- 0x00 简介
- 0x01 常见方式
- 0x02 So preload
- 0x03 Netlink Connector
- 0x04 Audit
- 0x05 Syscall hook
- 0x06 总结
- 0x07 参考
原文出自： https://mp.weixin.qq.com/s/Ehv3bMfA9E7Ms4MXAmUCLg
0x00 简介
在入侵检测的过程中，进程创建监控是必不可少的一点，因为攻击者的绝大多数攻击行为都是以进程的方式呈现，所以及时获取到新进程创建的信息能帮助我们快速地定位攻击行为。
本文将介绍一些常见的监控进程创建的方式，包括其原理、Demo、使用条件和优缺点。行文仓促，如果有哪些错误和不足，还望大家批评指正 ：）
0x01 常见方式
目前来看，常见的获取进程创建的信息的方式有以下四种：
- So preload
- Netlink Connector
- Audit
- Syscall hook
下面我们就从原理、Demo、使用条件和优缺点来了解一下这四种方式。
0x02 So preload
原理
首先跟大家介绍两点基础知识：
1.Linux 中大部分的可执行程序是动态链接的，常用的有关进程执行的函数例如 execve均实现在 libc.so 这个动态链接库中。
2.Linux 提供了一个 so preload 的机制，它允许定义优先加载的动态链接库，方便使用者有选择地载入不同动态链接库中的相同函数。
结合上述两点不难得出，我们可以通过 so preload 来覆盖 libc.so 中的execve等函数来监控进程的创建。
demo
下面我们就来实现一个简单的 demo 。
1.创建文件 hook.c ，内容如下：
#define _GNU_SOURCE
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <dlfcn.h>
typedef ssize_t (*execve_func_t)(const char* filename, char* const argv[], char* const envp[]);
static execve_func_t old_execve = NULL;
int execve(const char* filename, char* const argv[], char* const envp[]) {
printf("Running hook\n");
printf("Program executed: %s\n", filename);
old_execve = dlsym(RTLD_NEXT, "execve");
return old_execve(filename, argv, envp);
} 该文件的主要部分就是重新定义了 ```execve```函数，在原始的```execve```执行之前打印可执行文件的名字。
2.生成动态链接库： gcc hook.c-fPIC-shared-o hook.so；
3.将上面生成的动态链接库注册成 preload ：
``` echo'/path/to/hook.so'>/etc/ld.so.preload；```
4.退出当前 shell 并重新登录（下面会讲原因），执行命令即可看到我们编写的代码已被执行：
使用条件
该方法没有什么条件限制，只需有 root 权限即可（做入侵监控程序 root 权限是必需的，后面的几种方法默认也都是在 root 权限下）。
优缺点
-
优点
轻量级，只修改库函数代码，不与内核进行交互。
-
缺点
对于使用方法的第四步，可能大家会有疑问：为什么一定要重新获取 shell 才可以看到效果呢？这是因为其实在当前 shell 下执行命令（也就是执行 execve）的实际上是当前的 shell 可执行程序，例如 bash ，而 bash 所需的动态链接库在其开始运行时就已确定，所以我们后续添加的 preload 并不会影响到当前 bash ，只有在添加 preload 之后创建的进程才会受 preload 的影响。这也就得出了该方法的第一个缺点：只能影响在 preload 之后创建的进程，这就需要检测 Agent 安装得越早越好，尽量在其他应用进程启动之前就完成安装。
除此之外还有以下几点缺点： 无法监控静态链接的程序：目前一些蠕虫木马为了降低对环境的依赖性都是用静态链接，不会加载共享库，这种情况下这种监控方式就失效了。 容易被攻击者发现并篡改：目前一些蠕虫木马本身也会向 /etc/ld.so.preload 中写入后门，以方便其对机器的持久掌控，这种情况下这种监控方式也会失效。攻击者可通过 int80h绕过 libc 直接调用系统调用，这种情况下这种监控方式也会失效。
