트리 주소

_asm {
     cli;                                                                // 인터럽트 Disable
     lea eax, HookKiSystemService;             // EAX에 후킹 함수의 주소를 저장
     mov ebx, int2e_entry;                             // IDT에서 0x2E번째 엔트리의 주소 전달
     mov [ebx], ax;                                            // 후킹 함수 하위 16비트 주소를 IDT엔트리에 기록
     shr eax, 16;                                                 
     mov [ebx+6], ax;                                        // 후킹 함수 상위 16비트 주소 또한 기록
     sti;                                                                // 인터럽트 Enable
}

MSR Hooking

그렇다면 SYSENTER의 경우는 어떻게 될까? 윈도우 XP 이상에서는 INT 0x2E가 아닌 SYSENTER를 사용하는데, 시스템 콜이 요청되면 NTDLL은 EAX에 해당 시스템 콜의 번호를 로드하고 EDX 레지스터에서는 포인터 레지스터인 ESP를 로드한다. 그다음 NTDLL은 SYSENTER 명령을 실행한다. SYSENTER 명령이 실행되면 커널 영역에 들어가게 된다. 이때 그냥 커널로 들어가는 것이 아니라 실행되어질 커널의 주소인 MSR 0x176 레지스터(KiFastCallEntry) 내부에 있는 값으로 이동하게 된다. 그 후 KiFastCallEntry는 EAX에 저장되어 있는 시스템 콜 번호를 가지고 SSDT에서 Nt함수 주소로 가져오고 해당 함수를 호출한다. SSDT에 대해선 뒤에서 더 자세히 알아볼 것이다.

위 그림과 같이 나타낼 수 있으며, 바로 MSR 0x176의 값을 변경하므로 이를 수정하는 것이다. 이를 변경하기 위해서는 rdmsr 명령어와 wrmsr 명령어를 사용하여 msr의 값을 읽고 조작하여야 한다. 이를 위한 코드는 아래와 같다.

_asm {
    mov ecx, 0x176            // MSR 0x176 지정
    rdmsr                             // 어떠한 주소가 있지 읽음
    mov  OrigFunc, eax    // 기존에 있던 값을 저장
    mov eax, HookFunc  
    wrmsr                            // MSR 0x176에 HookFunc의 주소를 기록함
}

이렇게 후킹 작업을 완료한 다음, SYSENTER 명령으로 인해 MSR 0x176에 존재하고 있는 KiFastCallEntry의 주소가 아닌 훅 함수의 주소가 호출되므로 인해 KiFastCallEntry가 아닌 HookFunc()이 먼저 호출된 다음 KiFastCallEntry가 호출된다. 실제로 이러한 후킹 작업이 성공적으로 이루어졌다면 훅 함수에서는 EAX 레지스터에 있는 값을 통해 어떠한 시스템 콜을 요청했는지 확인할 수가 있다. 이는 다시 말해 특정한 시스템 콜을 지정하여 해당 시스템 콜은 거부되도록 할 수 있다.

단, 시스템 콜은 빈번하게 이루어지는 작업이기 때문에 과도한 조건문을 걸어놓는 것은 시스템의 성능을 크게 하락시키므로 사용자가 속도의 변화를 체감할 수도 있다. 따라서 빈번하게 호출되는 만큼 최적화된 내용만을 후킹 함수에 넣어야 한다.

SSDT Hooking

시스템 서비스 디스패치 테이블은 시스템 콜을 처리하기 위한 함수를 찾을 때 사용된다. 위에서 프로그램이 시스템 콜을 호출하는 두 가지 방법(INT 0x2E, SYSENTER)에 대하여 알아보았다. 이 두 명령어를 통해 결국 KiSystemService 함수(시스템 서비스 디스패처)를 호출하게 되는데, 이 함수는 EAX 레지스터에서 시스템 콜 번호를 읽어 SSDT에서 해당 시스템 콜의 루틴을 찾는다. 

