Windows权限控制相关的防御与攻击技术

倾旋
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技术分享|2021-7-2|最后更新: 2023-6-22|
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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。

0X00 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。

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:
 
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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。
 
 
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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。
 
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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。
 
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)

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
 

0x01 自主访问控制列表(Discretionary access control list,DACL)

 
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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。

0x02 系统访问控制列表(System access control list,SACL)

 
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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。
 
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0x03 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。
 
  1. 使用 GetSecurityInfo 或者 GetNamedSecurityInfo 函数从对象的安全描述符中获取DACL。
  1. 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。
  1. 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。
  1. 调用SetSecurityInfoSetNamedSecurityInfo函数,将新的ACL附加到对象的安全描述符。

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。

0x04 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
  • ....
 
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。

0x05 访问令牌模拟(Access Token Impersonation)

Windows 的令牌类型:
  1. 主令牌(Primary Token)
  1. 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
  1. 调用OpenProcessToken,传入进程句柄获取访问令牌句柄
  1. 调用DuplicateTokenEx,设置访问令牌模拟级别并复制一个令牌句柄
  1. 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
 
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Windows下权限常量值

0x06 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
  1. 调用WriteProcessMemory,传入进程句柄,向进程的虚拟内存空间写入Shellcode
  1. 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。
 
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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:
 
 
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0x07 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。
还可以查看文件的权限,例如常见的Shift后门:
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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。
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0x08 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
  1. 任务计划 失败
  1. 服务 成功
  1. 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。
 
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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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Powershell更改服务权限

 

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。
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0x09 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。
 
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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
 
  1. Allowed-To-Authenticate
  1. Apply-Group-Policy
  1. Certificate-Enrollment
  1. Change-Domain-Master
  1. Change-Infrastructure-Master
  1. DS-Replication-Get-Changes
  1. DS-Replication-Get-Changes-All
  1. ...
 

DS-Replication-Get-Changes

从指定NC复制更改所需的扩展权限。
Entry
Value
CN
DS-Replication-Get-Changes
Display-Name
Replicating Directory Changes
Rights-GUID
1131f6aa-9c07-11d1-f79f-00c04fc2dcd2
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。
 
支持版本:
 

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:
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我这里实现了一个C++版本的:
 
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实现过程:
  • 获取IADsSecurityDescriptor接口指针
  • 获取IADsAccessControlList接口指针
  • 获取IADsAccessControlEntry接口指针
  • 调用IADsAccessControlList::AddAce添加ACE
  • 调用IADs::put更新

DCSync权限检测

 
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https://github.com/cyberark/ACLight 能够列出所有用户的ACL,可以根据结果进行匹配DS-Replication-Get-Changes权限。
 
参考链接:
 
 
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