تجزیه و تحلیل بدافزار: نگاهی عمیق به تکنیک‌های مهندسی معکوس

در چشم انداز دیجیتال متصل امروزی، تهدید بدافزار به طور جدی وجود دارد. درک نحوه عملکرد بدافزار برای متخصصان امنیت سایبری، محققان و هر کسی که به دنبال محافظت از خود و سازمان‌های خود است، حیاتی است. این راهنمای جامع به دنیای تجزیه و تحلیل بدافزار و مهندسی معکوس می‌پردازد و مروری دقیق بر تکنیک‌ها، ابزارها و روش‌های ضروری ارائه می‌دهد. ما بررسی خواهیم کرد که نرم‌افزارهای مخرب چگونه عمل می‌کنند و چگونه می‌توانیم آن‌ها را تجزیه و تحلیل کنیم، با هدف نهایی درک، کاهش و جلوگیری از حملات آینده.

تجزیه و تحلیل بدافزار چیست و چرا مهم است؟

تجزیه و تحلیل بدافزار فرآیند بررسی نرم‌افزار مخرب برای درک رفتار، هدف و تأثیر بالقوه آن است. این شامل یک تحقیق روشمند برای شناسایی قابلیت‌های بدافزار، الگوهای ارتباطی و روش‌های آلودگی است. این دانش برای موارد زیر حیاتی است:

• پاسخ به حوادث: شناسایی و مهار سریع عفونت‌های بدافزار.
• اطلاعات تهدید: جمع‌آوری اطلاعات در مورد بازیگران تهدید، تاکتیک‌ها و اهداف آن‌ها.
• ارزیابی آسیب‌پذیری: تعیین تأثیر آسیب‌پذیری‌هایی که بدافزار از آن‌ها سوءاستفاده می‌کند.
• رفع بدافزار: توسعه استراتژی‌های مؤثر برای حذف بدافزار و جلوگیری از عفونت مجدد.
• ایجاد امضا: توسعه امضاها برای شناسایی و مسدود کردن عفونت‌های آینده بدافزارهای مشابه.

اهمیت تجزیه و تحلیل بدافزار فراتر از صرفاً حذف یک ویروس است. این امر بینش ارزشمندی در مورد چشم‌انداز تهدیدات که همیشه در حال تکامل است، ارائه می‌دهد و به متخصصان امنیتی اجازه می‌دهد تا به طور پیشگیرانه در برابر تهدیدات نوظهور دفاع کنند. ماهیت جهانی حملات سایبری نیازمند درک جهانی از روندهای بدافزار و استراتژی‌های دفاعی است.

تکنیک‌های اصلی مهندسی معکوس

مهندسی معکوس در قلب تجزیه و تحلیل بدافزار قرار دارد. این فرآیند تجزیه و تحلیل یک برنامه نرم‌افزاری (در این مورد، بدافزار) برای درک عملکرد داخلی آن است. این شامل چندین تکنیک کلیدی است:

۱. تحلیل استاتیک

تحلیل استاتیک بدافزار را بدون اجرای آن بررسی می‌کند. این شامل تجزیه و تحلیل کد، منابع و پیکربندی بدافزار برای به دست آوردن بینش در مورد عملکرد آن است. این می‌تواند یک روش نسبتاً ایمن و کارآمد برای شروع یک تحقیق باشد. تحلیل استاتیک به شدت به ابزارها و تکنیک‌های مختلفی از جمله موارد زیر متکی است:

• دیس‌اسمبل کردن: تبدیل کد باینری بدافزار به زبان اسمبلی، که قابل خواندن‌تر برای انسان است و به تحلیلگران اجازه می‌دهد تا دستورالعمل‌های اساسی را که توسط برنامه اجرا می‌شوند، مشاهده کنند. دیس‌اسمبلرهای محبوب شامل IDA Pro، Ghidra (گزینه‌ای رایگان و متن‌باز از NSA) و Hopper هستند.
• دکامپایل کردن: تبدیل کد اسمبلی به یک زبان سطح بالاتر (مانند C، C++). اگرچه همیشه کامل نیست، دکامپایلرها دیدگاه قابل دسترسی‌تری از منطق کد ارائه می‌دهند. نمونه‌ها شامل IDA Pro با دکامپایلر آن و دکامپایلر Ghidra است.
• استخراج رشته‌ها: شناسایی و استخراج رشته‌های قابل خواندن برای انسان که در کد بدافزار تعبیه شده‌اند. این رشته‌ها اغلب اطلاعات ارزشمندی مانند فراخوانی‌های API، مسیرهای فایل، URLها و پیام‌های خطا را آشکار می‌کنند. ابزارهایی مانند strings (یک ابزار خط فرمان موجود در اکثر سیستم‌های لینوکس) یا ابزارهای تخصصی تجزیه و تحلیل بدافزار می‌توانند این کار را انجام دهند.
• استخراج منابع: شناسایی و استخراج منابع تعبیه شده مانند آیکون‌ها، تصاویر و فایل‌های پیکربندی. این به درک اجزای بصری بدافزار و تنظیمات عملیاتی آن کمک می‌کند. ابزارهایی مانند Resource Hacker در ویندوز یا ابزارهای تحلیلی تخصصی برای این منظور استفاده می‌شوند.
• تجزیه و تحلیل PE (Portable Executable): تجزیه و تحلیل فرمت فایل PE (رایج در ویندوز) برای استخراج اطلاعاتی مانند واردات، صادرات، بخش‌ها و سایر متادیت‌ها. این سرنخ‌هایی در مورد رفتار و وابستگی‌های بدافزار ارائه می‌دهد. ابزارهایی مانند PE Explorer، PEview و CFF Explorer برای تجزیه و تحلیل فایل PE استفاده می‌شوند.
• هش کردن: محاسبه مقادیر هش (مانند MD5، SHA-256) فایل بدافزار. این هش‌ها برای شناسایی نمونه‌های بدافزار شناخته شده و ردیابی انواع مختلف بدافزار استفاده می‌شوند. سرویس‌های آنلاین مانند VirusTotal امکان جستجوی آسان هش فایل را فراهم می‌کنند.

مثال: یک نمونه بدافزار را در نظر بگیرید که حاوی رشته “C:\Users\Public\malware.exe” است. تحلیل استاتیک این مسیر فایل را آشکار می‌کند، که به طور بالقوه نشان می‌دهد که بدافزار قصد دارد خود را در کجا نصب کند. این سرنخ‌هایی در مورد هدف بدافزار ارائه می‌دهد.

۲. تحلیل پویا

تحلیل پویا شامل اجرای بدافزار در یک محیط کنترل شده (مانند یک سندباکس یا ماشین مجازی) و مشاهده رفتار آن است. این یک مرحله حیاتی برای درک اقدامات زمان اجرای بدافزار است. تکنیک‌های کلیدی عبارتند از:

• سندباکسینگ: اجرای بدافزار در یک محیط سندباکس که بدافزار را از سیستم میزبان جدا می‌کند. این به تحلیلگران اجازه می‌دهد تا رفتار بدافزار را بدون ریسک عفونت مشاهده کنند. راه حل‌های سندباکس مانند Cuckoo Sandbox به طور گسترده‌ای استفاده می‌شوند.
• نظارت بر فرآیند: نظارت بر ایجاد، اصلاح و خاتمه فرآیندها، نخ‌ها و اتصالات شبکه. این بینش‌هایی در مورد فعالیت‌های بدافزار ارائه می‌دهد. Process Monitor از Sysinternals ابزار ارزشمندی برای این کار است.
• تجزیه و تحلیل ترافیک شبکه: ضبط و تجزیه و تحلیل ترافیک شبکه تولید شده توسط بدافزار. این الگوهای ارتباطی بدافزار را آشکار می‌کند، از جمله دامنه‌هایی که با آن‌ها تماس می‌گیرد و داده‌هایی که ارسال و دریافت می‌کند. ابزارهایی مانند Wireshark برای تجزیه و تحلیل ترافیک شبکه ضروری هستند.
• نظارت بر رجیستری: نظارت بر تغییرات در رجیستری ویندوز. بدافزار اغلب از رجیستری برای حفظ ماندگاری در سیستم، ذخیره داده‌های پیکربندی و اجرای خودکار استفاده می‌کند. ابزارهایی مانند Regshot و Process Monitor می‌توانند برای نظارت بر رجیستری استفاده شوند.
• نظارت بر سیستم فایل: مشاهده فایل‌ها و دایرکتوری‌های ایجاد شده، اصلاح شده و حذف شده توسط بدافزار. این فعالیت‌های مرتبط با فایل بدافزار، مانند مکانیسم‌های انتشار آن را آشکار می‌کند. ابزارهایی مانند Process Monitor برای نظارت بر سیستم فایل مفید هستند.
• اشکال‌زدایی: استفاده از اشکال‌زداها (مانند x64dbg، OllyDbg) برای قدم زدن خط به خط در کد بدافزار، بررسی حافظه آن و درک جریان اجرای آن. این یک تکنیک پیشرفته است که کنترل دقیق بر فرآیند تجزیه و تحلیل را فراهم می‌کند.

مثال: با اجرای بدافزار در یک سندباکس، تحلیل پویا ممکن است نشان دهد که یک وظیفه زمان‌بندی شده برای اجرای خودکار در زمان مشخصی ایجاد می‌کند. این بینش در درک مکانیسم ماندگاری بدافزار حیاتی است.

ابزارهای ضروری برای تجزیه و تحلیل بدافزار

تجزیه و تحلیل بدافزار به شدت به ابزارهای تخصصی متکی است. در اینجا برخی از پرکاربردترین‌ها آورده شده است:

• دیس‌اسمبلرها: IDA Pro، Ghidra، x64dbg (همچنین یک اشکال‌زدا)، Hopper
• اشکال‌زداها: x64dbg، OllyDbg، GDB
• دکامپایلرها: IDA Pro (با دکامپایلر)، Ghidra (با دکامپایلر)
• محیط‌های سندباکس: Cuckoo Sandbox، Any.Run، Joe Sandbox
• تحلیل‌گرهای شبکه: Wireshark، Fiddler
• نظارت‌گرهای فرآیند: Process Monitor (Sysinternals)
• ویرایشگرهای هگز: HxD، 010 Editor
• تحلیل‌گرهای PE: PE Explorer، PEview، CFF Explorer
• ابزارهای استخراج رشته: strings (خط فرمان)، strings.exe (ویندوز)
• خدمات ضد ویروس و اسکن آنلاین: VirusTotal

مقابله با بسته‌بندی‌کننده‌ها و مبهم‌سازی

نویسندگان بدافزار اغلب از تکنیک‌های بسته‌بندی و مبهم‌سازی برای سخت‌تر کردن تجزیه و تحلیل کد خود استفاده می‌کنند. این تکنیک‌ها هدفشان پنهان کردن عملکرد واقعی بدافزار و گریز از شناسایی است. در اینجا نحوه مقابله با این چالش‌ها آورده شده است:

۱. بسته‌بندی‌کننده‌ها

بسته‌بندی‌کننده‌ها کد و منابع بدافزار را فشرده یا رمزگذاری می‌کنند. هنگامی که بدافزار اجرا می‌شود، خود را در حافظه باز می‌کند. تجزیه و تحلیل بدافزارهای بسته‌بندی شده شامل موارد زیر است:

• شناسایی بسته‌بندی‌کننده‌ها: ابزارهایی مانند PEiD و Detect It Easy (DiE) می‌توانند به شناسایی بسته‌بندی‌کننده مورد استفاده کمک کنند.
• بازکردن بسته: استفاده از بسته‌گشاینده‌های تخصصی یا تکنیک‌های بازکردن بسته دستی برای آشکار کردن کد اصلی. این ممکن است شامل اجرای بدافزار در یک اشکال‌زدا، تنظیم نقاط توقف و تخلیه کد باز شده از حافظه باشد.
• بازسازی واردات: از آنجایی که بسته‌بندی‌کننده‌ها اغلب واردات یک برنامه را پنهان می‌کنند، ممکن است برای تجزیه و تحلیل صحیح توابع برنامه اصلی، بازسازی دستی یا خودکار واردات مورد نیاز باشد.

مثال: UPX یک بسته‌بندی‌کننده رایج است. یک تحلیلگر ممکن است از یک بسته‌گشاینده UPX اختصاصی برای باز کردن خودکار یک فایل بسته‌بندی شده با UPX استفاده کند.

۲. مبهم‌سازی

تکنیک‌های مبهم‌سازی کد بدافزار را بدون تغییر عملکرد برنامه، دشوار می‌سازند. تکنیک‌های مبهم‌سازی رایج عبارتند از:

• تبدیل کد: تغییر نام متغیرها، درج کد زباله و بازآرایی کد برای دشوارتر کردن دنبال کردن آن.
• رمزگذاری رشته‌ها: رمزگذاری رشته‌ها برای پنهان کردن اطلاعات حساس.
• تسطیح جریان کنترل: بازسازی جریان کنترل کد برای پیچیده‌تر کردن آن.
• جایگزینی فراخوانی‌های تابع API: استفاده از فراخوانی‌های غیرمستقیم به توابع API یا استفاده از توابع API متفاوت با عملکرد مشابه.

رفع مبهم‌سازی اغلب نیازمند تکنیک‌های پیشرفته‌تری از جمله موارد زیر است:

• تحلیل دستی: بررسی دقیق کد برای درک تکنیک‌های مبهم‌سازی مورد استفاده.
• اسکریپت‌نویسی: نوشتن اسکریپت‌ها (به عنوان مثال، با استفاده از پایتون یا یک زبان اسکریپت‌نویسی پشتیبانی شده توسط یک دیس‌اسمبلر) برای خودکارسازی وظایف رفع مبهم‌سازی.
• ابزارهای خودکار رفع مبهم‌سازی: استفاده از ابزارهایی که مراحل خاصی از رفع مبهم‌سازی را خودکار می‌کنند.

مثال: یک نمونه بدافزار ممکن است از رمزگذاری XOR برای مبهم‌سازی رشته‌ها استفاده کند. یک تحلیلگر کلید XOR را شناسایی کرده و سپس رشته‌ها را رمزگشایی می‌کند.

تجزیه و تحلیل بدافزار در عمل: رویکرد گام به گام

در اینجا یک گردش کار کلی برای انجام تجزیه و تحلیل بدافزار آورده شده است:

