Le framework metasploit

1. Introduction

Metasploit est un framework libre d’exploitation de vulnérabilités facilitant la pré-exploitation (recherche de bugs, écriture d’exploits ou de shellcodes, …), l’exploitation (envoi de l’exploit) et la post-exploitation (exécution de code arbitraire, accès à des fichiers, injection de serveur VNC, …). Créé en 2003 par HD Moore, cet outil n'a cessé d'évoluer, notamment grâce à la communauté qui s'est formée autour de lui.

Ce framework se décompose en plusieurs parties : des interfaces (msfconsole, msfgui, …), des modules (exploits, payloads, scanners, …) et des scripts pour le meterpreter. Ce dernier se présente sous la forme d'un shell offrant de nombreuses fonctionnalités et permet via des scripts Ruby d’ajouter celles qui pourraient venir à manquer.

Étant donné la quantité de possibilités offertes, nous ne pouvons tout présenter. Nous étudions certaines fonctionnalités utilisées dans le cadre d'une intrusion fictive.

2. Attaque d'un serveur Windows en DMZ

2.1 Exploitation d'une vulnérabilité de type inclusion de fichier

Dans cette intrusion fictive, le point d'entrée est un serveur Windows se situant dans la DMZ. Ce dernier héberge un site en PHP vulnérable à une faille de type inclusion de fichiers. Le premier réflexe serait de sortir le shell PHP que l'on garde soigneusement au chaud, mais ici déjà, metasploit nous permet d'utiliser un module pour exploiter cette vulnérabilité.

Dans un premier temps, la commande use permet de sélectionner un module à utiliser (back permet de sortir de ce module). Une fois le module chargé, les variables utilisées (ici phpuri, rhost, payload et lhost) doivent être initialisées à l'aide de la commande set. Finalement, la commande exploit déchaîne les enfers^x^x exécute le module.

Le meterpreter PHP est un ajout récent au framework. Pour des raisons bien compréhensibles, il ne permet pas d'offrir toutes les fonctionnalités du meterpreter binaire comme l'interaction avec les autres processus du système. En revanche, il permet de manipuler le système de fichiers et donc d'uploader un fichier exécutable et de l'exécuter.

Pour transformer un payload en binaire exécutable, deux binaires sont fournis par metasploit : msfpayload et msfencode. msfpayload génère le bytecode d'un payload dans divers formats (brut, tableau C, Ruby et autres). Dans notre cas, nous utilisons le meterpreter qui se connectera au travers d'un tunnel SSL sur notre poste, ceci afin de passer outre un éventuel firewall. Msfencode permet quant à lui d'effectuer des transformations sur un binaire, comme un encodage du bytecode ou encore l'inclusion du code dans un autre binaire. Dans cet exemple, nous passons par la fonction loop-vbs qui crée un script vbs exécuté à chaque fois que le processus est tué. Au passage, nous incluons le meterpreter dans calc.exe afin de masquer un peu plus l'attaque.

Pour arriver à ce résultat, il suffit d'appeler msfpayload, de passer les bons paramètres et de « piper » la sortie dans msfencode, qui s'occupera de la mise en forme de notre payload.

Du côté du shell metasploit, il faut mettre en place le listener qui attend une connexion HTTPS d'un meterpreter sur le port 443 :

De retour dans le meterpreter PHP, il reste à uploader le script vbs et à le lancer :

2.2 Écoutes sur le réseau

Le site hébergé par le serveur maintenant sous contrôle contient une partie authentifiée. Le module sniffer (fondé sur la bibliothèque dnet [DNET]) du meterpreter écoute les communications sur une interface réseau et récupère ainsi des authentifiants envoyés en clair ou d'autres informations intéressantes.

Tout comme dans le shell metasploit, la commande use charge un module dans le meterpreter. Une fois chargée, la commande help est utilisée pour voir les fonctionnalités ajoutées.

La commande sniffer_interfaces liste les interfaces utilisables pour l'écoute. Une fois une interface sélectionnée, la capture peut être lancée avec sniffer_start. La commande sniffer_dump récupère un fichier au format pcap des datagrammes capturés.

