IRC botnet hoạt động như thế nào?

Giới thiệu về Bot

Bot là viết tắt của robot, tức các chương trình tự động hoá (chứ không phải là người máy như nghĩa chúng ta vẫn gọi) thường xuyên được sử dụng trong thế giới Internet. Người ta định nghĩa spider được dùng bởi các công cụ tìm kiếm trực tuyến, ánh xạ website và phần mềm đáp ứng theo yêu cầu trên IRC (như eggdrop) là robot. Các chương trình tự động phản ứng khi gặp sự kiện ngoài mạng nội bộ cũng được gọi là robot. Trong bài này, chúng ta sẽ quan tâm tới một kiểu robot cụ thể (hay bot như tên tắt vẫn thường được gọi) là IRC bot. IRC bot sử dụng các mạng IRC như một kênh liên lạc để nhận lệnh từ người dùng từ xa. Ví dụ cụ thể như, người dùng là một kẻ tấn công, còn bot là một Trojan horse. Một lập trình viên giỏi có thể dễ dàng tạo ra một số bot riêng của mình, hoặc xây dựng lại từ các bot có sẵn. Chúng có thể dễ dàng ẩn nấp trước những hệ thống bảo mật cơ bản, sau đó là phát tán đi nhanh chóng trong thời gian ngắn.

IRC bot là gì?

IRC là tên viết tắt của Internet Relay Chat. Đó là một giao thức được thiết kế cho hoạt động liên lạc theo kiểu hình thức tán gẫu thời gian thực (ví dụ RFC 1459, các bản update RFC 2810, 2811, 2812, 2813) dựa trên kiến trúc client-server. Hầu hết mọi server IRC đều cho phép truy cập miễn phí, không kể đối tượng sử dụng. IRC là một giao thức mạng mở dựa trên nền tảng TCP (Transmission Control Protocol - Giao thức điều khiển truyền vận), đôi khi được nâng cao với SSL (Secure Sockets Layer - Tầng socket bảo mật).

Một server IRC kết nối với server IRC khác trong cùng một mạng. Người dùng IRC có thể liên lạc với cả hai theo hình thức công cộng (trên các kênh) hoặc riêng tư (một đối một). Có hai mức truy cập cơ bản vào kênh IRC: mức người dùng (user) và mức điều hành (operator). Người dùng nào tạo một kênh liên lạc riêng sẽ trở thành người điều hành. Một điều hành viên có nhiều đặc quyền hơn (tuỳ thuộc vào từng kiểu chế độ do người điều hành ban đầu thiết lập ) so với người dùng thông thường.

Các bot IRC được coi như một người dùng (hoặc điều hành viên) thông thường. Chúng là các quy trình daemon, có thể chạy tự động một số thao tác. Quá trình điều khiển các bot này thông thường dựa trên việc gửi lệnh để thiết lập kênh liên lạc do hacker thực hiện, với mục đích chính là phá hoại. Tất nhiên, việc quản trị bot cũng đòi hỏi cơ chế thẩm định và cấp phép. Vì thế, chỉ có chủ sở hữu chúng mới có thể sử dụng.

Một thành phần quan trọng của các bot này là những sự kiện mà chúng có thể dùng để phát tán nhanh chóng tới máy tính khác. Xây dựng kế hoạch cần thận cho chương trình tấn công sẽ giúp thu được kết quả tốt hơn với thời gian ngắn hơn (như xâm phạm được nhiều máy tính hơn chẳng hạn). Một số n bot kết nối vào một kênh đơn để chờ lệnh từ kẻ tấn công thì được gọi là một botnet.