또한 KiSystemService는 시스템 콜의 인자를 유저 모드 스택에서 커널 모드 스택으로 복사하는데, 이때 EDX 레지스터가 시스템 콜에 사용할 인자를 가리키고 있다(몇몇 루트킷은 이런 시스템 콜 처리 과정에서 시스템 콜의 인자를 변경하거나 시스템 콜의 수행 루틴을 변경시키기도 한다). 시스템 콜 번호에 맞게 KeServiceDescriptorTable을 참조하여 Native API를 호출한다. 그 후 시스템 콜을 종료하고 각각 IRET나 SYSEXIT 명령어를 사용하여 유저 모드로 복귀한다. 아래의 그림은 이를 종합적으로 표현한 내용이다.

결국 SSDT에서 서비스 호출 번호에 맞는 주소를 얻은 다음 이를 호출하는 형태로 진행되는 것이다. 그렇다면 SSDT Hooking은 어느 부분에서 후킹 해야 하는 것일까? 바로 GetFuncAddress 과정에서 인덱스 번호에 맞는 함수의 주소를 SSDT에서 가지고 올 때이다. 예를 들어, 0xAD 서비스 함수(EAX=0xAD) 시스템 콜이 발생하면 SSDT에서 0xAD번째에 위치한 함수의 주소를 가지고 오게 된다. 그리고 해당 함수를 호출하므로 진행되는 방식인데, 만약 SSDT를 변조하므로 0xAD번째에 위치한 함수의 주소를 HookFunc의 주소로 대체하면 해당 시스템 콜이 발생할 때마다 HookFunc가 호출된다.

위 예를 좀 더 구체적으로 제시하자면 0xAD 시스템 콜의 루틴이 SSDT에서 0xCCCCCCCC로 존재하고 있는 상황에 이 주소를 Hook함수의 주소인 0xDDDDDDDD로 대체하게 되면 0xAD 시스템 콜이 발생할 때마다 0xDDDDDDDD의 함수가 호출되게 된다. 대개 이러한 후킹 함수는 정상적인 루틴 0xCCCCCCCC를 조작하는데, 어떠한 인자가 오느냐에 따라 이를 진행하지 않거나 원래 함수의 결과가 특정 값일 경우 이를 변조하여 반환하는 등의 조작을 가할 수가 있다.

하지만 SSDT는 Read Only로 설정되어 있기 때문에 SSDT Hooking을 진행하기 위해서는 쓰기 권한이 필요하다. 이를 우회하기 위한 방법 중 하나인 CR0 Register에 대하여 알아보자. CR0 레지스터는 WP(Write Protect) Bit를 포함하고 있는데 이 값이 0 이면 메모리 보호 기능이 해제되고 1 이면 메모리 보호가 활성화된다. 따라서 메모리 보호 기능을 비활성화하므로 쓰기 권한을 얻을 수가 있다. 해당 코드는 다음과 같다.

__asm {    // 메모리 보호 기능 비활성화
    push eax
    mov eax, CR0
    and eax, 0xFFFEFFFF
    mov CR0, eax
    pop eax}

__asm {    // 메모리 보호 기능 활성화
    push eax
    mov eax, CR0
    or eax, NOT 0xFFFEFFFF
    mov CR0, eax
    pop eax}

이러한 후킹은 목적은 대개 흔적을 남기지 않는 것이 중요하므로, SSDT를 후킹 한 다음에는 다시 CR0를 조작하여 메모리 보호 기능을 활성화해주어야 한다. 이는 비활성화와는 반대로 or eax, NOT 0xFFFEFFFF 연산을 해주어야 한다. 이제 SSDT에 값을 기록할 수 있으므로 어떻게 변조할 것인가에 대하여 알아보자. SSDT Hooking에는 유용하게 사용되는 몇 가지 매크로가 존재한다. 

