AxProtector im Detail

Transkript

1 AxProtector im Detail Integritätsschutz einer Modularen Applikation Rüdiger Kügler Security Expert Wolfgang Völker Director Product Management

2 Einleitung Bedrohungen und Anforderungen für Software-Hersteller und Anwender AxProtector im Detail: Integritätsschutz einer modularen Applikation 2

3 Bedrohungen und Anforderungen Software-Hersteller Anwender Kopierschutz Mods Cheats Virus Sabotage Cheats AxProtector im Detail: Integritätsschutz einer modularen Applikation 3

4 Authenticode Der Feind im eigenen Bett? AxProtector im Detail: Integritätsschutz einer modularen Applikation 4

5 Die Frage Ich signiere meine Anwendung mit Authenticode. Damit ist ein Cracker NICHT in der Lage meine Anwendung zu verändern. Richtig? Falsch? AxProtector im Detail: Integritätsschutz einer modularen Applikation 5

6 Correctly Signed Application It works AxProtector im Detail: Integritätsschutz einer modularen Applikation 6

7 The Patch AxProtector im Detail: Integritätsschutz einer modularen Applikation 7

8 Invalid Signature It STILL works! AxProtector im Detail: Integritätsschutz einer modularen Applikation 8

9 Die Antwort Ich signiere meine Anwendung mit Authenticode. Damit ist ein Cracker NICHT in der Lage meine Anwendung zu verändern. Richtig? Falsch? AxProtector im Detail: Integritätsschutz einer modularen Applikation 9

10 Authenticode Microsoft Windows starts any application Without signature With valid signature With invalid signature Authenticode is made to protect the user against virus Authenticode is not made for copy protection and licensing AxProtector im Detail: Integritätsschutz einer modularen Applikation 10

11 Ja, aber Ich überprüfe die Authenticode Signatur in meiner eigenen Anwendung. Damit bin ich doch sicher. Richtig? Falsch? AxProtector im Detail: Integritätsschutz einer modularen Applikation 11

12 Signature Check Signature check Valid / not valid? Who signed? When was it signed? Action in case of error AxProtector im Detail: Integritätsschutz einer modularen Applikation 12

13 Die Schwachstelle Software Patchen Hooken Überschreiben Dokumentierter API Aufruf WINTRUST.DLL AxProtector im Detail: Integritätsschutz einer modularen Applikation 13

14 Überschreiben im Speicher var lib: THandle; p: Pointer; old: Cardinal; // Byte code for assembler // xor eax, eax; // ret // (returns 0) const fake: array[0..2] of byte = ($31, $C0, $C3); AxProtector im Detail: Integritätsschutz einer modularen Applikation 14

15 Überschreiben im Speicher begin // Load Wintrust.dll lib := LoadLibrary('WINTRUST.DLL'); if (lib <> 0) then begin // Entry Point of WinVerifyTrust p := GetProcAddress(lib, 'WinVerifyTrust'); if (p <> nil) then begin // p is pointer to code of WinVerifyTrust // in memory AxProtector im Detail: Integritätsschutz einer modularen Applikation 15

16 Überschreiben im Speicher // Remove write protection VirtualProtect(p, 3, PAGE_EXECUTE_READWRITE, old); // Apply patch move(fake, P^, 3); // Reset write protection VirtualProtect(p, 3, old, old); end; end; end; Mythos entlarvt: Sie können ausführbaren Code im Speicher verändern! AxProtector im Detail: Integritätsschutz einer modularen Applikation 16

17 Die Antwort ist wieder Ich überprüfe die Authenticode Signatur in meiner eigenen Anwendung. Damit bin ich doch sicher. Richtig? Falsch? AxProtector im Detail: Integritätsschutz einer modularen Applikation 17

18 Zusammenfassung Authenticode Software-Hersteller Anwender Kopierschutz Mods Cheats Virus Sabotage Cheats AxProtector im Detail: Integritätsschutz einer modularen Applikation 18