Cách đây chưa lâu, các mạng zombie (một tên khác của máy tính bị tấn công theo kiểu bot) thường được điều khiển qua công cụ độc quyền, do chính những kẻ chuyên bẻ khoá cố tình phát triển. Trải qua thời gian, chúng hướng tới phương thức điều khiển từ xa. IRC được xem là công cụ phát động các cuộc tấn công tốt nhất nhờ tính linh hoạt, dễ sử dụng và đặc biệt là các server chung có thể được dùng như một phương tiện liên lạc. IRC cung cấp cách thức điều khiển đơn giản hàng trăm, thậm chí hàng nghìn bot cùng lúc một cách linh hoạt. Nó cũng cho phép kẻ tấn công che đậy nhân dạng thật của mình với một số thủ thuật đơn giản như sử dụng proxy nặc danh hay giả mạo địa chỉ IP. Song cũng chính bởi vậy mà chúng để lại dấu vết cho người quản trị server lần theo.

Trong hầu hết các trường hợp tấn công bởi bot, nạn nhân chủ yếu là người dùng máy tính đơn lẻ, server ở các trường đại học hoặc mạng doanh nghiệp nhỏ. Lý do là bởi máy tính ở những nơi này không được giám sát chặt chẽ và thường để hở hoàn toàn lớp bảo vệ mạng. Những đối tượng người dùng này thường không xây dựng cho mình chính sách bảo mật, hoặc nếu có thì không hoàn chỉnh, chỉ cục bộ ở một số phần. Hầu hết người dùng máy tính cá nhân kết nối đường truyền ADSL đều không nhận thức được các mối nguy hiểm xung quanh và không sử dụng phần mềm bảo vệ như các công cụ diệt virus hay tường lửa cá nhân.

Các yếu tố của một cuộc tấn công

Hình 1 thể hiện cấu trúc của một botnet điển hình:

Hình 1: Cấu trúc của một botnet điển hình

• Đầu tiên kẻ tấn công sẽ phát tán trojan horse vào nhiều máy tính khác nhau. Các máy tính này trở thành zombie (máy tính bị chiếm quyền điều khiển) và kết nối tới IRC server để nghe thêm nhiều lệnh sắp tới.

• Server IRC có thể là một máy công cộng ở một trong các mạng IRC, nhưng cũng có thể là máy chuyên dụng do kẻ tấn công cài đặt lên một trong các máy bị chiếm quyền điều khiển.

• Các bot chạy trên máy tính bị chiếm quyền điều khiển, hình thành một botnet.

Một ví dụ cụ thể về IRC bot

Hoạt động của kẻ tấn công có thể chia thành bốn giai đoạn khác nhau:

• Tạo
• Cấu hình
• Tấn công
• Điều khiển

Giai đoạn Tạo phụ thuộc lớn vào kỹ năng và đòi hỏi của kẻ tấn công. Nếu là người bẻ khoá chuyên nghiệp, họ có thể cân nhắc giữa việc viết mã bot riêng hoặc đơn giản chỉ là mở rộng, tuỳ biến cái đã có. Lượng bot có sẵn là rất lớn và khả năng cấu hình cao. Một số còn cho phép thao tác dễ dàng hơn qua một giao diện đồ hoạ. Giai đoạn này không có gì khó khăn, thường dành cho những kẻ mới vào nghề.

Giai đoạn Cấu hình là cung cấp server IRC và kênh thông tin. Sau khi cài đặt lên một máy tính đã được kiểm soát, bot sẽ kết nối tới host được chọn. Đầu tiên kẻ tấn công nhập dữ liệu cần thiết vào để giới hạn quyền truy cập bot, bảo vệ an toàn cho kênh và cuối cùng cung cấp một danh sách người dùng được cấp phép (những người có thể điều khiển bot). Ở giai đoạn này, bot có thể được điều chỉnh sâu hơn, như định nghĩa phương thức tấn công và đích đến.