"SYSTEMSERVICE" 매크로는 ntoskrnl.exe에서 제공하는 Zw* 함수의 주소를 입력받아 그에 상응하는 Nt* 함수의 주소를 SSDT에서 구할 때 사용한다. "SYSCALL_INDEX" 매크로는 Zw* 함수의 주소를 입력받아서 SSDT에서 해당 함수의 인덱스 번호를 구하는 데 사용할 수 있다. 이렇게 "SYSTEMSERVICE"와 "SYSCALL_INDEX" 매크로가 해당 함수의 시작 부분(_func)에 +1을 하는 이유는 opcode에 따라 [mov eax, 인덱스 값] 이므로 해당 인덱스 값은 함수의 시작점에서 mov eax의 opcode 값 다음에 오므로 +1을 더해 해당 값을 알 수 있기 때문이다. 이 두 매크로를 통해 각각 Nt* 함수의 주소와 인덱스 번호를 구할 수가 있다.

#define SYSTEMSERVICE(_func)  KeServiceDescriptorTable.ServiceTableBase[ *(PULONG)                                                                                                              ((PUCHAR)_func+1)]
#define SYSCALL_INDEX (_func) *(PULONG) ((PUCHAR) _func+1)

HOOK_SYSCALL과 UNHOOK_SYSCALL 매크로는 후킹을 수행할 Zw* 함수의 주소와 SSDT에서의 인덱스, 그리고 새로운 HookFunc 함수의 주소를 이용해 SSDT 안에서의 주소를 변경해준다. 밑의 코드 중에서 "InterlockedExchange"가 있는데 이는 두 개의 인자 값이 일치하지 않을 경우 첫 번째 인자가 지정하는 메모리의 값을 두 번째 인자로 바꾸는 함수이다.

#define HOOK_SYSCALL (_func, _Hook, _Orig)\
               _Orig=(PVOID) InterlockedExchange((PLONG)\                &MappedSystemCallTable[SYSCALL_INDEX(_func)],(LONG) _Hook)
#define UNHOOK_SYSCALL(_func, _Hook, _Orig)\
               InterlockedExchange((PLONG)\
               &MappedSystemCallTable[SYSCALL_INDEX(_func)], (LONG) _Orig)

이러한 과정을 통해 SSDT에 존재하고 있는 서비스 루틴을 훅 함수로 대체할 수가 있고, 다시 원래대로 되돌릴 수가 있다. 

Reference

http://luckyyowu.tistory.com/133

http://hackerspace.tistory.com/entry/시스템-호출-처리순서

http://bbolmin.tistory.com/158

http://luckey.tistory.com/86

http://securityfactory.tistory.com/158

https://en.wikipedia.org/wiki/Interrupt_descriptor_table

http://blog.naver.com/wwwkasa/80167132015

http://ezbeat.tistory.com/279

SSDT(System Service Descriptor Table) Hooking.pdf - Written by 백구

PETYA 분석.pdf

취약한 함수란

취약한 함수란 컴파일되기 이전에 프로그래머로부터 작성된 코드 중 버퍼 오버 플로우나 포맷 스트링 공격 등에 노출될 수 있는 함수를 뜻한다. 이러한 함수의 사용은 오류를 발생시키거나 심할 경우 상위 권한까지 탈취될 수 있기에 주의하여야 한다. 따라서 이러한 함수의 어떠한 부분이 취약한지 등을 알고 제작할 때 해당 함수들의 사용을 자제하므로 추가적인 피해를 방지할 수 있다. 

취약한 함수에는 대표적으로 gets, scanf 등과 같은 함수로 입력받는 문자열의 크기와 주어진 변수의 크기를 고려하지 않는다는 점이다. 이렇게 변수의 크기를 고려하지 않는 함수들은 입력받은 문자열 등이 변수 공간보다 클 경우, 결국 스택의 다른 곳까지 침범하게 된다. 스택의 다른 요소들이 침범될 경우 BOF 공격 등에 쉽게 노출될 수가 있으며 이는 공격자가 해당 프로그램을 조작하거나 심지어 상위 권한을 획득할 수 있는 여건을 줄 수가 있다. 이제 이러한 함수들에 대하여 알아보자.