19 Die Lösung Wibu Protection Suite AxProtector im Detail: Integritätsschutz einer modularen Applikation 19

20 Funktionen der Wibu Protection Suite Software Authorization (Secure Load) Verhindert die Ausführung nicht freigegebener Software Integrity Protection (Tamper Protection) Erkennt Veränderungen (im Speicher!) und reagiert Automatic Protection (IP Protection) Schützt gegen Reverse Engineering und Raubkopien Encryption on Method Level Erhöht den Schutzlevel AxProtector im Detail: Integritätsschutz einer modularen Applikation 20

21 Wibu Protection Suite - Überblick Wibu Protection Suite Windows OS X Desktop Linux.NET Standard Framework Java SE Java EE Embedded Operating Systems Software Authorization (Secure Loader) AxProtector IxProtector AxProtector.NET AxProtector Java ExProtector Integrity Protection (Tamper Protection) Automatic Protection (IP Protection) Encryption on Method Level AxProtector im Detail: Integritätsschutz einer modularen Applikation 21

22 Best fitting tool suite AxProtector Automatic encryption of native applications and libraries Adds protection and security shell automatically (AxEngine) Automatic decryption of applications at startup Automatic security checks IxProtector Encryption on method level Dynamic decryption using Wupi-API during runtime AxProtector im Detail: Integritätsschutz einer modularen Applikation 22

23 Best fitting tool suite AxProtector.NET Automatic protection of.net assemblies on method level Adds automatically protection and security shell (AxEngine) Automatic decryption of methods during runtime AxProtector Java Automatic protection of Java applications ExProtector For embedded operating systems AxProtector im Detail: Integritätsschutz einer modularen Applikation 23

24 AxProtector / IxProtector Schutz-Prozess Compiled Executable / Library Header Code Section Data Section Resource Section Definition von Lizenzen und Modulen AxProtector Header Encrypted Code Section Encrypted Data Section Encrypted Resource Section AxEngine (Security Engine) Protected Executable / Library AxProtector im Detail: Integritätsschutz einer modularen Applikation 24

25 AxProtector.NET Ungeschütztes Assembly.NET Code kann einfach Disassembliert werden AxProtector im Detail: Integritätsschutz einer modularen Applikation 25

26 AxProtector.NET Schutz-Prozess Compiled Assembly Header Original Code Definition von Lizenzen und Modulen AxProtector.NET Header Stub Code (Without Intellectual Properties) AxEngine (Security Engine) Encrypted Code (Original Code with Intellectual Properties) Protected Assembly Assembly hat die gleiche Struktur wie das originale Assembly AxProtector im Detail: Integritätsschutz einer modularen Applikation 26

27 AxProtector.NET Geschütztes Assembly Code is verschlüsselt! AxProtector im Detail: Integritätsschutz einer modularen Applikation 27

28 ExProtector Schutz-Prozess Original Executable / Library Header Original Code Schlüssel für Verschlüsselung und Signatur ExProtector Header Encrypted Code Credentials (Hash, Signature, ) Protected Executable / Library AxProtector im Detail: Integritätsschutz einer modularen Applikation 28

29 ExProtector Integration in den Loader Operating System (ohne Modifikation) Original Loader Operating System Modified Loader Engineering ExEngine (ExProtector Runtime) CodeMeter Embedded Driver Root Public Key AxProtector im Detail: Integritätsschutz einer modularen Applikation 29

30 Integrity Protection Grundlagen Kryptographie Selbst-Prüfung Überprüfung anderer Module AxProtector im Detail: Integritätsschutz einer modularen Applikation 30

31 Hash Function Cryptographic checksum Any data size as input Small change in input = complete different result One way function (no way back) Hash with key (salt value) Check of hash = generate hash and compare with stored value AxProtector im Detail: Integritätsschutz einer modularen Applikation 31

32 Executable + Hash C E 42 2A F 6F 6C E C D C FF E FF FF FF 7F 8B C FF C F FF FF E 61 6C FF FF FF FF A E 67 EC EC C B EC F 62 6A F F 62 6A C0 EB 02 B A 5B C C4 F8 8B F2 8B D8 8B CC 8D B C3 E8 A3 F8 FF PE..L...^B*.....@...Boolean......@..False.True.@.,.@...Ch ar...ÿ...@.@...integer...ÿÿ ÿ..àx.@...byte.....ÿ...l.@...wo rd...ÿÿ...@...cardinal...ÿ ÿÿÿ...@...string ì.@ ì.@...d3@. P3@.T3@.X3@.L3@..0@. 0@.ì0@..TOb jectø.@...tobjec.3àë..yz[ã.sv.ä ø.ò.ø.ì.v..ãè øÿ AxProtector im Detail: Integritätsschutz einer modularen Applikation 32