Giai đoạn Tấn công là sử dụng nhiều kỹ thuật khác nhau để phát tán bot, cả trực tiếp và gián tiếp. Hình thức trực tiếp có thể là khai thác lỗ hổng của hệ điều hành hoặc dịch vụ. Còn gián tiếp thường là triển khai một số phần mềm khác phục vụ cho công việc đen tối, như sử dụng file HTML dị dạng để khai thác lỗ hổng Internet Explorer, sử dụng một số phần mềm độc hại khác phân phối qua các mạng ngang hàng hoặc qua trao đổi file DCC (Direct Client–to–Client) trên IRC. Tấn công trực tiếp thường được thực hiện tự động thông qua các sâu (worm). Tất cả công việc những sâu này phải làm là tìm kiếm mạng con trong hệ thống có lỗ hổng và chèn mã bot vào. Mỗi hệ thống bị xâm phạm sau đó sẽ tiếp tục thực hiện chương trình tấn công, cho phép kẻ tấn công ghi lại tài nguyên đã dùng trước đó và có được nhiều thời gian để tìm kiếm nạn nhân khác.

Cơ chế được dùng để phân phối bot là một trong những lý do chính gây nên cái gọi là tạp nhiễu nền Internet. Một số cổng chính được dùng cho Windows, cụ thể là Windows 2000, XP SP1 (xem Bảng 1). Chúng dường như là đích ngắm yêu thích của hacker, vì rất dễ tìm ra một máy tính Windows chưa được cập nhật bản vá đầy đủ hoặc không cài đặt phần mềm tường lửa. Trường hợp này cũng rất phổ biến với người dùng máy tính gia đình và các doanh nghiệp nhỏ, những đồi tượng thường bỏ qua vấn đề bảo mật và luôn kết nối Internet băng thông rộng.

Bảng 1: Danh sách các cổng gắn với lỗ hổng dịch vụ

Giai đoạn Điều khiển gồm một số hoạt động thực hiện sau khi bot đã được cài đặt lên máy đích trong một thư mục chọn. Để khởi động với Windows, bot update các khoá đăng ký, thông thường là HKEY_LOCAL_MACHINE\SOFTWARE\Microsoft\Windows\CurrentVersion\Run\. Việc đầu tiên bot thực hiện sau khi được cài đặt thành công là kết nối tới một server IRC và liên kết với kênh điều khiển thông qua sử dụng một mật khẩu. Nickname trên IRC được tạo ngẫu nhiên. Sau đó, bot ở trạng thái sẵn sàng chờ lệnh từ ứng dụng chủ. Kẻ tấn công cũng phải sử dụng một mật khẩu để kết nối tới botnet. Điều này là cần thiết để không ai khác có thể sử dụng mạng botnet đã được cung cấp.

Hình 2: Kỹ thuật botnet hardening

IRC không chỉ cung cấp phương tiện điều khiển hàng trăm bot mà còn cho phép kẻ tấn công sử dụng nhiều kỹ thuật khác nhau để ẩn nhân dạng thực của chúng. Điều đó khiến việc đối phó trước các cuộc tấn công trở nên khó khăn. Nhưng may mắn là, do đặc điểm tự nhiên của chúng, các botnet luôn tạo ra lưu lượng đáng ngờ, tạo điều kiện dễ dàng để có thể dò tìm nhờ một số kiểu mẫu hay mô hình đã biết. Điều đó giúp các quản trị viên IRC phát hiện và can thiệp kịp thời, cho phép họ gỡ bỏ các mạng botnet và những sự lạm dụng không đáng có trên hệ thống của họ.

Trước tình hình này, những kẻ tấn công buộc phải nghĩ ra cách thức khác, cải tiến kỹ thuật C&C (Control and Command - Điều khiển qua lệnh) thành botnet hardening. Ở kỹ thuật mới này, các bot thường được cấu hình để kết nối với nhiều server khác nhau, sử dụng một hostname ánh xạ động. Nhờ đó, kẻ tấn công có thể chuyển bot sang server mới dễ dàng, vẫn hoàn toàn nắm quyền kiểm soát ngay cả khi bot đã bị phát hiện. Các dịch vụ DNS động như dyndns.com hay no-IP.com thường được dùng trong kiểu tấn công này.

DNS động

Một DNS động (như RFC 2136) là một hệ thống liên kết tên miền với địa chỉ IP động. Người dùng kết nối Internet qua modem, ADSL hoặc cáp thường không có địa chỉ IP cố định. Khi một đối tượng người dùng kết nối tới Internet, nhà cung cấp dịch vụ mạng (ISP) sẽ gán một địa chỉ IP chưa được sử dụng lấy ra từ vùng được chọn. Địa chỉ này thường được giữ nguyên cho tới khi người dùng ngừng sử dụng kết nối đó.

