An ninh mạng máy tính - Bài 11: Phần mềm mã độc

1BÀI 11. PHẦN MỀM MÃ ĐỘC
Bùi Trọng Tùng,
Viện Công nghệ thông tin và Truyền thông,
Đại học Bách khoa Hà Nội
1
Nội dung
• Giới thiệu về phần mềm mã độc
• Virus
• Trojan
• Worm
• Phát hiện và giảm thiểu nguy cơ tấn công bằng phần 
mềm độc hại
2
1
2
21. GIỚI THIỆU CHUNG
3
Khái niệm
• Phần mềm độc hại(malicious software hoặc malware) là 
những chương trình máy tính mà khi thực thi sẽ gây tổn 
hại tới tài nguyên của hệ thống hoặc chiếm đoạt một 
phần/toàn bộ quyền điều khiển hệ thống
• Phân loại:
Virus: tự lây nhiễm vào các file
Worm: tự lây nhiễm vào các chương trình thực thi
Trojan: chương trình ẩn giấu trong các tệp tin có vẻ vô 
hại, không có khả năng tự lây nhiễm
Sự phân biệt các loại này là không rõ ràng. Trong bài 
giảng sử dụng thuật ngữ quen thuộc là “virus”
4
3
4
3Các hành vi gây hại
• Phá hủy dữ liệu, phần cứng
• Nghe trộm hoạt động của người dùng trên các thiết bị vào 
ra(Keylogging)
• Đánh cắp thông tin (spyware)
• Mã hóa dữ liệu (ransomware)
• Đánh cắp tài nguyên tính toán (coinminer)
• Tạo cửa hậu (backdoor) để kẻ tấn công xâm nhập và điều 
khiển
• Che giấu hoạt động(rootkit)
• Thực hiện các hành vi tấn công
Các hành vi này có thể được thực hiện ngay hoặc đợi điều 
kiện nào đó (time bomb, logic bomb)
5
Các con đường lây nhiễm
• Email
• Ứng dụng truyền thông điệp (Instant messaging)
• Các thiết bị lưu trữ di động
• Chương trình giả mạo
• Tiện ích chia sẻ file trong mạng LAN
• Phần mềm bẻ khóa bản quyền
• Chương trình chia sẻ file
• Lỗ hổng phần mềm
• 
6
5
6
4Một kịch bản phát tán và lây nhiễm
7
Malware
Server
1. Upoad 
malware 
lên Server
2. Gửi email 
cho nạn nhân
3. Nạn nhân 
click vào 
đường dẫn
4. Kết nối tới 
Malware Server
5. Download
6. Nạn nhân 
kích hoạt
Kịch bản khác
• Sử dụng các công cụ khai thác lỗ hổng
8
Website 
vô hại
Web
Server
2. Chuyển 
hướng kết nối
3. Do thám và 
thu thập thông 
tin máy trạm 
nạn nhân
4. Phát hiện lỗ 
hổng ATBM
5. Khai thác lỗ 
hổng 
1. Truy cập 
website vô hại
7
8
5Cách thức hoạt động của virus
• Virus thông thường có 3 đoạn mã:
Đoạn mã lây nhiễm: cho phép virus tự sao chép bản thân nó và lây 
nhiễm từ chương trình này sang chương trình khác
Đoạn mã kích hoạt: Là các sự kiện hoặc điều kiện xác định khi nào 
hoạt động chính sẽ được kích hoạt
Đoạn mã hoạt động: phần thực hiện các hành động phá hoại của 
virus
• Virus được mô tả với 2 đặc trưng:
Cách thức lây nhiễm
Các hành vi phá hoại
9
Cơ chế tiêm nhiễm
10
Trước khi nhiễm Sau khi nhiễm
• Nguyên tắc cơ bản: Virus thay thế lệnh đầu tiên của file bị nhiễm 
(.exe) bằng một lệnh JUMP tới đoạn mã thực thi của virus. Kết thúc 
đoạn mã thực thi của virus là lệnh JUMP khác để nhảy tới lệnh đầu 
tiên của chương trình ban đầu
9
10
62. CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÁT HIỆN
Cuộc đua giữa phát hiện và lẩn tránh
11
Phát hiện virus
• Phương pháp phổ biến: Phát hiện dựa trên đặc trưng
Thu thập các mẫu virus và xây dựng CSDL đặc trưng về các virus. 
Thông thường là các đoạn mã lây nhiễm ở đầu file
Phát hiện: So sánh các byte trên file với những mẫu virus đã có
• Nếu là tin tặc, bạn sẽ làm gì?