0x03 Netlink Connector
原理
在介绍 Netlink Connector 之前，首先了解一下 Netlink 是什么，Netlink 是一个套接字家族（socket family），它被用于内核与用户态进程以及用户态进程之间的 IPC 通信，我们常用的 ss命令就是通过 Netlink 与内核通信获取的信息。
Netlink Connector 是一种 Netlink ，它的 Netlink 协议号是 NETLINK_CONNECTOR，其代码位于 https://github.com/torvalds/linux/tree/master/drivers/connector 中，其中 connectors.c 和 cnqueue.c 是 Netlink Connector 的实现代码，而 cnproc.c 是一个应用实例，名为进程事件连接器，我们可以通过该连接器来实现对进程创建的监控。
系统架构：
（图片来源：https://www.slideshare.net/kerneltlv/kernel-proc-connector-and-containers）
具体流程：
（图片来源：https://4hou.win/wordpress/?p=29586）
图中的 ncp 为 Netlink Connector Process，即用户态我们需要开发的程序。
Demo
在 Github 上已有人基于进程事件连接器开发了一个简单的进程监控程序：https://github.com/ggrandes-clones/pmon/blob/master/src/pmon.c ，其核心函数为以下三个：
- nl_connect：与内核建立连接
- set_proc_ev_listen：订阅进程事件
- handle_proc_ev：处理进程事件 其执行流程正如上图所示。
我们通过 gcc pmon.c-o pmon生成可执行程序，然后执行该程序即可看到效果
获取到的 pid 之后，再去 /proc/<pid>/目录下获取进程的详细信息即可。
使用条件
内核支持 Netlink Connector
版本 > 2.6.14
内核配置开启：cat/boot/config-$(uname-r)|egrep'CONFIG_CONNECTOR|CONFIG_PROC_EVENTS'
优缺点
- 优点
轻量级，在用户态即可获得内核提供的信息。
- 缺点
仅能获取到 pid ，详细信息需要查 /proc/<pid>/，这就存在时间差，可能有数据丢失。
0x04 Audit
原理
Linux Audit 是 Linux 内核中用来进行审计的组件，可监控系统调用和文件访问，具体架构如下（图片来源：https://slack.engineering/syscall-auditing-at-scale-e6a3ca8ac1b8）：
-
用户通过用户态的管理进程配置规则（例如图中的 go-audit ，也可替换为常用的 auditd ），并通过 Netlink 套接字通知给内核。
-
内核中的 kauditd 通过 Netlink 获取到规则并加载。
-
应用程序在调用系统调用和系统调用返回时都会经过 kauditd ，kauditd 会将这些事件记录下来并通过 Netlink 回传给用户态进程。
-
用户态进程解析事件日志并输出。
demo
从上面的架构图可知，整个框架分为用户态和内核态两部分，内核空间的 kauditd 是不可变的，用户态的程序是可以定制的，目前最常用的用户态程序就是 auditd ，除此之外知名的 osquery 在底层也是通过与 Audit 交互来获取进程事件的（https://medium.com/palantir/auditing-with-osquery-part-one-introduction-to-the-linux-audit-framework-217967cec406）。下面我们就简单介绍一下如何通过 auditd 来监控进程创建。
首先安装并启动 auditd ：
apt update && apt install auditd
systemctl start auditd && systemctl status auditd
auditd 软件包中含有一个命名行控制程序 auditctl，我们可以通过它在命令行中与 auditd 进行交互，用如下命令创建一个对 execve这个系统调用的监控：
auditctl -a exit,always -F arch=b64 -S execve 再通过 auditd 软件包中的 ausearch来检索 auditd 产生的日志：