Cơ chế này giúp các hãng cung cấp dịch vụ mạng (ISP) tận dụng được tối đa khả năng khai thác địa chỉ IP, nhưng cản trở đối tượng người dùng cần thực hiện một số dịch vụ nào đó qua mạng Internet trong thời gian dài, song không phải sử dụng địa chỉ IP tĩnh. Để giải quyết vấn đề này, DNS động được cho ra đời. Hãng cung cấp sẽ tạo cho dịch vụ một chương trình chuyên dụng, gửi tín hiệu tới cơ sở dữ liệu DNS mỗi khi địa chỉ IP của người dùng thay đổi.

Để ẩn hoạt động, kênh IRC được cấu hình giới hạn quyền truy cập và ẩn thao tác. Các mô hình IRC điển hình cho kênh botnet là: +k (đòi hỏi phải nhập mật khẩu khi dùng kênh); +s (không được hiển thị trên danh sách các kênh công cộng); +u (chỉ có người điều hành (operator) là được hiển thị trên danh sách người dùng); +m (chỉ có người dùng ở trạng thái sử dụng âm thanh +v mới có thể gửi tin đến kênh). Hầu hết mọi chuyên gia tấn công đều dùng server IRC cá nhân, mã hoá tất cả liên lạc trên kênh dẫn. Chúng cũng có khuynh hướng sử dụng nhiều biến thể cá nhân hoá của phần mềm IRC server, được cấu hình để nghe trên các cổng ngoài tiêu chuẩn và sử dụng phiên bản đã được chỉnh sửa của giao thức, để một IRC client thông thường không thể kết nối vào mạng.

Một C&C thực tế - Agobot

Bây giờ là một vụ tấn công mẫu, cho phép chúng ta quan sát và hiểu một chương trình Command and Control (điều khiển qua lệnh) được thực hiện như thế nào. Hai máy tính sẽ được sử dụng. Máy đầu tiên chạy một server IRC dựa trên UnrealIRCd 3.2.3 và hai hệ điều hành Windows XP SP1 ảo dựa trên VMware Workstation (hai máy đích có khả năng bị tấn công). Máy thứ hai dành cho người chủ trì, điều khiển botnet qua Irssi, một text IRC client.

Để tạo chương trình thiết kế đối chiếu (reverse engineering) thật khó, Agobot thực hiện một số thường trình tự bảo vệ trước các bộ gỡ lỗi như SoftICE hay OllyDbg và trước các máy ảo như VMware, Virtual PC. Điều đó là cần thiết để hack được mã nguồn nhằm vượt qua chương trình bảo vệ của VMware, trước khi có thể cài đặt bot lên các máy ảo mẫu của chúng ta.

Cấu hình

Bước đầu tiên là cấu hình bot thông qua giao diện đồ hoạ đơn giản của nó (Xem hình 3). Thông tin được nhập vào bao gồm tên, số cổng IRC server, tên kênh, danh sách người sử dụng với mật khẩu master (chủ điều khiển), cuối cùng là tên file và thư mục cài đặt bot. Một số thành phần bổ sung cũng được kích hoạt như hỗ trợ sniffing và cơ chế trạng thái. Kết quả của giai đoạn này là file config.h, file nền tảng trong quá trình biên dịch bot được tạo.

Hình 3: Giao diện cấu hình Agobot.

Điều khiển theo lệnh (Command and Control)

Sau khi bot được biên dịch, hai hệ thống còn lại sẽ tấn công theo kiểu “thủ công”. Máy chủ (master) kết nối tới IRC server và liên kết với kênh dẫn để có thể ra lệnh điều khiển cho bot (xem hình 4).

Hình 4: Máy chủ và kết nối kênh

Muốn thu được quyền điều khiển qua các bot, một cơ chế thẩm định là cần thiết. Cơ chế này được tạo đơn giản bằng cách gửi một lệnh tới kênh (xem hình 5).

