【360图书馆】插入U盘自动攻击：BadUSB原理与实现

插入U盘自动攻击：BadUSB原理与实现

 

 

 

漏洞背景

“BadUSB”是今年计算机安全领域的热门话题之一，该漏洞由Karsten Nohl和Jakob Lell共同发现，并在今年的BlackHat安全大会上公布。BadUSB号称是世界上最邪恶的USB外设。

笔者使用他们的代码做了个类似的U盘，用户插入U盘，就会自动执行预置在固件中的恶意代码，下载服务器上恶意文件，执行恶意操作。注意，这里的U盘自动运行可不是以前的autorun.inf自动运行程序哦，具体的技术细节可以参考后文内容。

BadUSB最可怕的一点是恶意代码存在于U盘的固件中，由于PC上的杀毒软件无法访问到U盘存放固件的区域，因此也就意味着杀毒软件和U盘格式化都无法应对BadUSB进行攻击。

BadUSB原理

在介绍BadUSB的原理之前，笔者在这里先介绍下BadUSB出现之前，利用HID(Human InterfaceDevice，是计算机直接与人交互的设备，例如键盘、鼠标等)进行攻击的两种类型。分别是"USB RUBBERDUCKY"和"Teensy"。

TEENSY介绍

攻击者在定制攻击设备时，会向USB设备中置入一个攻击芯片，此攻击芯片是一个非常小而且功能完整的单片机开发系统，它的名字叫TEENSY。通过 TEENSY你可以模拟出一个键盘和鼠标，当你插入这个定制的USB设备时，电脑会识别为一个键盘，利用设备中的微处理器与存储空间和编程进去的攻击代 码，就可以向主机发送控制命令，从而完全控制主机，无论自动播放是否开启，都可以成功。

关于TEENSY，可以参考天融信阿尔法实验室的《HID攻击之TEENSY实战》

USB RUBBER DUCKY介绍

简称USB橡皮鸭，是最早的按键注入工具，通过嵌入式开发板实现，后来发展成为一个完全成熟的商业化按键注入攻击平台。它的原理同样是将USB设备模拟成为键盘，让电脑识别成为键盘，然后进行脚本模拟按键进行攻击。

这两种攻击方式，是在BadUSB公布之前，比较流行的两种HID攻击方式，缺陷在于要定制硬件设备，通用性比较差。但是BadUSB就不一样了，它是在“USB RUBBER DUCKY”和“Teensy”攻击方式的基础上用通用的USB设备（比如U盘）。

U盘的内部构造

 

 

U盘由芯片控制器和闪存两部分组成，芯片控制器负责与PC的通讯和识别，闪存用来做数据存储；闪存中有一部分区域用来存放U盘的固件，它的作用类似于操作系统，控制软硬件交互；固件无法通过普通手段进行读取。

BadUSB就是通过对U盘的固件进行逆向重新编程，相当于改写了U盘的操作系统而进行攻击的。

USB协议漏洞

为什么要重写固件呢？下面我们可以看看USB协议中存在的安全漏洞。

现在的USB设备很多，比如音视频设备、摄像头等，因此要求系统提供最大的兼容性，甚至免驱；所以在设计USB标准的时候没有要求每个USB设备像 网络设备那样占有一个唯一可识别的MAC地址让系统进行验证，而是允许一个USB设备具有多个输入输出设备的特征。这样就可以通过重写U盘固件，伪装成一 个USB键盘，并通过虚拟键盘输入集成到U盘固件中的指令和代码而进行攻击。

BadUSB利用代码分析

笔者对KarstenNohl和Jakob Lell公布的代码进行简单的一个流程解析。

这样一个带有恶意代码的U盘就产生了，更详细的可以搜索Karsten Nohl 和 Jakob Lell公布的代码。

总结

“USB RUBBER DUCKY”、“TEENSY”、“BadUSB”三种最终都是利用了USB协议的漏洞而进行攻击的，“BadUSB”和另外两者的区别在于：BadUSB可以利用普通的USB设备，而不需要进行硬件定制，更具有普遍性。