12
11
12
7Cách thức lẩn tránh
• Làm cho đặc trưng trở nên khó tìm kiếm hơn
13
Original program
Original programVirus
Original program
Original program
Nối thêm
Bao quanh
jmp
jmp
Chèn giữa
Polymorphic virus – Virus đa hình 
• Thay đổi mã nguồn một cách ngẫu nhiên
14
Original programVirus
Encrypted virus code
D
e
cr
yp
te
r
K
e
y
Virus code
D
e
cr
yp
te
r
K
e
y
decrypt
jmp
13
14
8Polymorphic virus – Lây nhiễm
• Thay đổi khóa và mã hóa lại mã nguồn
15
Encrypted virus code
D
e
c
ry
p
te
r
K
e
y
Virus code
D
e
c
ry
p
te
r
K
e
y
jmp
E
n
c
ry
p
te
r
Encrypted virus code
D
e
cr
yp
te
r
K
e
y2
decrypt
Change key and encrypt
Polymophic virus – Phát hiện
• Ý tưởng 1: Sử dụng đặc trưng “hẹp” để phát hiện trình 
giải mã decrypter
Số byte mã nguồn cần so sánh ít hơn dễ phát hiện nhầm
Tin tặc có thể nhanh chóng thay đổi trình giải mã
• Ý tưởng 2: Thực thi để phát hiện sự có mặt của đặc trưng 
trên mã nguồn đã giải mã
Vấn đề: Thực thi đến thời điểm nào thì so sánh đặc trưng?
• Làm thế nào để lẩn tránh chương trình phát hiện virus?
16
15
16
9Metamorphic Virus
T-1000 in Terminator 2
17
Metamorphic Virus
• Virus siêu đa hình: sử dụng đoạn mã đặc biệt 
(metamorphic code) để tự thay đổi mã nguồn về mặt ngữ 
nghĩa khi thực thi
 Không thay đổi ngữ nghĩa ở mức cao hơn (vẫn giữ nguyên các 
chức năng, tính năng)
• Một số kỹ thuật thực hiện:
Tạo ra các đoạn mã dư thừa ngẫu nhiên
Thay đổi các thanh ghi
Thay đổi trình tự trong biểu thức điều kiện
Thay đổi trình tự các câu lệnh xử lý không có ràng buộc với nhau
Thay thế các thuật toán
18
17
18
10
Win95/Regswap(1998)
19
Win32/Evol(2000)
20
19
20
11
Zperm.A(2000)
21
Phát hiện virus siêu đa hình
• Phát hiện dựa trên hành vi (Behavior-based detection)
22
Phân tích động
• Thực thi mã độc trên môi 
trường Sandbox và quan 
sát hoạt động của mã độc
• Ưu điểm: thời gian phân 
tích nhanh, có thể xác 
định ngay cách thức hoạt 
động của virus
• Nhược điểm: yêu cầu môi 
trường an toàn để phân 
tích, không xác định được 
hết tất cả các hành vi
Phân tích tĩnh
• Sử dụng kỹ thuật dịch 
ngược để phân tích mã 
thực thi
• Ưu điểm: không cần kích 
hoạt mã độc, xác định 
được tất cả các cơ chế 
hoạt động, hành vi của 
mã độc
• Hạn chế: phức tạp, đòi 
hỏi trình độ nhân lực cao 
hơn, mất nhiều thời gian
21
22
12
Quy trình phân tích
Tạo môi trường Sandbox để phân tích
• Bước 1: Tạo các máy ảo(Virtualbox, Hyper-V, ) và các 
môi trường ảo hóa khác nếu cần(mạng, CSDL)
• Bước 2: Cài đặt hệ điều hành trên máy ảo
• Bước 3: Tắt hoặc hạn chế hoạt động của cạc mạng trên 
máy ảo để cách ly với môi trường thực
• Bước 4: Tắt các chức năng chia sẻ file, thư mục
• Bước 5: Chuyển mã độc vào môi trường phân tích
23
Môi trường phân tích phải cách ly hoàn toàn với môi 
trường làm việc và được giám sát đầy đủ
Quy trình phân tích
Phân tích tĩnh
• Bước 1: Dịch ngược mã nguồn
• Bước 2: Thu thập thông tin:
Giá trị các xâu ký tự: sử dụng công cụ BinText
Các kỹ thuật đóng gói, nén, mã hóa của virus và thực hiện các thao 
tác giải nén, giải mã cần thiết: sử dụng công cụ UPX
Phân tích động
• Bước 3: Thiết lập kết nối mạng(vật lý) cho môi trường phân 
tích. Lưu ý, giám sát chặt chẽ và không kết nối với mạng tác 
nghiệp của tổ chức
• Bước 4: Kích hoạt virus và thu thập thông tin tiến trình thực thi 
của virus, thông tin hệ thống khi virus hoạt động. Sử dụng các 
công cụ Process Monitor và Process Explorer
24
23
24
13
Quy trình phân tích
• Bước 5: Ghi nhận các kết nối mạng(logic) mà virus tạo ra. 