Gets

사용자로부터 문자열을 입력받는 gets 함수는 가장 대표적으로 취약한 함수 중 하나이다. 해당 함수는 문자열을 입력받지만 문자열을 담을 공간의 길이와 입력받은 문자열의 길이를 확인하지 않기 때문에 버퍼오버플로우에 취약하다. 우선 아래의 코드를 확인해보자.

#include <stdio.h>
int main()
{
    char buf[10];
    gets(buf);
    printf("%s\n",buf);
}

char형 배열 buf를 10만큼 선언한 뒤 여기에 사용자로부터 입력을 받고 해당 내용을 출력한다. 이를 어셈블리로 나타내면 위 그림과 같은데, 컴파일 과정에 있어서 CheckEsp와 CheckStackVars와 같이 별도의 함수가 추가되어 있는 것을 확인할 수가 있다. 이 두개는 모두 취약한 함수가 공격당했는가를 확인하는 부분이라 생각하면 된다.

어셈블리의 형태로 보면 사용자로부터 입력을 받을 공간 [ebp+buf]를 gets의 인자로 주기 위해 스택에 넣고 gets 함수를 호출한다. 호출된 함수를 통해 [ebp+buf]에는 사용자가 입력한 문자열이 위치하게 되며, 이는 다시 printf의 인자로 출력된다. 여기서 자세히 보아야 할 부분은 바로 gets를 호출하기 바로 전 변수 buf의 주소 [ebp+buf]이다. 해당 부분을 스택에서 확인하면 주어진 공간은 10이기 때문에 그 이후의 공간은 다른 내용(여기서 다른 내용이란 스택의 변조를 체크하기 위한 \xCCCCCCCC이다.)으로 채워져 있다. =

사용자로부터 입력받을 문자열의 길이를 확인하지 않기 때문에 만약 10보다 큰 내용의 문자열이 입력된다면 이러한 내용은 변조된다. 아래의 그림의 첫 번째 표와 같이 스택에 아홉 개의 "A"와 \x00이 채워지면 그 뒤의 내용은 변화되지 않는다. 하지만 만약 10 보다 큰 내용을 입력할 경우 두 번째 표와 같이 기존에 존재하던 내용들이 덮어 써지는 걸 확인할 수 있다.

이러한 경우 스택 변화를 방지하기 위한 \xCC까지 침범하여 결국 CheckStackVars를 호출하는 과정에 있어 오류가 나타나며 프로그램이 종료된다. 만약 CheckStackVars와 같이 스택의 변화를 방지하는 요소가 없다면 "A"라는 문자열은 스택에 저장되어 있는 다른 부분까지 침범이 가능해지고 이를 통해 RETN 값을 수정하는 등을 통해 BOF 공격을 취할 수가 있다.

Scanf

scanf 또한 사용자로부터 문자열을 입력받아 변수에 저장하는 용도로 사용된다. 하지만 역시 입력받은 문자열의 길이를 체크하지 않기 때문에 스택의 값이 변조될 수가 있다. 아래의 코드를 보자.

#include <stdio.h>
int main()
{
    char buf[10];
    scanf("%s",buf);
    printf("%s",buf);
}

전체적인 내용은 위 gets와 유사하며, 변수 buf의 주소 [ebp+buf]에 scanf를 통해 입력을 받지만 그 길이의 제한이 없기 때문에 이전에 스택에 push 된 다른 값들이 변조될 수 있다. 주어진 길이보다 클 경우 스택 체크 함수로 인해 오류를 나타내며 프로그램은 종료된다.

Strcat

이번엔 strcat 함수에 대하여 알아보자. strcat은 변수 a에 변수 b의 내용을 덧붙여주는 함수로, 이 또한 변수의 길이를 체크하지 않기 때문에 BOF 공격에 취약성을 가지고 있다. 아래의 코드와 어셈블리어를 보자.

