如何避免文件上报-制作大文件

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背景

了解hids的读者应该知道hids agent会有上报很多信息，其中有的agent会将可疑文件上报到云端做恶意分析。

同事问我一个问题：文件如果特别大，也会被上报吗？不会影响性能吗？

这个问题让我联想到 你的扫描器可以绕过防火墙么（三） 中大包绕过waf的场景，接着很容易想到：如果agent碰到大文件就不上传了，不就很容易绕过云端的恶意分析了嘛。

另外，一个恶意文件如果体积过大，可能对安全研究人员做”样本分析”造成一些困难，比如无法将文件下载到本地电脑（网速、磁盘空间可能不够）、ida等静态分析软件内存占用过大。

基于以上”安全攻防”的业务场景，加上我最近在学习一些操作系统相关的知识，所以就研究下”怎么让elf文件变大”。

文件变大的同时，还要满足以下条件：

  • 不影响elf文件执行
  • 从实用角度来说，攻击队也不会生成一个大文件，然后上传到目标。最好是上传一个小文件，上传到目标机器，然后本地让文件变大。

先说结论，有以下方式让”文件大小”变大：

  • 文件末尾追加数据
  • 稀疏文件
  • 修改inode元数据
  • 向elf文件节中填充垃圾数据

说明一下测试环境：测试程序是id命令，复制到了/tmp/y目录下

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[root@instance-fj5pftdp y]# \cp /usr/bin/id /tmp/y

文件末尾追加数据

  • 怎么实现？

    这种方式实现很简单，如下

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    [root@instance-fj5pftdp y]# echo 1111 >> ./id
    [root@instance-fj5pftdp y]# ./id
    uid=0(root) gid=0(root) 组=0(root)

    关键是这样修改后的文件，还能正常执行。

稀疏文件

  • “稀疏文件”是什么？

    “稀疏文件”的”文件大小”和实际占用磁盘空间是不一致的，比如:

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    [root@instance-fj5pftdp y]# ll -h id
    -rwxr-xr-x 1 root root 10T 9月   6 20:03 id
    [root@instance-fj5pftdp y]# du -sh id
    40K	id

    从上面命令可以看到：”文件大小”是10T，但实际数据只占用40K的磁盘大小。

    对于原理感兴趣的读者，可以参考 深度剖析 Linux cp 的秘密 这篇文章。

  • 怎么修改成”稀疏文件”？

    可以利用fallocate、truncate命令。

    使用起来也很简单，以truncate举例：

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    [root@instance-fj5pftdp y]# ls -alh id
    -rwxr-xr-x 1 root root 37K 9月   5 20:18 id
    [root@instance-fj5pftdp y]# time truncate -s 10T id   // 将id程序稀疏成10T大小

    real	0m0.007s
    user	0m0.000s
    sys	0m0.007s
    [root@instance-fj5pftdp y]# ls -alh id
    -rwxr-xr-x 1 root root 10T 9月   5 20:02 id    // 文件大小已经变成10T
    [root@instance-fj5pftdp y]# ./id
    uid=0(root) gid=0(root) 组=0(root)

    这种方式修改文件有两个特点：

    文件改动非常快，上面的例子中将id文件大小扩大到”10T”只用了1s不到

    文件大小最大可以是10T以上，但不需要本地磁盘空间真的有10T

    当你想下载或者读这个文件(比如cat)时，却是会有实实在在的10T流量。10T流量，按照”10M/s”的速度下载，也需要下载291个小时。

修改inode元数据

  • 为什么修改”inode元数据”就可以修改文件大小信息？

    inode元数据包含了文件大小信息，而inode元数据也是存储在磁盘扇区中的，所以应该可以通过修改inode元数据来”伪造”文件大小。

    其实不光大小信息，inode元数据中还包括 文件是否删除、创建时间、修改时间、访问时间 等信息，所以这些都可以被伪造。

    可以通过stat命令查看inode元数据：

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    [root@instance-fj5pftdp y]# stat id
      文件："id"
      大小：37400     	块：80         IO 块：4096   普通文件
    设备：fd01h/64769d	Inode：171252      硬链接：1
    权限：(0755/-rwxr-xr-x)  Uid：(    0/    root)   Gid：(    0/    root)
    最近访问：2021-09-06 20:27:26.224913458 +0800
    最近更改：2021-09-06 20:27:26.218913032 +0800
    最近改动：2021-09-06 20:27:26.224913458 +0800
    创建时间：-

  • 怎么修改”inode元数据”？

    利用debugfs命令，如下：

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    [root@instance-fj5pftdp ~]# debugfs -w /dev/vda1
    debugfs:  mi /tmp/y/id
                              Mode    [0100755]
                           User ID    [0]
                          Group ID    [0]
                              Size    [37400] 100000      // 这里修改文件大小为100000
                     Creation time    [1630929039]
                 ...
    debugfs:  quit
    [root@instance-fj5pftdp ~]# ll /tmp/y/id
    -rwxr-xr-x 1 root root 37400 9月   6 19:50 /tmp/y/id
    [root@instance-fj5pftdp ~]# echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches   // 清理inode缓存后，修改才生效
    [root@instance-fj5pftdp ~]# ll /tmp/y/id
    -rwxr-xr-x 1 root root 100000 9月   6 19:50 /tmp/y/id    // 文件大小变成了100000
    [root@instance-fj5pftdp ~]# /tmp/y/id
    uid=0(root) gid=0(root) 组=0(root)

    在测试过程中，需要读者注意的是：

    因为会对磁盘数据做写操作，所以最好找一个没数据的机器做测试

    记得清理inode缓存

    测试时如果使用文件当作设备，在挂载文件系统时去修改文件大小 会不生效。原因未知

向elf文件节中添加垃圾数据

  • 是什么？

    elf文件中包含很多的节，比如：

    .text存放代码

    .data存放初始化的全局变量和静态变量

    关于elf的文件格式，更多信息可以参考 《程序员的自我修养—链接、装载与库》第三章 elf文件结构描述。

    可以向elf的节（比如.data、.text、.bss等）中写入垃圾数据，而不影响程序的正常运行。

这种方式和其他三种方式的区别在于：因为可以删掉没用的节，所以就很容易就把”其他三种方式”修改的elf给还原回来。

比如strip后，文件大小就还原了

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[root@instance-fj5pftdp y]# ll -h id
-rwxr-xr-x 1 root root 10T 9月   6 20:03 id
[root@instance-fj5pftdp y]# strip id
[root@instance-fj5pftdp y]# ll -h id
-rwxr-xr-x 1 root root 37K 9月   6 20:27 id

  • 怎么”向elf文件节中添加垃圾数据”？

    没有找到linux自带的命令，找到 patch elf工具-patchkit。

    看文档感觉有点麻烦，就没有做测试了。

总结

“文件末尾追加数据”和”向elf文件节中填充垃圾数据”这两种方式是真的修改了文件内容，所以受限于磁盘空间大小也不可能生成几个T大小的文件。

“稀疏文件”这种方式，可以方便快速地生成几个T大小的文件，并且让上传、下载此文件 耗费很多时间，甚至是不可能成功。

“修改inode元数据”，虽然也可以快速地将文件大小修改为几个T，但是并不会让上传、下载此文件 耗费很多时间，传输的文件大小还是实际大小。

如果应急时碰到超大的elf文件，就先用strip看看体积会不会变小。

本文提到的手段没有在真实的对抗中实践过，仅仅是我自己的研究，欢迎有对抗经验的读者与我交流。