Bắt và phân tích lưu lượng phát sinh trên các kết nối này. 
Các công cụ có thể sử dụng: Wireshark, tcpdump, 
NetResistent, TCPView
• Bước 6: Xác định các tệp tin mới, tiến trình mới được tạo 
ra, sự thay đổi các giá trị registry trên hệ thống (sử dụng 
RegShot)
• Bước 7: Phân tích mã thực thi trên RAM, sử dụng công 
cụ OllyDbg, ProcDump
25
Lẩn tránh
• Chống phân tích tĩnh: Tạo ra các đoạn mã phức tạp để 
che giấu hoạt động thực sự
• Chống phân tích động:
Phát hiện môi trường thực thi để thay đổi hành vi
Tạo ra các hành động khiến quá trình thực thi kéo dài
• Ứng phó của phần mềm anti-virus:
Tìm kiếm và bỏ qua các đoạn mã/hành vi vô nghĩa
Mô hình hóa các hành vi chung
• Tiếp tục
 Cuộc đua giữa tin tặc và phần mềm AV mà tin tặc 
thường bước đi trước(Tại sao?)
26
25
26
14
Rootkit/Stealth Virus
• Có khả năng ẩn mình trước các phần mềm phát hiện 
virus.
• Cơ chế chung: sử dụng kỹ thuật hook để chặn các sự 
kiện và can thiệp vào quá trình xử lý sự kiện
• User-level rootkit: hook vào hàm thư viện
Dễ bị phát hiện
• Kernel-level rootkit: hook vào các hàm thực thi lời gọi hệ 
thống, hàm xử lý ngắt, driver điều khiển thiết bị, firmware 
của thiết bị
Khó bị phát hiện
• Virtualization-based rootkit: ẩn mình trong môi trường ảo 
hóa gần như không thể bị phát hiện
27
Phát hiện và phòng chống rootkit
• Phát hiện dựa trên hành vi
Phát hiện các hành vi hook
Sự biến đổi của số lượng, tần suất và thứ tự thực hiện các lời gọi 
hệ thống
• Kiểm tra toàn vẹn tập tin hệ thống
• Phát hiện dựa trên sự sai khác với hệ thống tham chiếu
28
27
28
15
3. TROJAN
29
Thiệt hại tài chính do Trojan
30
The state of financial Trojans 2014, Symantec
29
30
16
Cách thức tạo và phát tán
• Bước 1: Viết mã nguồn của Trojan
• Bước 2: Tạo gói cài đặt chưa Trojan
• Bước 3: Mã hóa che giấu để ẩn tránh chương trình AV
• Bước 4: Bao gói Trojan trong một phần mềm tiện ích
Tất cả các bước trên có thể thực hiện bằng công cụ
• Bước 5: Phát tán trên mạng
• Bước 6: Nhiễm và kích hoạt trên máy nạn nhân
31
Office 2010 
Toolkit 
TrojanDownloader
:Win32/Agent Office 2010 
Toolkit.exe
Bao gói
Một số loại Trojan
• Defacement Trojan: giao diện chương trình bao gói giống 
với các phần mềm quen thuộc
• Bonet Trojan: biến máy tính nạn nhân thành phần tử trong 
mạng lưới bị điều khiển bởi tin tặc để tấn công mạng
• Proxy Server Trojan: cho phép tin tặc sử dụng máy tính 
nạn nhân như một proxy để kết nối Internet
• FTP Trojan: lén lút cài đặt dịch vụ FTP trên máy nạn 
nhân, cho phép tin tặc đánh cắp file, thư mục bất kỳ
• Remote Access Trojan: cho phép tin tặc điều khiển máy 
tính nạn nhân từ xa
• ICMP Trojan: cho phép tin tặc đánh cắp dữ liệu và ngụy 
trang dưới dạng các thông điệp ICMP
32
31
32
17
Phòng chống và giảm thiểu
• Tránh mở các file đính kèm từ các email không rõ nguồn 
gốc
• Sử dụng firewall chặn tất cả các cổng dịch vụ không cần 
thiết
• Tránh nhận các file từ ứng dụng tin nhắn
• Gia cố hệ thống, tắt các chức năng không cần thiết trên 
máy tính
• Kiểm soát lưu lượng nội bộ
• Không tải và thực thi các file ứng dụng từ nguồn lạ
• Cập nhật các bản vá bảo mật
33
Phòng chống và giảm thiểu
• Quét, rà soát virus trên các thiết bị nhớ lưu động(USB 
drive, CD/DVD, thẻ nhớ, thiết bị di động,) khi kết nối với 
máy tính
• Phân quyền người dùng
• Sử dụng phần mềm bản quyền. Không dùng các công cụ 
bẻ khóa, cung cấp mã bản quyền
• Cài đặt phần mềm diệt virus
• Xây dựng chính sách và đào tạo người dùng
34
33
34