#include <stdio.h>
int main()
{
    char buf[10]="AAAAAAAAA";
    char str[10]="BBBBBBBBB";
    strcat(buf,str);
    printf("%s\n",buf);
}

우선 [ebp+buf], [ebp+buf+4], [ebp+buf+8] 등을 이용해 해당 문자열을 저장하는 것을 확인할 수가 있다. 이렇게 저장된 문자열의 시작 주소 [ebp+buf], [ebp+str]은 스택에 넣어지는데 여기서 [ebp+str]이 변수 스택에 들어가고 그다음 [ebp+buf]가 스택에 들어가게 된다.

그 후 "BBB..."를 "AAA..."에 덧붙이게 되는데, 이 과정에서 변수 buf의 공간은 초기에 10만큼만 할당되었기에 변수 str의 크기를 확인한다면 이를 덧붙일 수 없는 것이 정상적이다. 하지만 strcat 함수의 경우 이러한 길이를 고려하지 않기 때문에 결국 [ebp+buf]의 뒷부분에 [ebp+str]의 내용이 덧붙여진다. 그러므로 결국 아래의 그림과 같이 뒷부분에 존재하고 있던 내용 "\x00\xCC..."가 사라지게 되고 변수 str의 내용인 "BBBB..."가 자리 잡게 된다. 이 또한 gets와 마찬가지로 스택의 내용을 변조시키므로  CheckStackVars 함수에서 오류를 나타내게 된다. 만약 이러한 스택 변화를 확인하는 함수가 없을 경우 쉽게 스택의 내용이 변조되어 공격자에게 이용당할 수 있다.

Strcpy

strcat이 버퍼에 있는 내용을 덧붙이는 것이라면, strcpy 함수는 해당 내용을 통째로 옮기는 용도로 사용된다. 전반적인 내용은 strcat과 유사하며, 우선 아래의 코드를 확인하자.

#include <stdio.h>
int main()
{
    char buf[10] = "AAAAAAAAA";
    char str[] = "BBBBBBBBBBBB";
    strcpy(buf,str);
    printf("%s\n", buf);
}

선언된 변수가 스택에 저장되는 과정은 위와 동일하며, strcpy를 호출하기 전에 [ebp+str]을 먼저 스택에 넣은 다음 [ebp+buf]를 인자로 넣어준다. 이러한 과정을 거쳐 결국 변수 buf에 있던 내용은 str의 내용으로 바뀌게 된다. 하지만 strcpy 함수 역시 크기를 체크하지 않기 때문에 변수 buf의 크기가 10 임에도 불구하고 10보다 큰 내용이 오게 되었다. 이를 표현하면 아래의 표와 같다.

Sprintf

sprintf는 printf와 비슷하게 출력 함수로 사용되지만, 다른 점이 있다면 printf가 모니터 화면에 출력되는 것이라면 sprintf는 버퍼로 사용될 변수로 출력이 된다는 점이다. 아래의 코드를 확인해보자.

#include <stdio.h>
int main()
{
    char buf[10];
    char str[] = "BBBBBBBBBBBB";
    sprintf(buf, "%s", str);
    printf("%s\n", buf);
}

[ebp+str]부터 [ebp+str+0xC]까지 해당 문자열을 넣은 다음, 해당 문자열의 시작 주소인 [ebp+str]을 인자로 넣어준 뒤 포맷 스트링, 그리고 해당 버퍼가 저장될 변수 [ebp+buf]가 차례대로 스택에 쌓이게 된다. 아래의 표와 같이 원래 해당 buf의 내용이 존재하지 않았으며 buf 뒤에는 다른 내용의 값들이 존재하고 있다. 하지만 sprintf 계열의 함수를 사용할 경우 하단의 표와 같이 다른 부분의 값을 덮어씌울 수가 있다.