33 Hash Funktionen Vorteile Einfach zu implementieren Schnell zur Laufzeit Nachteile Ohne Salt kann jeder einen gültigen Hash erzeugen Mit Salt muss ein Angreifer nur einmal den Salt-Wert extrahieren um einen gültigen Hash zu erzeugen Ich kann nur einen Selbst-Prüfung machen AxProtector im Detail: Integritätsschutz einer modularen Applikation 33

34 Signatures Signature = Sign (Hash(Plaintext), Private Key) Verification (Hash(Plaintext), Signature, Public Key) Only person with Private Key can generate signature Everybody can check a signature AxProtector im Detail: Integritätsschutz einer modularen Applikation 34

35 Signaturen Data Data Signature Hash (Digest) Signature Private Key Public Key Signature Hash (Digest) Ja / Nein AxProtector im Detail: Integritätsschutz einer modularen Applikation 35

36 Executable + Hash + Signatur C E 42 2A F 6F 6C E C D C FF E FF FF FF 7F 8B C FF C F FF FF E 61 6C FF FF FF FF A E 67 EC C0 EB 02 B A 5B C C4 F8 8B F2 8B D8 8B CC 8D B C3 E8 A3 F8 FF D8 8B CC 8D B C3 E8 A3 F8 FF FF 83 3C B 8B C4 E8 26 FF FF FF 84 C EB 02 B A 5E 5B C3 8D D2 85 C C0 03 C1 F8 02 3D PE..L...^B*.....@...Boolean......@..False.True.@.,.@...Ch ar...ÿ...@.@...integer...ÿÿ ÿ..àx.@...byte.....ÿ...l.@...wo rd...ÿÿ...@...cardinal...ÿ ÿÿÿ...@...string ì.@ àë..yz[ã.sv.ä ø.ò.ø.ì.v..ãè øÿ Ø.Ì.V..Ãè øÿÿ.<$.t..äè&ÿÿÿ.à... ë..yz^[ã.@.3ò.à y..à.áø.= AxProtector im Detail: Integritätsschutz einer modularen Applikation 36

37 AxProtector Schutz-Prozess Compiled Executable / Library Header Code Section Data Section Resource Section Definition von Lizenzen und Modulen AxProtector Public Key und Private Key für Signatur Header Encrypted Code Section Encrypted Data Section Encrypted Resource Section AxEngine (Security Engine + Public Key) Protected Executable / Library Signature AxProtector im Detail: Integritätsschutz einer modularen Applikation 37

38 AxProtector [WIBU-SYSTEMS Control File]... [Commandline]... -cav... [CheckCodeIntegrity Dlls] Image1 = ShowHex.dll... Self check Check other modules AxProtector im Detail: Integritätsschutz einer modularen Applikation 38