HID攻击方式有很多种，BadUSB作为其中一种是通过伪装成键盘设备来实现的，同时HID攻击也可以通过伪装成网卡进行DNS劫持攻击。BadUSB的危害目前局限于单向感染，即USB设备感染PC，暂无发现从PC感染USB设备案例。

为了预防此类安全风险，需要我们在日常使用USB设备时，不要使用陌生的USB设备，避免USB存在恶意代码导致安全风险。

延伸：更多的USB接口攻击

通过USB接口攻击的案例很多，BadUSB只是一类，还有通过USB接口横跨PC和Mobile平台进行攻击的案例。

比如今年爆发的WireLurker蠕虫，感染病毒的电脑系统会通过USB接口去间接感染iOS设备，即使是未越狱的设备也无法避免；还有前段时间发现的电子香烟通过USB传播恶意软件到PC；最近央视也报道了充电宝盗取手机隐私的案例。

对于愈演愈烈的USB风险，应用层还没有见到好的解决方案。倒是硬件层面比较容易解决。比如360无线安全研究团队的SecUSB，还有我们腾讯安全应急响应中心的SecLine。原理都是将USB中的两根数据线去掉，具体细节可以参考《揭秘：充电宝是如何盗取你的个人隐私的》。

或许未来SecUSB或者SecLine将成为USB接口标配。

我扔个U盘你敢捡么？一种防不胜防的USB攻击方式

作者：一尺

在踏入安全圈之前，我的日子平静如水。

自从入了安全圈，我就成朋友眼中计算机怪人，自此以后，修电脑、求资源之类的事儿都不会忘了我...

“我真不会这些。”看着朋友们期待而来，失望而归的表情，我想，我大概是个假黑客吧。

一天，一个朋友找到我。朋友是一个在圈里小有名气的设计师，已经很久没联系了，突然发信息过来，开始还以为是这哥们儿要结婚，又该准备份子钱了。

“你是在搞网络安全吗？有个事儿想请你帮个忙。”

没等我推辞，朋友就跟我说了，他电脑里的文件被加密了。里面有他最近在做的一个很重要的项目，准备很长时间，现在文件却突然打不开了，自己也没有备份。眼看着要交付了，万般无奈下才来向我求助。

电脑出现了中毒的症状，希望我可以帮他把电脑救回来。

朋友表示，自己用电脑也是有常识的，从来不会去点击来源不明的链接，也没上过什么“不该上”的网站，杀毒软件也装了，所以没那么容易中毒。

我看了一下，打不开文件是因为文件被加密了（AES算法），采用这种算法加密文件，必须用其对应的密钥才能解开，这样看来我也爱莫能助。

我决定帮他找出问题的来源。经过排查，我在C盘的某个目录下发现了一个powershell脚本。

（红框部分就是一个powershell脚本）

脚本里的代码是从指定服务器里下载文件，这很可能是个攻击脚本。不仅如此，这个powershell脚本还做过免杀处理，所以杀软也无法检测。从过往经验来看，这种攻击脚本大多都是靠U盘等外接设备传播。

“最近电脑有没有借给别人用过，或者有没有用过陌生的U盘？”我问他。

“有过一次，就在前几天，有个同事拿他的U盘过来找我拷资料，奇怪的是明显示装了驱动，却读不出内容，我以为是U盘的问题，就让他换个U盘。但之后再拷文件时，却发现都打不开了，之后重启几次也没用。”

问题应该就在这个“U盘”上，听起来很像是类似rubber ducky（业界称为橡皮鸭）的设备给他的电脑植入了一段恶意代码，这段代码会自动下载一个木马，木马再对其文件进行加密，之后木马会执行把自己删掉，所以用杀软扫描也是一无所获。

橡皮鸭可通过USB接口连接电脑，且体型小巧，所以适合伪装成U盘进行攻击。

“所以是那个U盘的问题吗？那他是怎么把病毒弄到我电脑来的？”朋友突然醒悟过来。被一起工作的同事暗算，他又惊又恼。

问了下他被暗算的原因。朋友犹豫了一下，没讲什么，不过看得出他现在心里跟明镜似的。

相比二流国产剧的情节，我更想去自己去验证下这种攻击方式。虽然理论上可行，不过在我所知的案例中，还没有出现过这种攻击实例。

其实这个问题并不复杂，所有的USB设备都有一个微控制器芯片，作为设备与计算机之间的接口。而这个芯片上的固件可以被重新编程甚至植入病毒。而且，BadUSB可以轻松绕过防病毒软件，所以极难被查觉。

