Stuxnet蠕虫病毒(超级工厂病毒)是世界上首个专门针对工业控制系统编写的破坏性病毒,能够利用对windows系统和西门子SIMATIC WinCC系统的7个漏洞进行攻击。
特别是针对西门子公司的SIMATIC WinCC监控与数据采集 (SCADA) 系统进行攻击,由于该系统在我国的多个重要行业应用广泛,被用来进行钢铁、电力、能源、化工等重要行业的人机交互与监控。
传播途径:该病毒主要通过U盘和局域网进行传播。
历史―贡献‖:曾造成伊朗核电站推迟发电。
2010-09-25,进入中国。
目录编辑本段由于Stuxnet蠕虫病毒是首个针对工业控制系统编写的破坏性病毒,对大型工业、企业用户存在一定的风险,所以,冠群金辰公司病毒防护专家给企业用户提出如下安全防护建议,以提高企业抵御未知安全风险的能力:在终端设备上开启防火墙功能。
为终端设备上所有的应用系统安装最新的补丁程序。
在终端上安装防病毒系统,设置为实时更新病毒库,并将病毒库升级到最新版本。
在终端上的用户设置最小用户权限。
在打开附件或通过网络接收文件时,弹出安全警告或提示。
在打开网络链接时,发出安全警告或提示。
尽量避免下载未知的软件或程序。
使用强口令,以保护系统免受攻击。
两个月前,赛门铁克首次披露了W32.Stuxnet针对工业生产控制系统(ICS) 进行攻击,如应用于管道和核动力工厂的控制系统。
读者可参见赛门铁克2010年7月19日的博客–―W32.Stuxnet 攻击微软零日漏洞利用USB设备大肆传播‖。
2010年9月29日,我们还将在Virus Bulletin 会议上发布一篇包含W32.Stuxnet详尽技术细节的论文。
同时我们也注意到,最近非常多的人开始对Stuxnet感染系统且不易检测的事情表示关注。
由于Stuxnet针对某个特定的工业生产控制系统进行攻击,而这些行为不会在测试环境中出现,因此在测试环境下观察到的病毒行为不全面,很可能产生误导。
事实上,运行后,Stuxnet会立即尝试进入一个可编程逻辑控制器(PLC) 的数据块—DB890。
这个数据块其实是Stuxnet自己加的,并不属于目标系统本身。
Stuxnet 会监测并向这个模块里写入数据,以根据情况和需求实时改变PLC 的流程。
在这篇博客里,我们会深入探讨Stuxnet的PLC感染方式和Rootkit功能,特别是以下几个方面:它如何选择作为攻击目标的工业生产控制系统;感染PLC代码块的方法;注入PLC的恶意代码;在被感染Windows机器中的PLC Rootkit代码。
这四点我们会分开讲,因为用来实现这些目的的代码差异很大。
Stuxnet的目的是通过修改PLC来改变工业生产控制系统的行为,包括拦截发送给PLC的读/写请求,以此判断系统是否为潜在的攻击目标;修改现有的PLC代码块,并往PLC中写入新的代码块;利用Rootkit功能隐藏PLC感染,躲避PLC管理员或程序员的检测。
这些任务之间差别很大,比如,在被感染的Windows 机器中隐藏感染代码使用的是标准的C/C++ 代码,而Stuxnet 试图在工业生产控制系统及PLC中执行的恶意代码则是用MC7字节码写的。
MC7 是PLC 环境中运行的一种汇编语言,并常用STL 进行编写。
在讨论Stuxnet攻击PLC的技术之前,让我们先来看看PLC是如何访问和编写的。
要进入PLC, 首先需要安装特殊的软件;Stuxnet 会专门针对编写PLC某些模块的WinCC/Step 7软件进行攻击。
安装这些软件后,程序员可以通过数据线连接PLC,以访问其中的内容,重新配置PLC,下载程序至PLC,或调试之前加载的代码。
一旦PLC被配置和编译后,Windows机器就可以断开和PLC的联系了,PLC会自行运行。
为了使您有一个更直观的感受,下图显示了在实际操作中,实验室里一些基本的设备配置:被Stuxnet修改后的s7otbxdx.dll 文件保留了原来的导出表,导出函数为109个,这就令Stuxnet可以应付所有相同的请求。
大部分导出命令会转发给真正的DLL,即重命名后的s7otbxsx.dll,并不会出现什么难对付的状况;事实上,109种导出形式中的93种都会照这样处理。
然而,真正的―诡计‖使用在剩下的16种导出命令中。
这16种导出不会被简单的转发,而是被改动后的DLL 拦截了。
被拦截的导出命令为在PLC中读、写、定位代码块的例程。
通过拦截这些请求,Stuxnet 可以在PLC 管理员没有察觉的情况下,修改发送至PLC 或从PLC返回的数据。
同时,通过利用这些例程,Stuxnet 可以将恶意代码隐藏在PLC 中。
为了更好的了解Stuxnet 如何进入和感染PLC,我们先来看看各种类型的数据。
PLC 会处理由管理员加载到PLC的代码和数据。
这里,我们将简要介绍一下最常见的模块和他们的功能:数据模块(DB)包含了程序相关的数据,比如数字,结构等。
系统数据模块(SDB) 包含了PLC 的配置信息;它们是根据连接到PLC 的硬件模块的数量/种类设立的。
组织模块(OB) 是程序的入口。
他们由CPU 循环执行。
针对Stuxnet,有两个特别需要的OB:OB1 是PLC 程序的入口。
它没有特别的时间要求,总是循环执行。
OB35 是一个标准的―看门狗‖模块,系统会每100ms执行一次。
