一.技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明提供一種基于內(nèi)存保護(hù)類(lèi)型監(jiān)控的惡意代碼跟蹤識(shí)別方法，它涉及漏洞防御，惡意代碼檢測(cè)識(shí)別方法，屬于信息安全領(lǐng)域。

二.

背景技術(shù)：

隨著電子設(shè)備的普及，計(jì)算機(jī)技術(shù)不斷發(fā)展，整個(gè)社會(huì)對(duì)于互聯(lián)網(wǎng)及計(jì)算機(jī)的依賴(lài)持續(xù)增長(zhǎng)，此時(shí)信息安全已成為不容忽視的問(wèn)題，而軟件漏洞的檢測(cè)識(shí)別及防御技術(shù)顯得尤為重要。根據(jù)專(zhuān)利申請(qǐng)者的統(tǒng)計(jì)，近年來(lái)漏洞攻擊技術(shù)中，代碼復(fù)用攻擊(codereuseattacks)占主要地位，漏洞攻擊者通常會(huì)通過(guò)攻擊虛函數(shù)表或返回地址執(zhí)行系統(tǒng)接口函數(shù)修改惡意代碼所在內(nèi)存保護(hù)屬性，而現(xiàn)有針對(duì)這種攻擊手段的防護(hù)方式如微軟提供的執(zhí)行流保護(hù)(cfgcontrolflowguard)有下列缺點(diǎn)：保護(hù)覆蓋面積小，兼容性低，通常需要在應(yīng)用程序編譯時(shí)開(kāi)發(fā)環(huán)境提供支持，且運(yùn)行于windows10以上的高系統(tǒng)版本，兩種條件缺一不可，導(dǎo)致目前有大量的應(yīng)用程序并無(wú)法使用該類(lèi)保護(hù)方案。

三.

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

1.發(fā)明目的

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于內(nèi)存保護(hù)類(lèi)型監(jiān)控的惡意代碼跟蹤識(shí)別方法，目的在于精確檢測(cè)出發(fā)生的漏洞攻擊技術(shù)以及惡意代碼威脅，從而快速進(jìn)行相應(yīng)的防御反應(yīng)，保護(hù)沙箱環(huán)境所在網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的安全。

2.技術(shù)方案

本發(fā)明為一種基于內(nèi)存保護(hù)類(lèi)型監(jiān)控的惡意代碼跟蹤識(shí)別方法，其步驟如下：

步驟1：將技術(shù)人員開(kāi)發(fā)的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)注入到目標(biāo)進(jìn)程中；

步驟2：在目標(biāo)進(jìn)程中申請(qǐng)向量化異常處理函數(shù)，用于接管目標(biāo)進(jìn)程中所發(fā)出的異常并對(duì)該異常環(huán)境進(jìn)行分析，分析流程包含以下步驟；

步驟2-1：等待當(dāng)前進(jìn)程發(fā)生的異常事件，過(guò)濾訪問(wèn)違規(guī)之外的異常信息，并與收集的參數(shù)環(huán)境比對(duì)異常信息；

步驟2-2：如果步驟2-1比對(duì)信息成功，備份保留此段內(nèi)存，并在此內(nèi)存范圍內(nèi)做靜態(tài)規(guī)則匹配；

步驟2-3：若靜態(tài)規(guī)則匹配失敗，則從異常發(fā)生的地址動(dòng)態(tài)模擬解析并執(zhí)行該段內(nèi)存代碼，做動(dòng)態(tài)行為分析；

步驟2-4：根據(jù)步驟2-3的返回結(jié)果，最終輸出本次的檢測(cè)結(jié)論，如果為惡意代碼，給出提示并退出執(zhí)行過(guò)程；

步驟3：獲取系統(tǒng)指定動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)中針對(duì)與修改內(nèi)存保護(hù)屬性的接口函數(shù)地址，劫持其執(zhí)行流程到技術(shù)人員開(kāi)發(fā)的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)中；

步驟4：在保護(hù)程序的運(yùn)行周期中監(jiān)控所有關(guān)于此接口的調(diào)用流程，初步檢測(cè)調(diào)用的合法性，如果不合法，進(jìn)入步驟9；

步驟5：通過(guò)初步的合法性檢測(cè)后，判斷參數(shù)中是否包含執(zhí)行屬性標(biāo)志；

步驟6：針對(duì)修改內(nèi)存保護(hù)屬性為可執(zhí)行屬性的接口函數(shù)調(diào)用，清除可執(zhí)行保護(hù)標(biāo)志位；