这只是一种攻击的途径，目的可以有很多种，危害的程度也可大可小，危害完全取决于攻击者。

我决定以一包辣条的代价，请老师傅出山，为大家复原一次用USB设备植入病毒的过程。

首先，作案前需要有一个可以被重新编程的USB设备，在某宝上，几十块钱就买到一个，简直是居家旅行黑人电脑的利器。

我在网上找了张图，简单给大家介绍一下这个设备。在蓝色的板子上，一面是存储器，一面就是控制器固件，也就是被写入恶意代码的地方。恶意代码会在电 脑安装该USB驱动的时候自动运行，这时它会模拟键盘或鼠标操作，自己编写powershell，这个过程可能转瞬即逝，整个过程都不会被杀软报警，所以 极难察觉。

货到手后，老师傅先生自编一段powershell代码，然后将这段代码植入设备，插入电脑后，就可以自动执行指令，将病毒植入到电脑。

本以为一插就怀孕，结果什么也没发生。。。

“不应该啊！”老师傅没想到，自己也有翻车的一天。

“卧槽！我怎么没想到这茬！”老师傅一阵苦笑。

其实是电脑的输入法默认输入中文，所以没能完成植入。原来老师傅的克星，不是杀软是输入法！

既然找到了症结所在，那就问题也就迎刃而解了，只要在前面设置一个大写锁定的指令，后面的指令就可以进行正常操作了。

植入代码后，老师傅就可以对这台电脑为所欲为了。

利用外部连接的硬件设备进行病毒传播的手段并不新颖，早在软驱时代，这就是传播病毒的主要方法。随着互联网的发展，利用网络传播才渐成主流，以至于很多人逐渐淡忘了USB可以传播病毒，所以会放松警惕。

我们来做个实验，看有多少人会中招。

我就近在星巴克和kfc放了五个已经植入攻击代码并伪装成了U盘的设备，一旦被人插入电脑，可以在短短几秒内植入木马，远程操控、实时监控也就不在话下了。

（太小的U盘是不行的，图片就是意思一下）

结果是有三个人中招，电脑感染木马后，我们可以监控屏幕、操纵摄像头等操作。

屏幕监控

可以看出对方应该是个财务，我们完全可以获取这些资料并且掌握该公司的人事和财务状况。

和男友很直白的交流。。。

通过监控屏幕和记录键盘敲击，经过分析后我获取了对方的对方的微博账号和密码，并登录了她的微博，发现这个微博账号关联了淘宝、知乎等账号。所以登 陆了微博就可以“快捷登录”其他关联的账户。如果她还是那种“一个密码走天下”的人，那么她的个人信息和财产就完全没有安全可言了。

还好，她遇上的是我们这些有（mei）良（dan）知（zi）的黑客，实验点到为止，没有再往下挖了。

讽刺的是，我发现这三个人里还有一个是科技公司的运维，可见即使是有计算机常识的工程师也缺乏必要的安全意识。一个早已被用烂的病毒木马传播方式，依然能让不少人中招。

键盘、鼠标、充电宝等，都可以被植入恶意代码，加上计算机外高度依赖USB外接设备，以至于这种攻击方式成功率极高。也许就是上个洗手间的工夫，电脑就可能被人入侵，一举一动完全暴露在别人的眼皮子地下。

黑客从来只黑有价值的人，如果你觉得自己很安全，那只是你缺乏被黑的价值，这句话毫不夸张。在商业领域，矛与盾的较量从未间断。

在科技领域，为保密或窃取研发资料所产生的博弈从未停止。例如华为这种极重研发的公司，投入重金的研发资料一旦泄密，其造成的影响是不可估量的。

在巨大利益的诱惑下，不少猎手都对其跃跃欲试，让华为不管是网络层还是硬件层，都投入了极高的防护成本。

所以，大家一定要注意信息安全，不要让攻击者有机可乘。