虚拟机去虚拟化及检测技术攻防

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1、在当今信息安全领域，特别是恶意软件分析中，经常需要利用到虚拟机技术，以提高病毒分析过程的安全性以及硬件资源的节约性，因此它在恶意软件领域中是应用越来越来广泛。这里我们所谓的虚拟机（Virtual Machine）是指通过软件模拟的具有完整硬件系统功能的、运行在一个完全隔离环境中的完整计算机系统。通过虚拟机软件（比如VMware，Virtual PC ,VirtualBox），你可以在一台物理计算机上模拟出一台或多台虚拟的计算机，这些虚拟机完全就像真正的计算机那样进行工作，例如你可以安装操作系统、安装应用程序、访问网络资源等等。攻击者为了提高恶意程序的隐蔽

2、性以及破坏真实主机的成功率，他们都在恶意程序中加入检测虚拟机的代码，以判断程序所处的运行环境。当发现程序处于虚拟机（特别是蜜罐系统）中时，它就会改变操作行为或者中断执行，以此提高反病毒人员分析恶意软件行为的难度。本文主要针对基于Intel CPU的虚拟环境VMware中的Windows XP SP3系统进行检测分析，并列举出当前常见的几种虚拟机检测方法。方法一：通过执行特权指令来检测虚拟机    Vmware为真主机与虚拟机之间提供了相互沟通的通讯机制，它使用“IN”指令来读取特定端口的数据以进行两机通讯，但由于IN指令属于特权指令，在处于保护模式下的真

3、机上执行此指令时，除非权限允许，否则将会触发类型为“EXCEPTION_PRIV_INSTRUCTION”的异常，而在虚拟机中并不会发生异常，在指定功能号0A（获取VMware版本）的情况下，它会在EBX中返回其版本号“VMXH”；而当功能号为0x14时，可用于获取VMware内存大小，当大于0时则说明处于虚拟机中。VMDetect正是利用前一种方法来检测VMware的存在，其检测代码分析如下：  代码:bool IsInsideVMWare(){  bool rc = true;  __try  {    __asm    {      push   

4、edx      push   ecx      push   ebx      mov    eax, 'VMXh'      mov    ebx, 0  // 将ebx设置为非幻数’VMXH’的其它值      mov    ecx, 10 // 指定功能号，用于获取VMWare版本，当它为0x14时用于获取VMware内存大小      mov    edx, 'VX' // 端口号      in     eax, dx // 从端口dx读取VMware版本到eax//若上面指定功能号为0x14时，可通过判断eax中的值是否大于0，若是则说明处

5、于虚拟机中      cmp    ebx, 'VMXh' // 判断ebx中是否包含VMware版本’VMXh’，若是则在虚拟机中      setz   [rc] // 设置返回值      pop    ebx      pop    ecx      pop    edx    }  }  __except(EXCEPTION_EXECUTE_HANDLER)  //如果未处于VMware中，则触发此异常  {    rc = false;  }  return rc;} 测试结果：  图1 如图1所示，VMDetect成功检测出VMWare的存

6、在。 方法二：利用IDT基址检测虚拟机    利用IDT基址检测虚拟机的方法是一种通用方式，对VMware和Virtual PC均适用。中断描述符表IDT（Interrupt Descriptor Table）用于查找处理中断时所用的软件函数，它是一个由256项组成的数据，其中每一中断对应一项函数。为了读取IDT基址，我们需要通过SIDT指令来读取IDTR（中断描述符表寄存器，用于IDT在内存中的基址），SIDT指令是以如下格式来存储IDTR的内容：代码:typedef struct{    WORD IDTLimit;    // IDT的大小    

7、WORD LowIDTbase;  // IDT的低位地址    WORD HiIDTbase;  // IDT的高位地址} IDTINFO;     由于只存在一个IDTR，但又存在两个操作系统，即虚拟机系统和真主机系统。为了防止发生冲突，VMM（虚拟机监控器）必须更改虚拟机中的IDT地址，利用真主机与虚拟机环境中执行sidt指令的差异即可用于检测虚拟机是否存在。著名的“红丸”（redpill）正是利用此原理来检测VMware的。Redpill作者在VMware上发现虚拟机系统上的IDT地址通常位于0xFFXXXXXX，而Virtual PC通常位于0

8、xE8XXXXXX，而在真实主机上正如图2所示都位于0x80xxxxxx。Red