步驟7：記錄本次接口函數(shù)調(diào)用的參數(shù)環(huán)境；

步驟8：調(diào)用原始接口函數(shù)，使程序正常運(yùn)行；

步驟9：報(bào)告發(fā)現(xiàn)漏洞攻擊(exploit)。

其中，步驟1中所述的“目標(biāo)進(jìn)程”，它是指受到本發(fā)明保護(hù)的進(jìn)程。

其中，步驟1中所述的“將技術(shù)人員開(kāi)發(fā)的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)注入到目標(biāo)進(jìn)程中”，其作法如下：其中的注入方法是本領(lǐng)域的常見(jiàn)技術(shù)。

其中，步驟2中所述的“在目標(biāo)進(jìn)程中申請(qǐng)向量化異常處理函數(shù)，用于接管目標(biāo)進(jìn)程中所發(fā)出的異?！保渥鞣ㄈ缦拢赫{(diào)用操作系統(tǒng)接口函數(shù)addvectoredexceptionhandler，注冊(cè)一個(gè)處理函數(shù)，用于處理進(jìn)程中發(fā)生的異常中斷。

其中，步驟2-1中所述的“等待當(dāng)前進(jìn)程發(fā)生的異常事件，過(guò)濾訪問(wèn)違規(guī)之外的異常信息，并與收集的參數(shù)環(huán)境比對(duì)異常信息”，其作法如下：當(dāng)進(jìn)程環(huán)境發(fā)生異常中斷后，會(huì)被步驟2中申請(qǐng)的向量化異常處理函數(shù)所接管，過(guò)濾掉exceptioncode為status_access_violation之外的異常消息，將其發(fā)生異常的地址(exceptionaddress)同步驟7中記錄的信息做對(duì)比，判斷這次異常發(fā)生的地址是否位于記錄的區(qū)間中。

其中，步驟2-2、步驟2-3中所述的“靜態(tài)規(guī)則匹配”，它是指符合惡意代碼(shellcode)形態(tài)的指令模式匹配。

其中，步驟2-2中所述的“如果步驟2-1比對(duì)信息成功，備份保留此段內(nèi)存，并在此內(nèi)存范圍內(nèi)做靜態(tài)規(guī)則匹配”，其作法如下：如果異常發(fā)生的地址位于記錄的數(shù)據(jù)區(qū)間中，保留(dump)本段內(nèi)存到本地，并對(duì)該段內(nèi)存數(shù)據(jù)進(jìn)行符合惡意代碼(shellcode)模式的靜態(tài)搜索，其中的搜索方法是本領(lǐng)域的常見(jiàn)技術(shù)，其中的dump方法是本領(lǐng)域的常見(jiàn)技術(shù)。

其中，步驟2-3中所述的“若靜態(tài)規(guī)則匹配失敗，則從異常發(fā)生的地址動(dòng)態(tài)模擬解析并執(zhí)行該段內(nèi)存代碼，做動(dòng)態(tài)行為分析”，其作法如下：動(dòng)態(tài)模塊將步驟2-1中dump下來(lái)的數(shù)據(jù)塊載入內(nèi)存中，從異常發(fā)生地址處偏移建立執(zhí)行流程，記錄其對(duì)系統(tǒng)接口函數(shù)的訪問(wèn)情況，是否存在動(dòng)態(tài)獲取系統(tǒng)接口函數(shù)地址并執(zhí)行敏感接口函數(shù)的行為。

其中，步驟3中所述的“獲取系統(tǒng)指定動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)中針對(duì)與修改內(nèi)存保護(hù)屬性的接口函數(shù)地址，劫持其執(zhí)行流程到技術(shù)人員開(kāi)發(fā)的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)中”，其作法如下：獲取ntdll模塊中，zwprotectvirtualmemory接口函數(shù)的地址，hook其執(zhí)行流程。其中hook方法是本領(lǐng)域的常見(jiàn)技術(shù)。

其中，步驟4中所述的“在保護(hù)程序的運(yùn)行周期中監(jiān)控所有關(guān)于此接口的調(diào)用流程，初步檢測(cè)調(diào)用的合法性”，其做法如下：檢測(cè)要改變保護(hù)屬性的內(nèi)存基址是否位于當(dāng)前線程信息塊中所保存的棧地址的起始范圍內(nèi)。

其中，步驟5中所述的“判斷參數(shù)中是否包含執(zhí)行屬性標(biāo)志”，其做法如下：檢測(cè)本次zwprotectvirtualmemory調(diào)用參數(shù)的newaccessprotection中是否包含執(zhí)行標(biāo)志。