Reference

http://j3nasis.tistory.com/entry/버퍼오버플로우-취약-함수별-대책

http://ljsk139.blog.me/30129428446

http://itguru.tistory.com/66

http://www.hackerschool.org/HS_Boards/data/Lib_system/sprintf.txt

물리 메모리

물리 메모리라 하면 우리는 흔히 RAM만을 생각한다. 하지만 실제 4GB램을 장착하더라도 사용할 수 있는 메모리는 4GB 이하이다. 이는 시스템이 관리하는 모든 메모리란 램 하나만을 의미하는 것이 아닌 장치 메모리(Device Memory)가 존재하기 때문인데, 이로 인해 우리가 사용할 수 있는 공간은 4GB 램일 경우 [4GB-장치 메모리]가 된다. 안 그래도 부족한 4GB 메모리가 이로 인해 더욱 부족하게 되는 것이다. 그렇기에 가상 메모리라는 개념을 사용하게 되었는데, 가상 메모리라 해도 결국 이 실제 메모리에서 활동하게 되는 것이다. 

하지만 가상 메모리라 해도 결국 실제 메모리에서 활동한다고 하였는데, 여러 프로세스를 실행하면 이 주소 공간이 부족하지 않을까? 이를 위해 존재하는 것이 바로 페이징 기법이다. 페이징 기법은 메모리 관리자가 현재 사용하는 프로세스를 메모리에 올리고 만약 메모리에서 어떠한 프로세스가 놀거나 쉬고 있다면 이를 페이지 파일로 내리는 것이다.

이를 통해 컴퓨터는 더 넓은 메모리 공간을 갖고 있는 것처럼 사용할 수 있다. 단, 페이지 스왑이 일어날 때 디스크를 읽고 쓰는 작업이 발생하기 때문에 메모리만으로 프로세스가 동작할 때보다 많은 성능 저하가 발생한다는 것 또한 알아야 한다. 그렇다면 이제 각 프로세스마다 갖는 가상 메모리에 대하여 알아보자.

가상 메모리

가상 메로리란 단어 그 자체와 같이 물리적으로 존재하지 않는 가상적인 메모리 공간을 뜻한다. 메모리 공간 외에 하드 디스크에 파일 형태로 따로 준비하는 가상의 메모리 공간으로, 부족한 시스템 메모리를 보조해주는 역할을 한다. 보조해준다는 것은 실제로 존재하는 것이 아님과 같이 위 물리 메모리에서 언급한 바와 같이 실제 메모리가 부족할 경우 페이징을 통해 실제 메모리에 공간을 확보하여 실행함을 뜻한다. 만약 페이징 되어 있는 요소가 다시 메모리에서 활동해야 한다면 이를 다시 페이징 시켜 메모리에 올려 활동할 수 있도록 메모리 관리자가 이를 조정할 수 있도록 한다.

가상 메모리의 구조는 크게 나누어 아래 그림(좌측)과 같이 두 부분으로 나눌 수가 있다. 4GB의 가상 메모리가 할당되면 2GB의 사용자 영역과 2GB의 커널 영역으로 나누어지며 커널 영역은 윈도가 사용하는 공간이며, 사용자 영역은 우리가 보통 사용하는 일반 응용 프로그램들이 사용하는 공간이다. 이러한 가상 메모리는 하나의 프로세스마다 할당이 되어 독립적으로 제공된 자신만의 가상공간에서 작업할 수 있게 된다. 단, 여기서 커널 공간은 단일 공간으로 커널 모드를 사용하는 모든 프로세스에서 공유되며, 커널 영역은 공유되면서 시스템 운영에 필수적이기 때문에 주로 페이지 파일보다는 RAM에 존재하고 있다.

프로세스가 사용하는 가상 주소 공간의 내용도 결국 실행되기 위해서는 실제 메모리에 올라가야 한다. 이러한 조정을 메모리 관리자가 진행하게 되며, 위 물리 메모리의 그림에서와 같이 스왑이 일어나 메모리를 조정하는 것이다. 쉽게 말해, 사용하는 프로세스만 메모리에 올리고, 사용하지 않는 것은 디스크에 저장하는 방식이다.