Afin de simplifier l'analyse de la capture, le module psnuffle permet d'analyser le fichier pcap et d'en extraire les authentifiants de manière automatique, un peu à la manière d'un dsniff. À noter que ce module permet également d'écouter le trafic directement depuis la carte réseau.

Dans la capture produite, une connexion à un serveur FTP situé dans le LAN a été capturée. En plus d'obtenir des authentifiants, elle montre qu'une version vulnérable de WAR-FTPD est en écoute sur ce système Windows.

Une autre connexion sur un service vulnérable (samba 3.0.20) présent sur le serveur linux.test.internal a également été découverte en analysant la capture à l'aide de Wireshark et est exploitée pour obtenir un accès en tant que l'utilisateur root sur ce serveur.

2.3 Pivot

Les deux hôtes vulnérables se situant dans le LAN protégé par un firewall, il est impossible de les attaquer directement. Là encore, comme les autres frameworks d'exploitation, metasploit peut pivoter à partir d'une machine compromise. Ce pivot (commande route) route les commandes exécutées depuis metasploit à travers une session préalablement ouverte.

La session en cours est passée en tâche de fond ([Ctrl] + [Z]) afin de créer le tunnel puis exploiter la vulnérabilité.

Le serveur Windows du LAN est maintenant sous contrôle à son tour.

Le serveur Linux sera compromis de la même façon, à la différence qu'une version complète de metasploit sera uploadée pour s'en servir, si besoin, plus tard.

3. Attaque du LAN

3.1 Mise en place d'une connexion persistante

Maintenant qu'un shell est accessible sur un serveur Windows du LAN, il est intéressant de le transformer en accès persistant afin d'y accéder sans exploiter la vulnérabilité une nouvelle fois (si elle est encore présente) et avoir un accès direct à ce serveur. Pour ce faire, le script persistence installe un meterpreter chargé par un service Windows. Ici, il été modifié afin d'utiliser le payload windows/meterpreter/reverse_https.

Sur le serveur contrôlé par les attaquants, un handler écoutant sur le port 443 doit être mis en place afin de recevoir la demande de connexion émise par le serveur compromis :

3.2 Élévation de privilèges

Certains exploits ne permettent pas d'obtenir directement les privilèges LOCAL SYSTEM, comme ici, où l'exploit donne un accès en tant qu'administrateur local. Un tel accès est nécessaire afin d'accéder à des points clés du système, comme les ruches SAM et Security. Le module priv exploite diverses techniques afin d'obtenir plus de privilèges via la commande getsystem. Toutes ces techniques, exceptée Kitrap0d, nécessitent l'obtention des droits d'administrateur local.

Deux de ces méthodes reposent sur la fonction Advapi32!ImpersonateNamedPipeClient qui permet d'usurper l'identité d'un processus se connectant à un tube nommé créé depuis le processus ayant les droits administrateur local. La première crée un service qui exécute un cmd.exe se connectant au tube nommé et la seconde utilise une bibliothèque qui se charge en tant que service. Cette dernière a l'inconvénient de créer un fichier sur le disque dur.

La méthode suivante nécessite, en plus des droits d'administrateur local, les droits SeDebugPrivilege. Dans la pratique, il est plutôt rare d'avoir un compte administrateur local sans ces droits étant donné qu'il peut se les attribuer. La méthode Reflective DLL Injection [LOADR] est utilisée afin de charger une bibliothèque dans le contexte d'un service. Cette dernière duplique son jeton (advapi32!OpenProcessToken et advapi32!DuplicateTokenEx) et l'applique au thread dans lequel tourne le meterpreter(advapi32!SetThreadToken).

Une vulnérabilité dans le sous-système NTVDM est exploitée dans la dernière méthode. Découverte par Tavis Ormandy [NTVDM], elle exécute du code dans le ring0 depuis un processus (ring3). Une fois dans le contexte du kernel, les jetons d'accès des processus contenant le meterpreter et SYSTEM sont recherchés via nt!PsLookupProcessByProcessId et nt!PsReferencePrimaryToken et celui du meterpreter est modifié pour lui donner les droits LOCAL SYSTEM.