ausearch -sc execve | grep /usr/bin/id
整个过程的执行结果如下：
至于其他的使用方法可以通过 man auditd和 man auditctl来查看。
使用条件
内核开启 Audit
cat/boot/config-$(uname-r)|grep^CONFIG_AUDIT
优缺点
- 优点
组件完善，使用 auditd 软件包中的工具即可满足大部分需求，无需额外开发代码。相比于 Netlink Connector ，获取的信息更为全面，不仅仅是 pid 。
- 缺点
性能消耗随着进程数量提升有所上升，需要通过添加白名单等配置来限制其资源占用。
0x05 Syscall hook
上面的 Netlink Connector 和 Audit 都是 Linux 本身提供的监控系统调用的方法，如果我们想拥有更大程度的可定制化，我们就需要通过安装内核模块的方式来对系统调用进行 hook 。
原理
目前常用的 hook 方法是通过修改 sys_call_table（ Linux 系统调用表）来实现，具体原理就是系统在执行系统调用时是通过系统调用号在 sys_call_table中找到相应的函数进行调用，所以只要将 sys_call_table中 execve对应的地址改为我们安装的内核模块中的函数地址即可。
具体的实现细节可参考 YSRC 的这篇关于驭龙 HIDS 如何实现进程监控的文章：https://mp.weixin.qq.com/s/ntE5FNM8UaXQFC5l4iKUUw ，这里贴出文章里的一张图方便大家对整个流程有个直观地了解：
Demo
关于 Syscall hook 的 Demo ，我在 Github 上找了很多 Demo 代码，其中就包括驭龙 HIDS 的 hook 模块，但是这些都无法在我的机器上（ Ubuntu 16.04 Kernel 4.4.0-151-generic ）正常运行，这也就暴露了 Syscall hook 的兼容性问题。
最后我决定使用 Sysdig 来进行演示，Sysdig 是一个开源的系统监控工具，其核心原理是通过内核模块监控系统调用，并将系统调用抽象成事件，用户根据这些事件定制检测规则。作为一个相对成熟的产品，Sysdig 的兼容性做得比较好，所以这里用它来演示，同时也可以方便大家自己进行测试。
具体步骤如下：
-
通过官方的安装脚本进行安装：
curl-s https://s3.amazonaws.com/download.draios.com/stable/install-sysdig | sudo bash -
检测内核模块是否已经安全：
lsmod|grep sysdig -
启动对 execve的监控：
sysdig evt.type=execve
最终的执行效果如下：
有关于 Sysdig 的更多信息可以访问其 wiki 进行获取，另外，Sysdig 团队推出了一个专门用于安全监控的工具 Falco ，Falco 在 Sysdig 的基础上抽象出了可读性更高的检测规则，并支持在容器内部署，同样，大家如果感兴趣可以访问其 wiki 获取更多信息。
使用条件
可以安装内核模块。 需针对不同 Linux 发行版和内核版本进行定制。
优缺点
-
优点
高定制化，从系统调用层面获取完整信息。
-
缺点
开发难度大。兼容性差，需针对不同发行版和内核版本进行定制和测试。
0x06 总结
本文共讲了4种常见的监控进程创建的方法，这些方法本质上是对库函数或系统调用的监控，各有优劣，这里我再各用一句话总结一下：
- So preload ：Hook 库函数，不与内核交互，轻量但易被绕过。
- Netlink Connector ：从内核获取数据，监控系统调用，轻量，仅能直接获取 pid ，其他信息需要通过读取 /proc/
/来补全。 - Audit ：从内核获取数据，监控系统调用，功能多，不只监控进程创建，获取的信息相对全面。
- Syscall hook ：从内核获取数据，监控系统调用，最接近实际系统调用，定制度高，兼容性差。
对我个人来讲，单纯地看监控进程创建这方面，我还是更推荐使用 Netlink Connector 的方式，这种方式在保证从内核获取数据的前提下又足够轻量，方便进行定制化开发。如果是想要进行全方面的监控包括进程、网络和文件，Audit 是一个不错的选择。
另外本文是以 Demo 的形式对功能进行介绍，主要是想起到一个抛砖引玉的作用，至于各方法的稳定性并没有进行充分地测试，如果各位有这方面的测试数据欢迎在这里和大家分享讨论。
最后还是那句话，如果有哪些错误和不足，还望大家批评指正 ：）