其中，步驟6中所述的“清除可執(zhí)行保護(hù)標(biāo)志位”，其作法如下：該方法是本領(lǐng)域的常見(jiàn)技術(shù)。

其中，步驟7中所述的“記錄本次接口函數(shù)調(diào)用的參數(shù)環(huán)境”，其作法如下：記錄ntdll模塊中，newzwprotectvirtualmemory接口函數(shù)調(diào)用時(shí)的baseaddress參數(shù)，numberofbytestoprotect參數(shù)，oldaccessprotection參數(shù)。

其中，步驟8中所述的“調(diào)用原始接口函數(shù)，使程序正常運(yùn)行”，其做法如下：該方法是本領(lǐng)域的常見(jiàn)技術(shù)。

通過(guò)以上步驟，本發(fā)明達(dá)到了識(shí)別漏洞攻擊過(guò)程中惡意代碼(shellcode)執(zhí)行的效果，解決了現(xiàn)有技術(shù)保護(hù)覆蓋面積小，兼容性低的問(wèn)題。

3.優(yōu)點(diǎn)

本發(fā)明通過(guò)劫持修改內(nèi)存保護(hù)屬性的系統(tǒng)接口函數(shù)，判斷調(diào)用參數(shù)是否位于棧地址空間，并記錄包含可執(zhí)行屬性的調(diào)用參數(shù)，清除可執(zhí)行標(biāo)志位，導(dǎo)致受保護(hù)的應(yīng)用程序因任何原因跳轉(zhuǎn)，執(zhí)行到屬性修改過(guò)的內(nèi)存塊時(shí)，對(duì)于異常的地址進(jìn)行向高地址反匯編，并根據(jù)反匯編結(jié)果進(jìn)行的靜態(tài)掃描及加載異常內(nèi)存塊，模擬執(zhí)行的動(dòng)態(tài)行為進(jìn)行漏洞攻擊，惡意代碼的識(shí)別判斷。

針對(duì)目前常見(jiàn)的漏洞攻擊利用手段，通過(guò)攻擊虛函數(shù)表，調(diào)用修改內(nèi)存屬性的接口函數(shù)修改通過(guò)腳本所布置的惡意代碼段所在的內(nèi)存屬性，并通過(guò)攻擊虛表劫持中央處理器(cpu)的指令指針寄存器執(zhí)行到惡意代碼等代碼復(fù)用攻擊(codereuseattacks)，目前操作系統(tǒng)擁有的漏洞保護(hù)方案：地址空間布局隨機(jī)化，數(shù)據(jù)執(zhí)行保護(hù)通常無(wú)法檢測(cè)，而與windows10操作系統(tǒng)上才默認(rèn)開(kāi)啟，由微軟提供的執(zhí)行流保護(hù)(cfgcontrolflowguard)這一保護(hù)方案相比，本發(fā)明有以下優(yōu)點(diǎn)：保護(hù)覆蓋面積廣，兼容性高，執(zhí)行流保護(hù)只能被windows最新版本所支持，并且需要在編譯時(shí)開(kāi)啟這一保護(hù)方案，而非最新操作系統(tǒng)或者受保護(hù)程序在編譯時(shí)沒(méi)有開(kāi)啟這一保護(hù)策略，則無(wú)法使用這種保護(hù)，導(dǎo)致市面上大多數(shù)的軟件不支持這種防護(hù)方式，而本發(fā)明不存在這種問(wèn)題，可以在保證準(zhǔn)確度的前提下保護(hù)并支持基本上所有的應(yīng)用程序。

四.附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明所述方法流程示意圖。

圖2是本發(fā)明方法的異常處理流程示意圖。

五.具體實(shí)施方式：

本發(fā)明通過(guò)劫持修改內(nèi)存保護(hù)屬性的系統(tǒng)接口函數(shù)，收集記錄包含可執(zhí)行屬性的調(diào)用參數(shù)，做清除可執(zhí)行標(biāo)志位處理，通過(guò)監(jiān)控異常的方式來(lái)攔截目標(biāo)代碼的執(zhí)行，通過(guò)靜態(tài)規(guī)則及動(dòng)態(tài)模擬執(zhí)行的方式高效準(zhǔn)確的識(shí)別漏洞攻擊及惡意代碼。