이제 좀 더 세분화된 메모리 구조에 대하여 알아보자. 위 그림(우측)을 보면 code영역부터 시작하여 kernel 영역까지 나타나 있다. 이 또한 대략적인 형태이며, 이외에도 더 많은 요소들이 존재하고 있지만 너무 많은 내용들을 다루어야 하기 때문에 위에 나타난 항목에 대해서만 알아보자.

code 영역은 코드 자체를 구성하는 메모리 영역으로 메모리에서 실행하고자 하는 명령어들이 위치해 있으며 data 영역에는 초기화된 변수들이 존재하는 곳으로, 전역 변수, 정적 변수, 베열, 구조체 등이 저장된다. 그 외에 초기화되지 않은 변수들은 bss영역에 저장되며, 이러한 변수들은 프로그램이 실행될 때 생성되고 프로그램이 종료되면 시스템에 반환된다. 

위의 변수들은 프로그램의 실행과 함께 생성된다 하였다. 그렇다면 동적으로 할당되는 변수들은 어디에 존재할까? 바로 Heap 영역이다. 동적으로 할당된 변수들은 낮은 주소의 힙 영역부터 생성되어 높은 주소로 쌓이는 형태로 존재하고 있으며 만약 동적으로 할당된 변수를 해제할 경우 이는 힙 영역에서 사라지게 된다.

마지막으로 Stack 영역의 경우 프로그램이 자동으로 사용하는 임시 메모리 영역으로 지역변수, 매개변수, 반환 값 등을 위해 필요할 때마다 생성하고 지우는 등의 작업이 이루어진다. 다른 영역들과는 다르게 함수가 호출될 시 생성되며, 함수가 끝나면 제거된다. 스택 영역은 높은 주소에서부터 낮은 주소로 쌓이는 형태로 진행되며 우리가 흔히 알고 있는 LIFO(Last Input First Out)로 동작한다.

흔히 메모리 구조라 하면 위와 같이 나타나지만, 이보다 한 단계 나아가 좀 더 상세한 메모리 구조에 대하여 한 번 알아보자. DLL이 어떻게 어느 주소에 위치하는지, 어떠한 프로세스인지, 다음 프로세스는 어떠한 것이 있는지 등을 확인하기 위한 구조라 생각하면 된다. 아래의 그림이 이를 표현한 것으로 메모리 포렌식과 관련하여 공부를 해본 사람이라면 어떠한 요소들이 어디에 사용되는지 대략적인 감이 올 것이다.

커널 영역의 EPROCESS를 먼저 확인하. 아마 리버싱에 입문한지 얼마 안 된 사람이라면 이것이 어떠한 것인지 모를 수가 있다. EPROCESS 구조체는 프로세스에 관한 많은 정보를 담고 있는 구조체로 KPROCESS (PCB)를 가리키거나 프로세스의 생성 시간, 다른 프로세스가 가진 EPROCESS 구조, 토큰, 그리고 PEB의 주소 등 많은 정보를 가지고 있다. 프로세스는 이러한 EPROCESS 구조로부터 많은 정보를 얻을 수가 있는데 우선 PCB에 대하여 알아보자.

PCB는 Process Contorl Block으로 이들을 통해 ETHREAD와 KTHREAD 구조체를 참고하여 TEB(FS:0)을 찾을 수가 있다. TEB에는 스레드와 관련된 정보들을 포함하고 있으며, 이중에는 해당 스레드가 어떠한 프로세스에 속해있는지 알 수 있는 PEB(Process EnvironmentBlock)를 찾아갈 수가 있다. PEB에는 현재 프로세스의 Image Base Address에 대한 정보, LDR에 관한 정보 등에 대하여 알 수 있다. 이렇게 LDR을 확인하므로 어떠한 DLL이 어느 주소에 위치하였는지 확인할 수가 있다.

간략하게나마 메모리 구조로부터 얻을 수 있는 정보들에 대하여 확인해보았다. 간략하게나마 이러한 구조에 대해 이야기한 것은, 프로세스가 존재하고 있는 가상 메모리 하나로부터 많은 정보들을 확인할 수가 있기 때문이며, 이를 토대로 발전한 것이 바로 메모리 포렌식 분석 기법이다. 따라서 메모리에 대해 이해하는 것은 악성코드를 분석할 때 좀 더 주도면밀하게 분석할 수 있는 여건을 형성해 줄 것이다.

