现代恶意软件技术概述：盘点近十年恶意软件对WMI的滥用

一、前言

1.1 WMI概述

Windows管理规范（WMI）是用于在Windows操作系统上管理数据和进行操作的基础结构。WMI是微软基于Web的企业管理（WBEM）的实现。WMI使用通用信息模型（CIM）行业标准来表示系统、应用程序、网络、设备和其他托管组件。

WMI可以在所有基于Windows的应用程序中使用，其设计的初衷在于能够与C/C++、VBA或任何Windows上有引擎的脚本语言一起使用，并且可以处理ActiveX对象。有很多Windows功能都具有相关的WMI提供程序，它们实现WMI类、方法和属性定义的功能，以管理相对应的Windows功能。管理用用程序通过各种基于组件对象模型（COM）的接口与WMI通信。

主要的WMI类包括：

1、WMI系统类：WMI核心中，每个命名空间所包含的预定义类，它们提供了许多基本功能，其作用与SQL Server中的系统表类似；

2、MSFT类：提供了操纵操作系统功能的方法，例如远程事件和策略扩展；

3、CIM类：公共信息模型（CIM）类，可以从这些类中继承，Win32类就是从CIM类中继承；

4、标准使用者类：一组WMI事件使用者，它们在收到任意事件后触发操作。

1.2 恶意场景

最早滥用WMI的恶意软件是Stuxnet，它也彻底改变了我们的网络安全环境。时至今日，越来越多的恶意软件都开始滥用WMI（Windows管理规范）。Stuxnet是2010年最为复杂的蠕虫之一，它影响了伊朗纳坦兹的核处理设施，并使用WMI遍历用户，将自身传播到可用的网络共享之中。它还使用了MOF（托管对象格式）文件，这是用于创建和注册WMI提供程序和事件的方法。从ATT&CK的视角来看，该恶意软件在持久化阶段滥用了WMI（T1084）中的WMI事件订阅，在侦查阶段进行了帐户侦查（T1087）和网络共享侦查（T1135），在横向移动阶段进行了远程文件复制（T1105）。

这篇文章将详细盘点使用WMI实现其目标的恶意软件。我们期望通过本文的盘点，可以让安全从业者和决策者了解当前恶意技术。其中的每种技术都与MITER ATT&CK矩阵中的策略对应，由此展示出在防范网络攻击的过程中应当进行适当的WMI监控。

下面的策略可能直接或间接地使用WMI，每种策略都与技术相对应。

1、执行

（1）Windows管理规范技术（T1047）；

（2）进程间通信：组件对象模型（T1559.001），与WMI的交互是通过COM完成的；

（3）命令和脚本解释器：PowerShell（T1059.001），例如通过使用Get-WmiObject cmdlet获取WMI类的实例；

（4）远程服务：WMI（T1021.006），WMI为WinRM提供管理数据；

（5）计划任务/作业（T1053），Win32_ScheduledJob WMI类表示使用AT命令创建的作业。

2、持久化

（1）事件触发执行：WMI事件订阅（T1546.003），WMI可用于安装事件过滤器、提供程序、使用者和绑定，它们可以在发生特定事件时执行代码；

（2）外部远程服务（T1133），可以使用WinRM；

（3）启动或登录时自动执行：注册表运行键/启动文件夹（T1547.001），WMI类StdRegProv中包含用于操作注册表运行键的方法。

3、防御逃避

（1）影响防御：禁用或修改工具（T1562.001），可以通过WMI删除注册表项，或使用wmic.exe终止进程来实现该技术；

（2）间接命令执行（T1202），通常情况下为了避免检测，恶意软件可以使用Win32_Process WMI类执行命令，而无需直接调用cmd.exe；

（3）修改注册表（T1112），WMI类StdRegProv包含用于操纵注册表项的方法。

4、侦查

（1）帐户侦查（T1087），Win32_UserAccount WMI类包含有关计算机系统上用户帐户的信息，Win32_LoggedOnUser WMI类将会话和用户帐户相关联；

（2）文件和目录侦查（T1083），Win32_Directory WMI类可以操纵目录，CIM_DataFile WMI类表示数据的命名集合，Win32_ShortcutFile WMI类表示快捷方式文件；

（3）外围设备发现（T1120），有很多关键的WMI类，例如：Win32_CDROMDrive、Win32_DesktopMonitor、Win32_InfraredDevice、Win32_Keyboard、Win32_Printer、Win32_SerialPort、Win32_USBController、Win32_VideoControlleretc等；