这个功能可能包含了所有用于监控紧要输入的逻辑,以达到立即响应,执行功能的目的。
功能模块(FC)都是标准的代码快。
它们包含了会被PLC 执行的代码。
一般说来,OB1模块会引用至少一个FC 模块。
下面的部分会详细讲述之前提到的威胁的四大方面。
编辑本段感染原理1. 如何选择需要感染的PLCStuxnet会根据目标系统的特点,使用不同的代码来感染PLC。
一个感染的序列包括了许多PLC 模块(代码模块和数据模块),用以注入PLC来改变目标PLC 的行为。
这个威胁包括了三个感染序列。
其中两个非常相似,功能也相同,我们将其命名为序列A和B。
第三个序列我们命名为序列C。
Stuxnet通过验证―指纹‖来判断系统是否为计划攻击的目标。
它会检查:PLC种类/家族:只有CPU 6ES7-417 和6ES7-315-2 会被感染。
系统数据模块:SDB 会被解析;根据他们包含的数据,感染进程会选择A,B或其它感染方式开始行动。
当解析SDB 时,代码会搜索这两个值是否存在-- 7050h and9500h;然后根据这两个数值的出现次数,选择序列A 或B 中的一种来感染PLC。
代码还会在SDB 模块的50h 子集中搜索字节序2C CB 00 01, 这个字节序反映了通信处理器CP 342-5 (用作Profibus-DP) 是否存在。
而选择序列C进行感染的条件则由其他因素构成。
2. 感染方法Stuxnet使用―代码插入‖的感染方式。
当Stuxnet 感染OB1时,它会执行以下行为:增加原始模块的大小;在模块开头写入恶意代码;在恶意代码后插入原始的OB1 代码。
Stuxnet也会用类似于感染OB1的方式感染OB35。
它会用自身来取代标准的协同处理器DP_RECV 代码块,然后在Profibus (一个标准的用作分布式I/O的工业网络总线) 中挂钩网络通信。
利用A/B方法的感染步骤如下:检查PLC 类型;该类型必须为S7/315-2;检查SDB 模块,判断应该写入序列A 或B 中的哪一个;找到DP_RECV,将其复制到FC1869,并用Stuxnet嵌入的一个恶意拷贝将其取代;在序列中写入恶意模块(总共20个),由Stuxnet 嵌入;感染OB1,令恶意代码可以在新的周期开始时执行;感染OB35, 它将扮演―看门狗‖的角色。
对自己的恶意数据模块的读请求;对受感染模块(OB1 , OB35, DP_RECV) 的读请求;可能覆盖Stuxnet自身代码的写请求。
Stuxnet包含了监测和拦截这些请求的代码,它会修改这些请求以保证Stuxnet 的PLC 代码不会被发现或被破坏。
下面列出了几个Stuxnet用被挂钩的导出命令来应付这些情况的例子:s7blk_read: 监测读请求,而后Stuxnet 会返回:真实请求的DP_RECV (保存为FV1869);错误信息,如果读请求会涉及到它的恶意模块;OB1或OB35的干净版本的拷贝s7blk_write: 监测关于OB1/OB35的写请求,以保证他们的新版本也会被感染。
s7blk_find first / s7blk_find next: 这些例程被用于枚举PLC 中的模块。
恶意模块会被自动跳过。
s7blk_delete: 监测对模块的―删除‖操作。
如上文所述,Stuxnet 是一个非常复杂的威胁,而其中的PLC 感染代码令问题更加难以解决。
仅仅关于注入的MC7代码(我们于几个月前通过逆向工程获得)就可以讨论很久。
若想了解更多关于PLC 感染例程和Stuxnet的总体情况,请务必关注我们即将于Virus Bulletin会议中发布的白皮书。
编辑本段卡巴斯基关于360解读“超级工厂”的声明卡巴斯基实验室于2010年7月15日向全球公布了对―Stuxnet‖病毒(国内译成―震网‖、―超级病毒‖或―超级工厂‖,以下称―超级工厂‖)的技术分析,并于9月24日由其创始人及CEO尤金@卡巴斯基先生公布了更为深入的行业解读:1、―超级工厂‖病毒采用了复杂的多层攻击技术,同时利用四种―零日漏洞‖对微软操作系统进行攻击,利用两种有效的数字证书(Realtek和JMicron),让自己隐身。
2、―超级工厂‖的目的不像一般的病毒,干扰电脑正常运行或盗窃用户财产和隐私,其最终目的是入侵Simatic WinCC SCADA系统,该系统主要被用做工业控制系统,能够监控工业生产、基础设施或基于设施的工业流程。
类似的系统在全球范围内被广泛地应用于输油管道、发电厂、大型通信系统、机场、轮船甚至军事设施中。
3、―超级工厂‖已然是网络武器,被用于攻击敌对方的有重要价值的基础设施。
它标志着网络军备竞赛的开始。
4、―超级工厂‖的幕后团队是技术非常高超的专业人员,并且具有广泛的资源以及强大的财力做后盾,他们应该是得到了某个国家或政府机构的支持。
对于这样一款标志着全球网络安全进入―基础设施保护时代‖的恶性病毒,360不但没有做出任何得到微软承认的实质性贡献,却在10月2日,即卡巴斯基公布技术分析两个月后,发表了一份可谓―一派胡言‖的官方新闻,声称―超级工厂‖利用了―已知的‖微软漏洞,更口出狂言:―因为有360系列安全软件的存在‖,―中国已躲过‗超级工厂‘病毒攻击‖ 。
事实上,―超级工厂‖利用的正是―未知的‖微软漏洞(国际上通常称之为―零日漏洞‖),也即它是在微软尚没有认识到该漏洞之前进行系统攻击的。