메모리 분석

메모리 구조에 대하여 간략히 알아보았으니 메모리 분석 도구를 통해 이에 대하여 한 번 실습을 진행해보자. 메모리 분석도구로 Volatility와 Rekall 등 다양한 도구가 존재하고 있지만, 필자는 Rekall을 통해 실습을 진행할 것이다. 우선 pslist 명령에 대하여 알아보자. pslist는 현재 메모리에서 실행되고 있거나 종료된 프로세스의 목록을 나열해준다. 그렇다면 어떠한 프로세스가 존재하고 있는지 어떻게 알 수 있을까? pslist 명령어는 EPROCESS 구조에서 ActiveProcessLinks를 통해 현재 실행 중인 프로세스의 목록을 가지고 온다. 해당 구조는 링크형태로 다음 프로세스와 이전 프로세스를 가리키고 있다. 

가장 우측의 "Start" 항목은 프로세스가 시작된 시간으로 이 또한 EPROCESS 구조체가 가지고 있는 CreateTime의 값을 통해 알 수가 있다. 그리고 만약 프로세스가 종료되어있지만 메모리에 아직 남아있는 경우 ExitTime을 통해 프로세스가 종료된 시간까지 확인할 수 있다. 

이번에는 프로세스가 가지고 있는 스레드에 대하여 알아보자. 스레드 목록 또한 EPROCESS 구조로부터 확인할 수가 있는데, 바로 ThreadListHead를 확인하면 된다. 해당 값은 위와 유사하게 어떠한 스레드가 존재하고 있는지 링크 형태로 존재하고 있다. 아래 결과를 확인하면 현재 해당 프로세스 DarkSeoul.exe에는 하나의 스레드가 존재하고 있는 것을 확인할 수 있다.

프로세스 목록과 스레드 목록에 대해 알아보았으니 이제 DLL의 목록에 대하여 알아보자. DLL 목록의 경우 EPROCESS 구조에서 PEB 구조의 위치를 확인한 다음, PEB 구조에서 LDR( _LDR_DATA_TABLE_ENTRY)의 "InMemoryOrderModuleList"를 통해 확인할 수가 있다. 해당 값에는 링크의 형태로 DLL의 목록을 가지고 있으며 이를 통해 어떠한 DLL들이 각 프로세스에 사용되고 있는지 확인할 수가 있다.

메모리로부터 프로세스가 가진 핸들 또한 확인할 수 있는데, 이는 쉽게 handles 명령을 사용하면 된다. 이러한 핸들의 목록은 위 큰 그림에서는 포함되지 않았지만, 마찬가지로 EPROCESS 구조로부터 ObjectTable (_HANDLE_TABLE)에 포함되어 있는 HandleTableList를 통해 핸들의 목록을 확인할 수가 있다.

이렇게 메모리의 구조에 대하여 알아보았고, 메모리 분석도구를 통해 실제 메모리를 분석해보며 어떠한 구조를 참고하는지에 대하여 알아보았다. 사실 이러한 메모리 구조를 모르더라도 Volatility나 Rekall을 사용할 수가 있다. 하지만 알고 쓰는 것과 모르고 쓰는 것은 엄연히 다르기 때문에 많이 알고 있어서 나쁠 건 없다고 생각한다. 여기서 다루지 않은 요소 중, 어떠한 정보를 어떻게 찾는지에 대해선 https://github.com/volatilityfoundation/volatility/wiki/Command-Reference를 참고하면 된다.

Reference

http://cappleblog.co.kr/554

http://www.codemachine.com/article_x64kvas.html

https://msdn.microsoft.com/en-us/library/ee483001(v=winembedded.60).aspx

http://computervirus.uw.hu/ch12lev1sec3.html

http://www.openrce.org/reference_library/files/reference/Windows%20Memory%20Layout,%20User-Kernel%20Address%20Spaces.pdf

https://github.com/volatilityfoundation/volatility/wiki/Command-Reference