1. به دست آوردن نمونه بدافزار: نمونه بدافزار را از یک منبع معتبر یا یک محیط امن دریافت کنید.
2. ارزیابی اولیه (تحلیل استاتیک پایه):
   • هش فایل (MD5، SHA-256) را محاسبه و ثبت کنید.
   • نوع فایل و اندازه فایل را بررسی کنید.
   • برای بررسی بسته‌بندی‌کننده‌ها از ابزارهایی مانند PEiD یا Detect It Easy (DiE) استفاده کنید.
   • رشته‌ها را با استفاده از ابزارهایی مانند strings استخراج کنید تا به دنبال سرنخ‌های جالب باشید.
3. تحلیل استاتیک پیشرفته:
   • فایل را دیس‌اسمبل کنید (IDA Pro، Ghidra و غیره).
   • کد را دکامپایل کنید (در صورت امکان).
   • کد را برای عملکرد مخرب تجزیه و تحلیل کنید.
   • فراخوانی‌های API، عملیات فایل، فعالیت شبکه و سایر رفتارهای مشکوک را شناسایی کنید.
   • هدرهای PE (واردات، صادرات، منابع) را برای جستجوی وابستگی‌ها و اطلاعات تجزیه و تحلیل کنید.
4. تحلیل پویا:
   • یک محیط کنترل شده (سندباکس یا ماشین مجازی) راه‌اندازی کنید.
   • بدافزار را اجرا کنید.
   • رفتار فرآیند را نظارت کنید (Process Monitor).
   • ترافیک شبکه را ضبط کنید (Wireshark).
   • تغییرات رجیستری و سیستم فایل را نظارت کنید.
   • رفتار بدافزار را در یک سندباکس تجزیه و تحلیل کنید، اقدامات و مصنوعاتی را که ایجاد می‌کند مشاهده کنید.
5. گزارش‌دهی و مستندسازی:
   • تمام یافته‌ها را مستند کنید.
   • گزارشی ایجاد کنید که رفتار، عملکرد و تأثیر بدافزار را خلاصه کند.
   • گزارش را با ذینفعان مربوطه به اشتراک بگذارید.
6. ایجاد امضا (اختیاری):
   • امضاها (مانند قوانین YARA) را برای شناسایی بدافزار یا انواع آن ایجاد کنید.
   • امضاها را با جامعه امنیتی به اشتراک بگذارید.

مراحل و تکنیک‌های خاص بسته به نمونه بدافزار و اهداف تحلیلگر متفاوت خواهد بود.

نمونه‌های واقعی تجزیه و تحلیل بدافزار

برای نشان دادن کاربرد این تکنیک‌ها، بیایید چند سناریو را در نظر بگیریم:

۱. تجزیه و تحلیل باج‌افزار

باج‌افزار فایل‌های قربانی را رمزگذاری کرده و برای رمزگشایی آن‌ها درخواست باج می‌کند. تجزیه و تحلیل شامل موارد زیر است:

• تحلیل استاتیک: شناسایی الگوریتم‌های رمزگذاری مورد استفاده (مانند AES، RSA)، پسوندهای فایل هدف و متن یادداشت باج.
• تحلیل پویا: مشاهده فرآیند رمزگذاری فایل، ایجاد یادداشت‌های باج و ارتباط با سرورهای فرمان و کنترل (C2).
• تجزیه و تحلیل کلید: تعیین اینکه آیا کلید رمزگذاری قابل بازیابی است (به عنوان مثال، اگر کلید به ضعیف تولید شده یا ناامن ذخیره شده باشد).

۲. تجزیه و تحلیل تروجان بانکی

تروجان‌های بانکی اطلاعات حساس مالی را سرقت کرده و تراکنش‌های تقلبی انجام می‌دهند. تجزیه و تحلیل شامل موارد زیر است:

• تحلیل استاتیک: شناسایی URLهایی که تروجان با آن‌ها تماس می‌گیرد، توابعی که برای سرقت اطلاعات حساس استفاده می‌شوند و تکنیک‌هایی که برای تزریق کد به فرآیندهای قانونی استفاده می‌شوند.
• تحلیل پویا: مشاهده تزریق کد مخرب، ضبط کلیدهای فشرده شده و استخراج داده‌ها به سرورهای C2.
• تجزیه و تحلیل ترافیک شبکه: تجزیه و تحلیل ترافیک برای شناسایی ارتباط با سرور C2 و تجزیه و تحلیل بسته‌های داده برای تعیین اینکه چه داده‌هایی استخراج می‌شوند.