3.3 Compromission d'autres machines du LAN

3.3.1 Récupération des condensats LM et NTLM

Lors de la compromission d'une machine sous Windows, la récupération des condensats LM et NTLM est une aide précieuse pour l'attaque d'autres hôtes (réutilisation de mot de passe). Le framework fournit deux méthodes pour récupérer ces précieux condensats.

Le module priv dump, via la commande hashump, les condensats LM et NTLM. Cette méthode repose sur le même procédé que pwdump afin de récupérer les condensats sur un système démarré pour contourner le chiffrement des ruches par la SYSKEY. Après élévation de privilèges en tant que LOCAL SYSTEM, la bibliothèque samsrv.dll est chargée et les fonctions donnant accès aux condensats sont appelées (samsrv!{SamrOpenDomain, SamrEnumerateUsersInDomain, SamrOpenUser, SamrQueryInformationUser, …}).

L'alternative à cette méthode est l'utilisation du script hashdump. Ce dernier récupère la bootkey depuis les clés SYSTEM\CurrentControlSet\Control\Lsa\{JD,Skew1,GBG,Data},la remet dans l'ordre, puis l'utilise pour déchiffrer les condensats des utilisateurs, stockés dans la base des registres.

L'utilisation de la commande hashdump n'est pas très furtive, et de nombreux antivirus et HIDS détectent les injections de code au sein de LSASS.EXE, ce qui peut provoquer un crash de ce dernier et par la même occasion, un reboot du serveur victime. Plutôt que de désactiver l'antivirus (le script killav du meterpreter le fait plutôt bien), il est préférable d'utiliser la seconde méthode, qui consiste justement à utiliser des appels système « légitimes » afin de ne pas mettre en péril le fonctionnement du serveur.

À noter, en outre, que la commande hashdump du module priv peut être exécutée en tant qu'administrateur local du poste visé, alors que le script nécessite quant à lui obligatoirement les privilèges SYSTEM.

3.3.2 Réutilisation des condensats

À partir du moment où les condensats LM et NTLM sont à disposition, le premier réflexe est de sortir les rainbowtables pour les casser. Heureusement, comme bien souvent rappelé sur certains blogs au milieu d'autres échecs de la sécurité, le mécanisme d'authentification de Windows souffre d'un problème permettant de se connecter à distance à une machine sans avoir à casser le condensat. Cette attaque, nommée pass the hash [PSHTK] est implémentée dans metasploit afin de l'utiliser dans différents modules liés au protocole SMB. Dans un premier temps, la recherche des hôtes accessibles est réalisée à l'aide du module smb_login, puis le module psexec sera utilisé pour avoir une invite de commandes sur les serveurs.

Le module smb_login tente simplement de se connecter sur le service SMB d'une liste de machines. Ici, le serveur du LAN sert de pivot afin d'utiliser les modules de metasploit contre les machines se trouvant de son côté du firewall.

Le binaire psexec est souvent utilisé lors des tests de pénétration dans le but d'avoir une invite de commandes sur un système pour lequel les authentifiants sont connus. Comme toute bonne trousse à outils, metasploit intègre un module reposant sur psexec et charge un meterpreter sur ces machines.

À noter que si le condensat LM n'est pas disponible, il faut le remplacer par 32 '0' au moment de donner une valeur à la variable smbpass.

3.3.3 Jetons d'accès

Ayant gagné un accès à un nouveau serveur du LAN, la commande list_tokens du module incognito liste les utilisateurs connectés. Ce module manipule les jetons d'accès générés au moment où une session interactive est initiée (console, une session RDP ou lors d'un accès à un serveur de fichiers chiffré, par exemple).

La liste des jetons d'accès est obtenue via NtQuerySystemInformation, avec comme argument SystemHandleInformation, puis pour chaque processus, la fonction NtQueryObject est utilisée pour récupérer les objets ayant pour type Token. Pour l'affichage, le nom correspondant à un jeton est retourné par un appel à la fonction advapi32!LookupAccountSidA.