39 Verschlüsseltes Executable + Hash + Signatur C E 42 2A PE..L...^B* B E8 00 E1 03 CA E 6F 24 6F C5 30 6C D8 65 4E E 7A DC 00 D1..@...Boolean... ²"èáÊ.>$Å0ØN.zÜÑ B FC 00 E6 10 7E B 05 A D 6C D...@..False Y.KuSüæ~ C C 75 AF D C DE 10 A6 40 F F True.@.,.@...Ch Ç., i.sbþ ôh#..e F 01 F E7 00 B0 FF DA 00 D1 00 4F 00 3E 90 EF FA 40 FB 00 5D ar...ÿ...@.@. IoöH"ç ÚÑO>ï9úû] 01 A D0 6E BD 74 1A 65 A9 67 DD 65 F DB C1 80 B8 FF 82 FF 0C..Integer...ÿÿ YÐ½. ÝôgDÛ0Á.. FF C3 7F FE 8B 28 C C A C EE 65 BD 01 1D 00 4B ÿ..àx.@...byte.. Ãþ(5`ÃPFJcL7î½.K 00 A8 00 B9 00 DB FF C5 00 D3 00 AE 00 C C B6 40 7A F 79...ÿ...l.@...Wo ¹ÛÅÓ ÅQ' z.u.ry 72 A C 00 B2 00 1E 00 FA 00 D3 FF DD FF 10 DD 00 E0 00 F6 90 D6 80 B B rd...ÿÿ...@. 5.².úÓÝ.ÝàöÖ ;A 01 E8 08 D1 43 D9 61 6D 72 DD 64 1B E CB C A 00 F7 00 B3 00 0C FF 21..Cardinal...ÿ èñùmý.të.c.. ³.! FF CF FF BD 5D FF F 40 EF 00 C4 0A 4C 06 F E AA 6E BF ÿÿÿ...@...string Ï½]q#.ïÄLðy.Bª. EC EA 10 5F 40 E9 00 DC 00 C5 00 2E 00 7E 00 CC 00 A2 00 3B 00 5D 00 C3 00 F9 00 5F 00 AC 00 B2 ì.@... ê_éüå.~ì ;]Ãù_ ² E3 00 B0 00 0F 00 E8 00 D D4 00 6E 00 7E 00 9C 00 E2 00 C9 00 7A Yã.èÐXÔn~.âÉze C0 EB 02 B A 5B C C4 F8 8B F2 8B D8 8B CC 8D B C3 E8 A3 F8 FF D8 8B CC 8D B C3 E8 A3 F8 FF FF 83 3C B 8B C4 E8 26 FF FF FF 84 C EB 02 B A 5E 5B C3 8D D2 85 C C0 03 C1 F8 02 3D Àë..YZ[Ã.SV.Ä ø.ò.ø.ì.v..ãè øÿ Ø.Ì.V..Ãè øÿÿ.<$.t..äè&ÿÿÿ.à... ë..yz^[ã.@.3ò.à y..à.áø.= AxProtector im Detail: Integritätsschutz einer modularen Applikation 39

40 Selbst-Prüfung Berechne Hash des Executable Executable AxEngine (Security Engine + Public Key) Überprüfe Signatur (Hash, Public Key, Signature) No Fehler Signature Yes AxProtector im Detail: Integritätsschutz einer modularen Applikation 40

41 Überprüfung eines anderen Modules exe - exe Executable Dynamic Link Library exe - dll AxEngine (Security Engine + Public Key) Signature AxEngine (Security Engine + Public Key) Signature dll - dll dll - exe AxProtector im Detail: Integritätsschutz einer modularen Applikation 41

42 AxProtector During development Generates hash from original executable (relocations) AxProtector signs hash with private key AxProtector adds public key into security engine During runtime AxEngine decrypts encrypted code AxEngine generates hash from decrypted code in memory AxEngine uses public key to check signature of hash AxProtector im Detail: Integritätsschutz einer modularen Applikation 42

43 Demo Schutz-Prozess Erfolgreiche Integritätsprüfung Modifizierte Exe / Dll AxProtector im Detail: Integritätsschutz einer modularen Applikation 43

44 Zusammenfassung AxProtector im Detail: Integritätsschutz einer modularen Applikation 44

45 Authenticode EXE DLL Ein zentraler Punkt der angegriffen werden kann DLL Authenticode DLL DLL DLL AxProtector im Detail: Integritätsschutz einer modularen Applikation 45

46 AxProtector EXE DLL DLL DLL DLL DLL AxProtector im Detail: Integritätsschutz einer modularen Applikation 46

47 AxProtector Integrity Protection Einfach zu integrieren Sicherheit für Software-Hersteller und Anwender Kein zentraler Punkt für einen Angriff durch den Cracker Jedes Modul (Exe / Dll) kann auch separat aktualisiert werden AxProtector im Detail: Integritätsschutz einer modularen Applikation 47

48 Sicherheit für Software-Hersteller und Anwender Software-Hersteller Anwender Kopierschutz Mods Cheats Virus (Authenticode) Sabotage Cheats AxProtector im Detail: Integritätsschutz einer modularen Applikation 48

49 Vielen Dank WIBU-SYSTEMS AG AxProtector im Detail: Integritätsschutz einer modularen Applikation 49