十种进程注入技术介绍：常见注入技术及趋势调查

前言

进程注入是一种广泛使用的躲避检测的技术，通常用于恶意软件或者无文件技术。其需要在另一个进程的地址空间内运行特制代码，进程注入改善了不可见性，同时一些技术也实现了持久性。尽管目前有许多进程注入技术，但在这篇文章中，我将会介绍十种在野发现的，在另一个程序的地址空间执行恶意代码的进程注入技术，并提供这些技术应用的截图，以便于逆向工程和恶意软件分析，然后协助检测并防御这些进程注入技术。

一、通过CREATEREMOTETHREAD和LOADLIBRARY进行经典DLL注入

该技术是用于将恶意软件代码注入另一个进程最常用技术之一，恶意软件作者将恶意的动态链接库（DLL）的路径写入另一个进程的虚拟地址空间，并通过在目标进程中创建一个远程线程来确保目标进程加载它。

恶意软件首先需要选择被注入的目标进程（例如svchost.exe），这通常可以通过调用三个应用编程接口（API）搜索进程来完成：CreateToolhelp32Snapshot，Process32First和Process32Next。CreateToolhelp32Snapshot是用于枚举指定进程或所有进程的堆或模块状态的API，其会返回一个快照。Process32First会检索有关快照中第一个进程的信息，然后通过循环Process32Next来迭代。找到目标进程后，恶意软件通过调用OpenProcess获取目标进程的句柄。

如图一所示，恶意软件调用VirtualAllocEx来获得写入其DLL路径的空间。然后恶意软件调用WriteProcessMemory在已分配的内存中写入路径。最后，为了让代码在另一个进程中执行，恶意软件作者会调用API，例如CreateRemoteThread，NtCreateThreadEx或RtlCreateUserThread。后两个并未存在应用记录，但是一般的想法就是将LoadLibrary的地址传递给其中一个API，以便远程进程不得不代表恶意软件执行DLL。

很多杀毒软件都会追踪和标记CreateRemoteThread，此外，注入也需要磁盘上存在恶意DLL。但这是可以被检测到的。考虑到攻击者最常通过注入代码以逃避检测，所以一些老练的攻击者可能并不会使用这种方法。下面的截图展示了一个叫Rebhip的恶意软件应用了此技术。

二、PORTABLE EXECUTABLE注入（PE注入）

这种技术斌没有传递LoadLibrary的地址，而是将其恶意代码复制到已存在的开放进程并执行（通过shellcode或调用CreateRemoteThread）。PE注入相对于LoadLibrary注入的一个优点是恶意软件不必在磁盘上放一个恶意DLL。与第一种技术类似，恶意软件在宿主进程中分配到内存，其并没有编写“DLL路径”，而是通过调用WriteProcessMemory来编写其恶意代码。然而，这种方法的一个缺陷是目标基址的改变，当恶意软件将其PE注入到另一个进程时，其会有一个新的不可预测的基址，这就要求其动态地重新计算PE的地址。为了解决这个问题，恶意软件需要在宿主进程中找到其重定位表地址，并通过循环其重定位描述符来解析绝对地址。

此技术类似于其他技术，例如反射式DLL，因为它们不会将任何文件放在磁盘，但是，反射式DLL注入方法甚至会更加隐蔽。它们不依赖于任何额外的Windows API（例如CreateRemoteThread或LoadLibrary），因为它们在内存中加载和执行自己。反射式DLL注入通过创建一个DLL来实现，该DLL在执行时将自身映射到内存，而不是依赖于Windows的loader。

在分析PE注入时，调用CreateRemoteThread之前通常会看到循环（通常是两个“for”循环，一个嵌套在另一个中）这种技术在crypter（加密和混淆恶意软件的软件）中非常流行。在图二中，样本的单元测试中正在利用这种技术。代码有两个嵌套循环来调整其重定位表，可以在调用WriteProcessMemory和CreateRemoteThread之前看到它。“AND 0x0fff”指令是另一个好指示，表明前12位用于获取包含重定位块的虚拟地址的偏移量。既然恶意软件已经重新计算了所有必要的地址，那么它需要做的只是将其起始地址传递给CreateRemoteThread并让它执行。

三、PROCESS HOLLOWING技术（又名 PROCESS REPLACEMENT AND RUNPE）

恶意软件可以不用将代码注入宿主程序，而是利用Process Hollowing技术。当恶意软件从目标进程中取消映射，并使用恶意可执行文件覆盖目标进程的内存空间时，会发生Process Hollowing。