Par chance, l'administrateur du domaine est également connecté sur cette machine. La commande snarf_hashes empreinte l'identité des jetons disponible afin d'initier une connexion sur un serveur SMB. En utilisant le second serveur du LAN compromis au préalable (linux.test.internal), il est possible de lancer le module auxiliary/server/capture/smb, qui envoie toujours le même challenge lors d'une connexion (\x11\x22\x33\x44\x55\x66\x77\x88) afin d'utiliser des tables HALFLM pour retrouver les mots de passe plus rapidement.

Sur le serveur Linux compromis un peu plus tôt (linux.test.internal) :

Puis, sur le dernier serveur Windows compromis :

Ce qui donne les condensats LM de l'administrateur du domaine depuis le serveur Linux.

Une autre solution consiste à usurper l'identité TEST\Administrateur afin d'ajouter un compte faisant partie du groupe d'administrateurs du domaine via les commandes add_user et add_group_user du module incognito.

3.4 Récupération d'informations

3.4.1 Keylogging

Maintenant que le domaine est sous contrôle, vient le moment de récupérer des informations. Le framework dispose ici encore de modules pratiques pour ce cas. Afin de gagner des accès à d'autres applications (web ou bases de données SQL, par exemple), il est intéressant de capturer les frappes des utilisateurs. Le script keylogrecorder récupère les frappes d'un utilisateur sur le bureau ou dans winlogon, lancé dans une session séparée afin d'empêcher l'utilisation d'un keylogger classique. Il utilise la fonctionnalité de migration du meterpreter afin de capturer les touches dans winlogon (migration dans le processus winlogon). La récupération des touches est réalisée en appelant la fonction user32!GetAsyncKeyState.

Le commutateur -l du script verrouille l'écran de l'utilisateur afin de l'obliger à entrer son mot de passe. Cette fonctionnalité repose sur l'utilisation de l'extension railgun. Cette dernière offre un accès direct à l'API Windows depuis le shell Ruby. Le code pour verrouiller l'écran est équivalent au suivant :

De même, il est possible d'utiliser d'autres bibliothèques dans railgun en les chargeant, puis en définissant les fonctions, comme :

3.4.2 Récupération de fichiers

Lors d'une intrusion, il est intéressant de récupérer des fichiers afin de glaner davantage d'informations. Depuis peu, il est possible de rechercher des fichiers depuis le meterpreter via la très récente commande search :

Une fois les fichiers intéressants localisés, il est possible de les télécharger avec la commande download :

La fonction search recherche également sur Windows Vista, 7 et 2008, via les services d'indexation de Windows, dans l'historique du navigateur ainsi que dans les e-mails de l'utilisateur, en spécifiant iehistory pour l'historique et mapi pour les mails.

Conclusion

Il est difficile de présenter toutes les utilisations du framework metasploit tant le sujet est vaste et en mouvement (modules spécifiques au wifi, payloads pour OS mobiles, attaques client-side, …) et des sites de références permettent de suivre l'évolution du framework ([OFFSEC], [BLOG1] et [BLOG2]). L'exemple décrit ici montre en cas d'utilisation de metasploit des portes de la DMZ jusqu'au cœur du domaine Windows. À noter que metasploit est également utilisable depuis des terminaux mobiles comme les iPhones ou le N900, et de ce fait, cette attaque pourrait être exécutée depuis un café.

Nous tenons à préciser qu'aucun administrateur système n'a été blessé dans le cadre de cette intrusion fictive.

Références

[DNET] http://code.google.com/p/libdnet/

[LOADR] http://www.harmonysecurity.com/files/HS-P005_ReflectiveDllInjection.pdf

[NTVDM] http://seclists.org/fulldisclosure/2010/Jan/341

[PSHTK] http://oss.coresecurity.com/projects/pshtoolkit.htm

[TOKEN] http://www.mwrinfosecurity.com/publications/mwri_security-implications-of-windows-access-tokens_2008-04-14.pdf

[OFFSEC] http://www.offensive-security.com/metasploit-unleashed/

[BLOG1] http://www.room362.com/

[BLOG2] http://carnal0wnage.blogspot.com/