（4）权限组侦查（T1069），Win32_Group WMI类提供有关组帐户的信息，Win32_GroupUser关联一个组和组内成员的帐户；

（5）进程侦查（T1057），Win32_Process WMI类可以实现对进程的侦查；

（6）注册表侦查（T1012），可以使用StdRegProv WMI类和Win32_Registry类从注册表中获取数据；

（7）远程系统侦查（T1018），Win32_PingStatus可以获取使用IPv4或IPv6地址计算机的返回数据；

（8）系统信息侦查（T1082），有很多可以使用的类，例如Win32_OperatingSystem、Win32_SystemResourcesetc等；

（9）系统网络配置侦查（T1016），Win32_SystemNetworkConnections WMI类与网络连接有关，MSFT_NetAdapter可以提供有关网络适配器的信息；

（10）系统服务侦查（T1007），Win32_Service WMI类可以表示服务；

（11）系统时间侦查（T1124），使用Win32_TimeZone可以检索时区信息；

（12）虚拟化/沙箱逃逸（T1497），Win32_ComputerSystem WMI类和Win32_BaseBoard可以检测VM。

5、横向移动

（1）进程间通信：组件对象模型（T1559.001），与WMI的交互是通过COM完成的；

（2）远程服务：Windows远程管理（T1021.006），WMI为WinRM提供管理数据；

（3）远程服务（T1021），Win32_Service WMI类表示可以位于远程位置的服务；

（4）入口工具传输（T1105），可以使用Win32_Share WMI类来实现。

6、命令和控制

（1）非标准端口（T1571），WMI调用使用135端口，然后选择一个随机端口；

（2）远程访问硬件（T1219），ManagementScope.Connect方法将目标对象连接到远程计算机上的WMI命名空间。

7、渗出

（1）通过C2通道进行渗出（T1041），可以使用连接到远程计算机上的命名空间的ManagementScope对象来实现渗出。

考虑到WMI的复杂性，上述列表可能并不详尽。WMI滥用还可以通过其它策略和技术，以更具创新性的方式来执行。但是，我们希望对这些技术的总结，能够有助于WMI检测机制的实现和改进。作为对上述内容的补充，我们会盘点一些流行恶意软件的示例，重点揭示它们是如何使用上述技术滥用WMI的。

二、恶意软件技术分析

2.1 Kingminer

Kingminer是自2018年以来一直存在的一种加密劫持恶意软件，至今仍然在持续发展，网络犯罪分子可以通过感染企业环境而获利。Kingminer在改进版本中加入了一些恶意技术，例如暴力破解SQL Server以实现初始访问、类似于WannaCry的内核漏洞利用、用于逃避黑名单的域生成算法、无文件执行等。

这种加密劫持软件滥用了WMI来检查系统上是否安装了特定的Windows Update，并且禁用了对受感染计算机的远程桌面访问。

在执行阶段，它滥用了WMI事件订阅机制，恶意脚本的一部分注册了活跃脚本使用者以实现定期执行。WMI事件使用者通过WMI事件订阅这种事件触发执行的方式（T1546.003）来保证持久性。

如果希望完整分析该恶意软件，包括其中有代表性的恶意代码，可以阅读《Kingminer僵尸网络不断改进》[3]这篇文章。

2.2 Maze勒索软件

在2019年5月底，一个名为Maze的新勒索软件成为了新闻头条，填补了GandCrab消失后的空白。Maze的作者实现了一种渗出机制，利用付款和转账实现数据泄露。利用WMI，Maze可以销毁所有存在的Windows备份，例如卷影副本。

通过查询Win32_ShadowCopy WMI类，可以找到在恶意软件下一阶段中要删除的卷影，该技术称为禁用系统恢复（T1490）。

为了更好地理解Maze勒索软件，建议阅读代码片段，可以参考《恶意软件研究者指南：逆向Maze勒索软件》[4]。

2.3 Emotet

Emotet，也称为Geodo或Mealybug，在2014年首次被发现，此后一直活跃。其第一个版本是银行木马，用于捕获受害者的银行凭据。几年后，该恶意软件从一个面向银行的威胁演变成更为通用的加载程序，可以获取系统访问权限，然后投递其他Payload，而这个Payload可以是可执行文件或脚本。

如今，Emotet的最常见攻击媒介是鱼叉式钓鱼邮件附件（T1566.001）。在电子邮件中，通常包含一个.doc文件。为了诱导用户执行恶意VBA，攻击者通常会使用社会工程学。Emotet目前已经不再局限于对银行进行攻击，还会包含加密货币挖矿和勒索软件的功能。