恶意软件首先会创建一个新进程，以挂起模式托管恶意代码，如图三所示，这是通过调用CreateProcess并将Process Creation Flag设置为CREATE_SUSPENDED（0x00000004）来完成的。新进程的主线程是在挂起状态下创建的，并且在调用ResumeThread函数之前不会执行。接下来，恶意软件需要使用恶意载荷交换合法文件的内容，这是通过调用ZwUnmapViewOfSection或NtUnmapViewOfSection来取消映射目标进程的内存完成的。这两个API基本上释放了一个区的所有内存。现在内存处于未映射状态，loader执行VirtualAllocEx为恶意软件分配新内存，并使用WriteProcessMemory将每个恶意软件的部分写入目标进程空间。而恶意软件通过调用SetThreadContext将入口点指向它已编写的新代码段。最后，恶意软件通过调用ResumeThread恢复挂起的线程，使进程退出挂起状态。

四、线程执行劫持技术（或者说SUSPEND, INJECT, AND RESUME (SIR)）

该技术与先前讨论的Process Hollowing技术有一些相似之处。在线程执行劫持中，恶意软件以进程的现有线程为目标，并避免任何其他的进程或线程创建操作。因此，在分析期间，你可能会看到对CreateToolhelp32Snapshot和Thread32First的调用，然后是OpenThread。

获取目标线程的句柄后，恶意软件通过调用SuspandThread来挂起这个线程，然后调用VirtualAllocEx和WriteProcessMemory来分配内存并执行代码注入。代码可以包含shellcode，恶意DLL的路径以及LoadLibrary的地址。

图4展示了使用这种技术的通用木马。为了劫持线程的执行，恶意软件通过调用SetThreadContext来修改目标线程的EIP寄存器（包含下一条指令的地址的寄存器）。之后，恶意软件恢复线程来执行它已写入主机进程的shellcode。从攻击者的角度来看，SIR方法可能会出问题，因为在系统调用过程中挂起和恢复线程会导致系统崩溃。为了避免这种情况，如果EIP寄存器在NTDLL.dll范围内，复杂一点的恶意软件会稍后重新尝试。

五、通过SETWINDOWSHOOKEX进行HOOK注入

HOOK是一种拦截函数调用的技术，恶意软件可以利用HOOK的功能在特定线程中触发事件时加载其恶意DLL。这通常通过调用SetWindowsHookEx将hook routine安装到HOOK链中来完成。SetWindowsHookEx函数有四个参数。第一个参数是事件的类型。事件反映了HOOK类型的范围，从键盘上的按键（WH_KEYBOARD）到鼠标输入（WH_MOUSE），CBT等等。第二个参数是指向恶意软件想要在事件上调用的函数的指针。第三个参数是包含该函数的模块。因此，在调用SetWindowsHookEx之前，通常会看到对LoadLibrary和GetProcAddress的调用。此函数的最后一个参数是与HOOK过程相关联的线程。如果此值设置为零，则所有线程都会在触发事件时执行操作。但是，恶意软件通常针对一个线程以降低噪声，因此在SetWindowsHookEx之前也可以看到调用CreateToolhelp32Snapshot和Thread32Next来查找和定位单个线程。注入DLL后，恶意软件代表其threadId传递给SetWindowsHookEx函数的进程执行其恶意代码。在图5中，Locky Ransomware实现了这种技术。

六、通过修改注册表实现注入和持久性

Appinit_DLL，AppCertDlls和IFEO（映像文件执行选项）都是恶意软件用于注入和持久性的注册表项。条目位于以下位置：

HKLM\Software\Microsoft\Windows NT\CurrentVersion\Windows\Appinit_Dlls

HKLM\Software\Wow6432Node\Microsoft\Windows NT\CurrentVersion\Windows\Appinit_Dlls

HKLM\System\CurrentControlSet\Control\Session Manager\AppCertDlls

HKLM\Software\Microsoft\Windows NT\currentversion\image file execution options

AppInit_DLLs

恶意软件可以在Appinit_Dlls注册表项下插入其恶意库的位置，以使另一个进程加载其库。此注册表项下的每个库都会加载到每个加载User32.dll的进程中。User32.dll是一个非常常见的库，用于存储对话框等图形元素。因此，当恶意软件修改此子键时，大多数进程将加载恶意库。图6展示了Ginwui依赖这种注入和持久性方法的木马。它只是通过调用RegCreateKeyEx打开Appinit_Dlls注册表项，并通过调用RegSetValueEx来修改其值。

AppCertDlls

此方法与AppInit_DLLs方法非常相似，只是此注册表项下的DLL被加载到调用Win32 API函数CreateProcess，CreateProcessAsUser，CreateProcessWithLogonW，CreateProcessWithTokenW和WinExec的每个进程中。

映像文件执行选项（IFEO）

IFEO通常用于调试目的。开发人员可以在此注册表项下设置“调试器值”，以将程序附加到另一个可执行文件以进行调试。因此，每当启动可执行文件时，会启动附加到它的程序。要使用此功能，你只需提供调试器的路径，并将其附加到要分析的可执行文件。恶意软件可以修改此注册表项以将其自身注入目标可执行文件。在图7中，Diztakun木马通过修改任务管理器的调试器值来实现此技术。