.login FaDe dune

Hình 5: Thẩm định username và password

Sau đó, bot đầu tiên được yêu cầu đưa ra danh sách tất cả chương trình đang chạy trên máy tính bị chiếm quyền kiểm soát (xem hình 6):

/msg FakeBot–wszyzc .pctrl.list

Hình 6: Máy chủ đưa ra yêu cầu cho bot đầu tiên

Sau đó, bot thứ hai được yêu cầu đưa ra thông tin và khoá cdkey của các chương trình ứng dụng cài đặt trên máy (hình 7):

/msg FakeBot2–emcdnj .bot.sysinfo
/msg FakeBot2–emcdnj .harvest.cdkeys

Hình 7: Máy chủ đưa ra yêu cầu cho bot thứ hai

Ở ví dụ này chúng ta sử dụng những tính năng hết sức đơn giản. Còn thực tế, Agobot cung cấp một tập hợp rất phong phú các lệnh và chức năng. Một trong số chúng bạn có thể xem ở Bảng 2:

Bảng 2: Một số lệnh Agobot

Bảo vệ máy tính của bạn như thế nào

Bây giờ chúng ta sẽ xem xét một số phương thức bảo vệ trước khả năng xâm phạm và phá hoại của kiểu tấn công bot, dưới góc nhìn của cả người dùng và nhà quản trị.

Các chiến lược bảo vệ cho người dùng PC

Như đã đề cập tới ở trên, tấn công bot chủ yếu được thực hiện qua các loại sâu, lướt trên mạng để tìm kiếm lỗ hổng thâm nhập được. Do đó, bước đầu tiên là phải cập nhật thường xuyên, download cá bản vá và bản update hệ thống cho cả hệ điều hành cũng như các ứng dụng truy cập Internet. Sử dụng chương trình update tự động là một ý kiến hay. Bạn cũng nên cẩn thận khi mở các file đính kèm đáng ngờ trong e-mail. Cũng sẽ là khôn ngoan khi loại bỏ hỗ trợ hình thức ngôn ngữ kịch bản như ActiveX và JavaScript (hoặc ít nhất là kiểm soát việc sử dụng của chúng). Cuối cùng, yếu tố cơ sở là bạn phải dùng ít nhất một chương trình diệt virus, trojan và luôn luôn update phiên bản mới nhất của chúng. Dẫu vậy, nhiều bot được cấu hình lần tránh khởi sự kiểm soát của các chương trình diệt virus. Vì thế, bạn nên dùng thêm phần mềm tường lửa cá nhân, nhất là khi sử dụng máy tính nối mạng liên tục 24 giờ/ngày.

Dấu hiệu chính khi có hiện diện của bot là tốc độ máy và tốc độ kết nối mạng trở nên cực kỳ chậm. Một cách kiểm tra các kết nối đáng ngờ đơn giản và hiệu quả là sử dụng công cụ netstat (xem hình 8):

C:/>netstat –an

Hình 8: Netstat trên một máy bị tấn công

Netstat

Netstat là một công cụ linh hoạt, tương thích được cả trên hệ điều hành Windows và các hệ thống *NIX. Chức năng của nó là kiểm soát các cổng đã được kích hoạt. Netstat kiểm tra quá trình nghe trên cổng TCP và UDP, sau đó cung cấp thông tin chi tiết và hoạt động mạng. Trên hệ thống *NIX, netstat hiển thị tất cả các dòng mở. Nó cũng sử dụng các bộ lọc chọn ngoài.