在策略和技术方面，最新版本的Emotet使用WMI。由于其传播非常广泛，我们在这篇文章中将进行分析，以说明如何借助WMI相关技术来检测该恶意软件。由于恶意软件并没有直接生成PowerShell，而是主要使用间接命令执行（T1202）技术，这里就需要用到Win32_Process WMI类，所以有时会被检测到。

为了配置进程的启动参数，恶意软件还会使用Win32_ProcessStartup抽象WMI类。

Emotet技术分析

我们捕获到其中一个感染来源，并对文档进行了分析，最终发现其传播依赖于VBA事件过程。在打开文件时（如果已启用宏），将会触发一个调用Document_Open()过程的事件。

作为一种混淆技术，攻击者在所有的存储过程中都使用了与下面类似的代码段，实际上这些代码没有任何作用。

下面展示的代码已经去掉了上述所提到的混淆模块，以使其更加具有可读性。Document_Open()从Zgwsfixtdhep调用Rorsxwhelbf()。

PowerShell命令行使用Yujnbbunz格式存储，并通过删除“}{”的方式，使用相同的机制进行解码。

利用WMI，Emotet恶意软件打破了进程树。如果防御者没有正确地对WMI进行监控，通常可以让恶意软件逃避检测。

2.4 sLoad

sLoad是一个PowerShell下载程序，其中包含值得关注的WMI侦查功能。微软的研究人员发现了其2.0.1版本[5]，Bitdefender发现并隔离了经过改进后的2.7.3版本。之所以我们能如此具体地区分出版本，是因为恶意软件的开发人员将其添加到了恶意脚本的开头。

当我们分析sLoad时，一些研究人员经常会提到它是如何使用BITS过滤数据的。这次，我们重点分析它滥用WMI的方式。在侦查环节中，sLoad通过WMI类Win32_Processor和Win32_OperatingSystem获取有关系统的信息（T1082，系统信息发现）。此外，它还使用Win32_LogicalDisc类来寻找可能存在的共享。

sLoad技术分析

分析的入口点是使用随机名称的PowerShell脚本，在我们的样本中是JWVrjYXZ.ps1。它是基于几个故意产生异常的try-except块。

正如微软Defender APT团队此前所分析的，恶意软件通过电子邮件中附带的ZIP压缩包附件的方式进入计算机。

随机命名的脚本负责解码在同一目录下找到的“system.ini”文件，并在不接触磁盘的情况下，在内存中执行该文件。

微软团队根据在$starsLord = Split-Path -parent -resolve $MyInvocation.MyCommand.Path;中找到的变量，将2.0.1版本称为“Starslord”。因此，我们可以根据$Sokovia = Split-Path -parent -resolve $MyInvocation.MyCommand.Path;，将2.7.3版本称为“Sokovia”。但最通用的名称还是sLoad。

恶意软件将BITS Admin工具的副本引用为$Ultron。

对于每个C&C地址，$InfinityStones表示BITS传输作业名称的随机8个字符的字符串。

$Wanda指向下载其他文件所需的完整命令，该命令为< index >随机选择运行进程名 >.log

URL转换为“< C&C >/main.php？ch=1&i=< MAC地址和计算机名的计算md5连接“

如果成功下载了至少一个文件，则使用$ad标志对其进行标记，并将内容另存为$cryptoKey。

如果没有成功下载文件，则会对C&C重新加密，并在域名后附加一个计数器。例如：hxxps[:]//nbrwer2[.]eu/topic/ and hxxps[:]//joodfbnm2[.]eu/topic/，它会退出并终止PowerShell。

使用WMI类Win32_processor，$Yoda获取到CPU名称。使用Win32_OperatingSystem，可以获取到操作系统信息。

获取当前运行进程中的特定列表，保存到$Pietro列表中。

使用带URL参数的BITS admin，可以将捕获的数据经过Base64编码后发送给攻击者。

在这种情况下，是使用Download BITS作业来渗出信息，并将信息作为URL参数传递。

如果渗出失败，则会退出并终止PowerShell。在失败的情况下，有三个命令可以使用，分别是：

· eval – 运行PowerShell脚本；

· iex – 加载并调用PowerShell代码；

· run – 运行可执行文件。

2.5 挖矿下载工具

另一个示例是使用StdRegProv WMI类操纵注册表以禁用保护机制的挖矿下载工具（T1112，修改注册表）。在执行初期，首先检查是否有网络连接，下载工具使用Win32_PingStatus类对知名站点进行了ping操作。该挖矿工具的命令行允许指定要连接的IP地址，在一些案例中，它还可以连接到德国合法的基础设施。