七、APC注入和ATOMBOMBING

恶意软件可以利用异步过程调用（APC）通过将其附加到目标线程的APC队列来强制另一个线程执行其特制代码。每个线程都有一个APC队列，它们等待目标线程进入可变状态时执行。如果线程调用SleepEx，SignalObjectAndWait，MsgWaitForMultipleObjectsEx，WaitForMultipleObjectsEx或WaitForSingleObjectEx函数，则线程进入可更改状态。恶意软件通常会查找处于可更改状态的任何线程，然后调用OpenThread和QueueUserAPC将APC排入线程。 QueueUserAPC有三个参数：

1）目标线程的句柄;

2）指向恶意软件想要运行的功能的指针;

3）传递给函数指针的参数。

在图8中，Amanahe恶意软件首先调用OpenThread来获取另一个线程的句柄，然后通过LoadLibraryA调用QueueUserAPC作为函数指针，将其恶意DLL注入另一个线程。

AtomBombing是一项由enSilo研究首次引入的技术，然后用于Dridex V4。正如我们在前一篇文章中详细讨论的那样，该技术也依赖于APC注入。但是，它使用原子表写入另一个进程的内存。

八、通过SETWINDOWLONG进行附加窗口内存注入（EWMI）

EWMI依赖于注入资源管理器托盘窗口的额外窗口内存，并且已经在Gapz和PowerLoader等恶意软件系列中应用过几次。注册窗口类时，应用程序可以指定一些额外的内存字节，称为额外窗口内存（EWM）。但是，EWM的空间不大。为了规避此限制，恶意软件将代码写入explorer.exe的共享部分，并使用SetWindowLong和SendNotifyMessage使用指向shellcode的函数指针，然后执行它。

在写入共享部分时，恶意软件有两种选择。它既可以创建共享空间，也可以将其映射到自身和另一个进程（例如explorer.exe），也可以只打开已存在的共享空间。除了一些其他API调用之外，前者还有分配堆空间和调用NTMapViewOfSection的开销，因此后一种方法更常用。在恶意软件将其shellcode写入共享部分后，它使用GetWindowLong和SetWindowLong来访问和修改“Shell_TrayWnd”的额外窗口内存。GetWindowLong是一个API，用于将指定偏移量的32位值检索到窗口类对象的额外窗口内存中，SetWindowLong用于更改指定偏移量的值。这样一来，恶意软件可以简单地更改窗口类中的函数指针的偏移量，并将其指向写入共享部分的shellcode。

与上面提到的大多数其他技术一样，恶意软件需要触发它特制的代码。在先前讨论的技术中，恶意软件通过调用诸如CreateRemoteThread，QueueUserAPC或SetThreadContext之类的API来实现此目的。使用此方法，恶意软件会通过调用SendNotifyMessage来触发注入的代码。执行SendNotifyMessage后，Shell_TrayWnd接收控制并将控制转移到之前由SetWindowLong设置的值指向的地址。在图9中，名为PowerLoader的恶意软件使用此技术。

九、SHIMS注入

Microsoft向开发人员提供SHIMS主要是为了向后兼容。SHIMS允许开发人员将修补程序应用于他们的程序，而无需重写代码。通过利用SHIMS，开发人员可以告诉操作系统如何处理应用程序。SHIMS本质上是一种挂钩API并定位特定可执行文件的方法。恶意软件可以利用SHIMS来定位持久性和注入的可执行文件。Windows在加载二进制文件时运行Shim Engine以检查SHIMS数据库以应用适当的修复程序。

现在有许多方法应用修复程序，但恶意软件的最爱是与安全相关的（例如，DisableNX，DisableSEH，InjectDLL等）。要安装填充数据库，恶意软件可以部署各种方法。例如，一种常见的方法是简单地执行sdbinst.exe，并将其指向恶意sdb文件。在图10中，广告软件“按导管搜索保护”使用垫片进行持久性和注入。它在Google Chrome中执行“InjectDLL”填充程序以加载vc32loader.dll。有一些用于分析sdb文件的现有工具，但是为了分析下面列出的sdb，我使用了python-sdb。

十、IAT HOOKING和INLINE HOOKING (或者叫应用层ROOTKITS)

IAT hooking和inline hooking通常称为userland rootkit。IAT hooking是恶意软件用于更改导入地址表的技术。当合法应用程序调用位于DLL中的API时，其会执行替换的函数，而不是原始函数。相反，使用inline hooking，恶意软件则会修改API函数本身。在图11中，恶意软件FinFisher通过修改CreateWindowEx指向的位置来执行IAT hooking。