參見(jiàn)圖1，為本發(fā)明所述方法流程示意圖，具體流程包括：

步驟s101：將本發(fā)明的保護(hù)模塊注入到目標(biāo)進(jìn)程中。

步驟s102：在受保護(hù)的目標(biāo)進(jìn)程中申請(qǐng)向量化異常處理函數(shù)，用于接管該進(jìn)程在運(yùn)行中所引發(fā)的異常中斷，處理分析異常環(huán)境，其處理過(guò)程見(jiàn)參考圖2,分為s201-s21010個(gè)步驟，如下：

步驟s201：進(jìn)程運(yùn)行期間發(fā)出異常中斷，并被向量化異常處理所攔截。

步驟s202：判定步驟s201所發(fā)生的異常中斷信息，是否為關(guān)注的異常行為，即“訪問(wèn)違規(guī)”異常(memoryaccessviolationoccurred)，對(duì)于其他原因所發(fā)出的異常中斷，此處不做處理，并將異常正常下發(fā)步驟s209。

步驟s203：對(duì)于步驟s202所過(guò)濾下的異常中斷信息，判斷其異常中斷地址(exception-address)是否位于數(shù)據(jù)容器內(nèi)，對(duì)于非該范圍內(nèi)的異常地址，執(zhí)行步驟s209。

步驟s204：將異常發(fā)生的內(nèi)存基地址開(kāi)始，地址大小范圍內(nèi)的內(nèi)存?zhèn)浞輳?fù)制下來(lái)，并記錄異常發(fā)生地址對(duì)于這段內(nèi)存的偏移地址。

步驟s205：從異常發(fā)生的地址開(kāi)始向下反匯編，將數(shù)據(jù)交由s206處理。

步驟s206：對(duì)于反匯編后的代碼，對(duì)其進(jìn)行靜態(tài)特征代碼塊掃描識(shí)別，對(duì)識(shí)別到特殊惡意指令塊的操作，報(bào)告漏洞攻擊行為步驟s210。

步驟s207：如靜態(tài)模塊掃描識(shí)別沒(méi)有危險(xiǎn)特征，進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬執(zhí)行操作，并將結(jié)果傳遞給步驟s208進(jìn)行行為分析。

步驟s208：分析該異常代碼段的行為結(jié)果，如果命中動(dòng)態(tài)特征規(guī)則，則報(bào)告漏洞攻擊，執(zhí)行步驟s210，否則執(zhí)行步驟s09。

步驟s209：本次異常檢測(cè)結(jié)束，檢測(cè)結(jié)果為非漏洞攻擊。

步驟s210：報(bào)告當(dāng)前進(jìn)程中發(fā)現(xiàn)漏洞攻擊(exploit)。

步驟s103：劫持修改內(nèi)存屬性的系統(tǒng)應(yīng)用程序編程接口(applicationprogramminginterface)，在漏洞攻擊過(guò)程中，該函數(shù)常用于修改目標(biāo)即惡意代碼(shellcode)所在內(nèi)存段的內(nèi)存屬性，劫持該接口函數(shù)用于實(shí)現(xiàn)初步漏洞攻擊判定及特定信息參數(shù)的收集。

步驟s104：用于判斷進(jìn)程是否存在通過(guò)該接口函數(shù)修改線程棧所在內(nèi)存的內(nèi)存屬性行為，如果修改保護(hù)屬性的內(nèi)存的地址位于棧地址空間中，報(bào)告漏洞攻擊，執(zhí)行步驟s109。

步驟s105：判定該次調(diào)用的參數(shù)是否帶有可執(zhí)行標(biāo)記位，即是否要將目標(biāo)內(nèi)存設(shè)置為帶有可執(zhí)行屬性的內(nèi)存，此處過(guò)濾不帶有可執(zhí)行標(biāo)志位的調(diào)用，返回執(zhí)行原始接口函數(shù)步驟s108。

步驟s106：通過(guò)步驟s105的處理部分，即說(shuō)明本次接口函數(shù)的調(diào)用參數(shù)中帶有可執(zhí)行標(biāo)記位，將原始的可執(zhí)行標(biāo)志位取消掉。

步驟s107：收集本次調(diào)用的參數(shù)環(huán)境信息，并加入由保護(hù)模塊維護(hù)的數(shù)據(jù)容器中。

步驟s108：內(nèi)存設(shè)置完畢，調(diào)用原始函數(shù)不打斷進(jìn)程的正常執(zhí)行流程，并等待該進(jìn)程所發(fā)出的異常中斷信息。

步驟s109：報(bào)告當(dāng)前進(jìn)程中發(fā)現(xiàn)漏洞攻擊(exploit)。