۳. تجزیه و تحلیل تهدید پیشرفته پایدار (APT)

APTها حملات پیچیده و بلندمدتی هستند که اغلب سازمان‌ها یا صنایع خاصی را هدف قرار می‌دهند. تجزیه و تحلیل شامل موارد زیر است:

• رویکرد چند لایه: ترکیب تجزیه و تحلیل استاتیک و پویا با اطلاعات تهدید و جرم‌شناسی شبکه.
• شناسایی هدف حمله: تعیین اهداف مهاجم، سازمان هدف و تاکتیک‌ها، تکنیک‌ها و رویه‌ها (TTPs) به کار رفته.
• انتساب: شناسایی بازیگران تهدیدی که مسئول حمله هستند.

ملاحظات اخلاقی و قانونی

تجزیه و تحلیل بدافزار شامل کار با نرم‌افزار بالقوه مخرب است. رعایت دستورالعمل‌های اخلاقی و قانونی حیاتی است:

• اخذ مجوز مناسب: فقط نمونه‌های بدافزار را تجزیه و تحلیل کنید که برای بررسی مجاز هستید. این امر به ویژه هنگام کار با نمونه‌های یک شرکت، یک مشتری یا هر وضعیتی که مالک نمونه نیستید، اهمیت دارد.
• استفاده از محیط امن: همیشه تجزیه و تحلیل را در یک محیط ایمن و ایزوله (سندباکس یا ماشین مجازی) انجام دهید تا از عفونت تصادفی جلوگیری شود.
• احترام به حریم خصوصی: به احتمال وجود اطلاعات حساس در بدافزار توجه داشته باشید. با داده‌ها با احتیاط رفتار کنید.
• رعایت مقررات قانونی: به تمام قوانین و مقررات قابل اجرا در مورد رسیدگی به بدافزار پایبند باشید. این بسته به موقعیت مکانی شما می‌تواند به طور قابل توجهی متفاوت باشد.

آینده تجزیه و تحلیل بدافزار

حوزه تجزیه و تحلیل بدافزار دائماً در حال تکامل است. در اینجا برخی از روندهای نوظهور آورده شده است:

• هوش مصنوعی و یادگیری ماشین: استفاده از هوش مصنوعی و یادگیری ماشین برای خودکارسازی جنبه‌هایی از تجزیه و تحلیل بدافزار، مانند تشخیص، طبقه‌بندی و تجزیه و تحلیل رفتار.
• پلتفرم‌های تجزیه و تحلیل خودکار: توسعه پلتفرم‌های پیچیده که ابزارها و تکنیک‌های تحلیلی مختلف را ادغام می‌کنند تا فرآیند تجزیه و تحلیل را ساده کنند.
• تجزیه و تحلیل رفتاری: تمرکز بر درک رفتار کلی بدافزار و استفاده از این اطلاعات برای تشخیص و جلوگیری از عفونت‌ها.
• سندباکسینگ مبتنی بر ابر: بهره‌گیری از خدمات سندباکسینگ مبتنی بر ابر برای ارائه قابلیت‌های تجزیه و تحلیل بدافزار مقیاس‌پذیر و در صورت تقاضا.
• تکنیک‌های گریز پیشرفته: نویسندگان بدافزار به بهبود تکنیک‌های گریز خود ادامه خواهند داد، که نیازمند این است که تحلیلگران از این چالش‌ها جلوتر بمانند.

نتیجه‌گیری

تجزیه و تحلیل بدافزار یک رشته حیاتی در امنیت سایبری است. با تسلط بر تکنیک‌های مهندسی معکوس، درک ابزارها و رعایت شیوه‌های اخلاقی، متخصصان امنیتی می‌توانند به طور مؤثر با تهدید همیشه در حال تکامل بدافزار مقابله کنند. آگاهی از آخرین روندها و اصلاح مداوم مهارت‌های خود برای مؤثر ماندن در این حوزه پویا ضروری است. توانایی تجزیه و تحلیل و درک کد مخرب یک دارایی ارزشمند در محافظت از دنیای دیجیتال ما و تضمین آینده امن برای همه است.