挖矿下载工具技术分析

首先，它尝试使用以下命令创建任务，该任务在启动时会以最高特权级别的SYSTEM身份运行。如果不能获得足够的权限，将会出现失败。

这意味着，为了保证持久性，它需要足够的特权。否则，它仅仅会启动一次附加的Payload。

随后，恶意软件创建防火墙规则，以便将例外添加到cscript.exe或wscript.exe中。

BD37D891CD1C4ABD9C8C781是“WindowsIndexCoreUpdate”，并且是cscript或wscript的BFE路径。

使用winmgmts:{impersonationLevel=Impersonate}!\\.\root\CIMV2:Win32_PingStatus.Address=去ping知名网站，如果成功就退出。

使用“winmgmts:{impersonationLevel=impersonate}!\\.\root\default:StdRegProv”修改注册表，为%TEMP%路径添加排除项，并禁用Windows Defender组件。

E16是&H80000002，表示HKEY_LOCAL_MACHINE。

尝试从URL“hxxp[:]//gmfordown[.]com/game[.]log”、“hxxp[:]//tor4games[.]com/steam[.]lock”或“hxxp[:]//dvx2videofr[.]com/pack[.]dll”检索下一阶段恶意软件，并将其另存为%TMP%\\steam.vbe。如果成功，则会运行脚本。如果失败，则退出。

每次启动时，恶意软件都会更改变量和函数的名称，删除自身，并将修改后的版本放在%AppData%//

< random_from_guid >/< random_from_guid >.vbs。随机目录被隐藏。

如果文件是.VBE脚本，则副本也是.VBE。然后在内存中重新编码和解码。

三、总结

Windows管理规范为管理员提供了很多方便，但也为恶意行为者提供了很多方便。由于WMI允许实施无文件攻击，因此我们发现在野攻击者越来越关注这些技术。在合法使用和恶意滥用方面，WMI都提供了比较高的灵活性，可以获取有关系统的信息，甚至为远程计算机和应用程序进行配置，安排在特定时间运行进程，启用和禁用日志记录以获取代码执行。

这些特性使其成为恶意行为者的理想组件，特别是在侦查方面。除此之外，WMI对于执行、持久化、横向移动、命令和控制、渗出等环节都有比较大的影响。作为一种不太典型的间接方法，它也可以成为防御逃避的一种方式。

自2018年首次发现以来，Kingminer一直在不断发展，当前版本使用事件触发执行-WMI事件订阅（T1546.003）的技术。更重要的是，WMI处于一个非常微妙的位置，可以检查是否安装了特定的Windows Update，并阻止受感染计算机上的远程桌面访问。对于勒索软件来说，WMI也可以发挥重要的作用。作为其中的典型案例，我们选择了Maze进行介绍，该恶意软件会使用WMI来删除Windows备份。将视线转移到银行领域，我们关注到知名恶意软件Emotet也使用了WMI。利用间接命令执行（T1202）技术，攻击者可以逃避某些安全产品的检测。PowerShell下载工具sLoad经常会滥用BITS，但我们看到，它也并不是唯一的攻击思路。

SLoad在侦查阶段会使用一些WMI类，例如Win32_Processor、Win32_OperatingSystem和Win32_LogicalDisc这些类来获取系统信息。我们选择了比较典型的挖矿下载工具进行分析，在该工具中，通过WMI操纵注册表来禁用保护机制（T1112，修改注册表）。另外，它还会通过Win32_PingStatus类ping知名网站，从而确认是否连接到互联网。

尽管WMI滥用已经持续了近十年，但它仍然在继续发展。如今，它已经可以在多种新型场景中发生，并影响着大量攻击技术。从Stuxnet开始，现代恶意软件结合了基于WMI的逃避技术，遗憾的是，这些看似微小的技术已经能够阻止攻击，或使目标全面沦陷。

四、参考

[1] https://docs.microsoft.com/en-us/windows/win32/wmisdk/wmi-start-page, Microsoft Docs, Windows Management Instrumentation

[2] https://attack.mitre.org/matrices/enterprise/windows/, Mitre, Windows ATT&CK Matrix

[3] https://www.bitdefender.com/files/News/CaseStudies/study/354/Bitdefender-PR-Whitepaper-KingMiner-creat4610-en-EN-GenericUse.pdf, Bitdefender Labs, Kingminer - a Crypto-Jacking Botnet Under the Scope

[4] https://download.bitdefender.com/resources/files/News/CaseStudies/study/318/Bitdefender-TRR-Whitepaper-Maze-creat4351-en-EN-GenericUse.pdf, Bitdefender Labs, A Technical Look into Maze Ransomware

[5] https://www.microsoft.com/security/blog/2020/01/21/sload-launches-version-2-0-starslord/, Microsoft Defender ATP Research Team, sLoad launches version 2.0, Starslord