Trạng thái kết nối có thể trên Netstat gồm:

• ESTABLISHED – tất cả các host đều được kết nối
• CLOSING – host từ xa đang đóng kết nối
• LISTENING – host đang nghe kết nối đến
• SYN_RCVD – một host từ xa đuwocj yêu cầu khởi động kết nối
• SYN_SENT – host đang khởi động kết nối mới
• LAST_ACK – host phải gửi báo cáo trước khi đóng kết nối
• TIMED_WAIT, CLOSE_WAIT – một host từ xa đang kết thúc kết nối
• FIN_WAIT 1 – client đang kết thúc kết nối
• FIN_WAIT 2 – cả hai host đều đang kết thúc kết nối

Quan sát các kết nối ESTABLISHED tới cổng TCP trong phạm vi 6000 đến 7000 (thông thường là 6667). Nếu bạn thấy mình tính của mình bị xâm hại, hãy ngắt nó ra khỏi mạng Internet, làm sạch hệ thống, khởi động lại và kiểm tra.

Chiến lược bảo vệ cho người quản trị

Các quản trị viên thường phải cập nhật liên tục thông tin về những lỗ hổng mới nhất, cũng như đọc thường xuyên về tài nguyên bảo mật trên Internet mỗi ngày. Một số công cụ hỗ trợ Bugtraq, đưa ra bản mô tả tóm tắt danh sách thư là một ý kiến hay. Các quản trị viên cũng nên cố gắng tuyền truyền, nâng cao nhận thức cho người dùng của mình về vấn đề bảo mật và các chính sách bảo mật.

Nghiên cứu nhật ký thường trình (bản ghi log) do IDS và nhiều hệ thống tường lửa, mail server, DHCP, proxy server tạo ra cũng rất cần thiết. Điều này có thể giúp phát hiện ra lưu lượng bất thường, một dấu hiệu của sự hiện diện bot và nhờ đó có biện pháp ngăn chặn kịp thời. Sau khi lưu lượng bất thường được chú ý, một siffer sẽ đến để nhận dạng mạng con và máy tính tạo ra nó. Tất cả các biện pháp dường như đều quen thuộc và không mấy khó khăn, nhưng mọi người thường quên, hoặc bỏ qua chúng.

Bạn cũng có thể sử dụng một số kỹ thuật phức tạp hơn như honeybot. Honeybot là các máy được xây dựng với mục đích hấp dẫn kẻ tấn công. Vai trò của chúng là trở thành máy tính nạn nhân, giúp người quản trị định vị chính nguồn của vấn đề và nghiên cứu phương thức tấn công.

Nhưng kết luận cuối cùng thì, cho dù công cụ hỗ trợ là gì đi chăng nữa, biện pháp phòng chống và bảo vệ tốt nhất trước các cuộc tấn công botnet là bản thân người dùng và nhận thức của họ.

Đôi điều về tác giả

Tác giả của cuốn “Các cuộc chiến robot - Botnet hoạt động như thế nào” mà chúng ta vừa xem xét một phần nội dung của nó qua bài này là một nhóm ba người: Massimiliano Romano, Simone Rosignoli, Ennio Giannini. Nếu có điều kiện và bạn đọc nào có nhu cầu tìm hiểu chuyên sâu hơn về những nội dung thú vị trong cuốn sách này, bạn có thể mua trên eBay hoặc tìm kiếm từ nguồn Internet phong phú. Và dưới đây là đôi điều về tác giả của cuốn sách này:

Massimiliano Romano: sở thích của ông là khoa học máy tính và mạng. Ông làm việc với vai trò nhân viên tự do ở một trong các công ty điện thoại di động lớn nhất Italia. Ông bỏ ra rất nhiều thời gian vào Ham Radio, đầu tư nghiên cứu và giải mã các tín hiệu radio số.

Simone Rosignoli hiện đang là sinh viên trường đại học La Sapienza ở Rome. Anh đang theo đuổi bằng Công nghệ khoa học máy tính (bảo mật và hệ thống) ở trường. Sở thích của chàng sinh viên này là lập trình bảo mật máy tính. Quả thât, “nhân tài không đợi tuổi”!

Ennio Giannini làm việc với vai trò như một chuyên gia phân tích hệ thống. Anh sử dụng nhiều thời gian rảnh rỗi của mình vào các cuộc thử nghiệm trong môi trường GNU/Linux. Anh là một người hỗ trợ và tổ chức nguồn mở tích cực và mạnh mẽ.