Digitale Forensik Schulung Bundespolizeiakademie März 2009

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1 Digitale Forensik Schulung Bundespolizeiakademie März 2009 Teil 15+17: NTFS und SRP-Analyse Dipl.-Inform. Markus Engelberth Dipl.-Inform. Christian Gorecki Universität Mannheim Lehrstuhl für Praktische Informatik 1 Dr. Kay Schumann Universität Bonn Institut für Strafrecht Name und Datumwww.uni-mannheim.de Seite

2 Übersicht Dateisystemanalyse: NTFS System-Restore-Point Analyse

3 NTFS New Technologies File System Standarddateisystem ab Windows NT (2000, XP, Server) In Zukunft also das Dateisystem auf Heim-PCs Ziel des Entwurfs von NTFS Zuverlässigkeit, Sicherheit Skalierbarkeit, Verwendbarkeit für große Dateisysteme Es gibt keine offizielle Spezifikation von NTFS! Viele wir denken, so könnte es sein -Quellen, u.a. Reengineering valides NTFS? NTFS kann sich (unter der Obhut von Microsoft) in Zukunft auch noch spontan ändern

4 Entwurfsprinzip: Alles ist eine Datei Auch Dateisystemdaten sind in Dateien abgelegt Vor dem Benutzer versteckt (Hidden-Attribut gesetzt) Allgemeines Layout: Erste Sektoren enthalten Boot-Sektor und Boot-Code Der Rest ist Datenbereich, organisiert in Cluster Datenbereich Boot-Sektor

5 Master File Table (MFT) Zentrale Datenstruktur Enthält Informationen über alle Dateien und Verzeichnisse Jede Datei/jedes Verzeichnis hat mindestens einen Eintrag in der MFT Jeder Eintrag ist 1KB groß Nur die ersten 42 Byte sind fest definiert Der Rest ist eine Sammlung von Attributen Attribute sind grob gesprochen (Name, Wert)-Paare 1 KB-Größe kann im Boot-Sektor geändert werden (bisher noch nicht in freier Wildbahn beobachtet) MFT kann theoretisch beliebig wachsen

6 MTF-Eintrag besteht aus Kopf Folge von Attributen Unbenutzten Bytes MFT-Eintrag Kopf Attribut 1 Attribut 2 unbenutzter Speicher 1024 Byte [Carrier, Abb. 11.1]

7 MFT ist eine Datei MFT enthält einen Eintrag über sich selbst Erster Eintrag in MFT mit Namen $MFT enthält alle Informationen über die MFT selbst

8 MFT ist eine Datei MFT enthält einen Eintrag über sich selbst Erster Eintrag in MFT mit Namen $MFT enthält alle Informationen über die MFT selbst Inwieweit könnte dies problematisch sein?

9 MFT ist eine Datei MFT enthält einen Eintrag über sich selbst Erster Eintrag in MFT mit Namen $MFT enthält alle Informationen über die MFT selbst Inwieweit könnte dies problematisch sein? Boot- Sektor Cluster 0 Cluster: [Carrier, fig. 11.2]

10 MFT-Eintrag: Aufbau Erste 42 Byte bestehen aus 12 Feldern (Kopf) Restliche 982 Byte sind unstrukturiert Erstes Feld (Signatur): FILE (oder BAAD ) Weitere Felder für: Ist das Objekt ein Verzeichnis? Ist das Objekt in Gebrauch?...

11 MFT-Eintrag: Adressierung MFT-Einträge werden beginnend von 0 durchnumeriert (Dateinummer, file number) Nummer ist ein 48-Bit-Wert MFT muss aber nicht gleich 2 48 Einträge haben Kann nach und nach wachsen Jeder MFT-Eintrag hat eine 16 Bit-Sequenznummer Wird bei jeder neuen Inbetriebnahme des Eintrages erhöht Dateinummer plus Sequenznummer ergeben 64 Bit- Referenzadresse (reference address) Bezeichnen eine eindeutige Inkarnation einer Datei

12 Metadateien Dateisystemdaten werden in verschiedenen Dateien abgelegt (Metadateien) Die ersten 16 MFT-Einträge sind für solche Metadateien reserviert Namen von Metadateien beginnen mit $ und Grossbuchstaben Werden meist vor dem Benutzer versteckt Beispiele: $MFT Eintrag für die MFT selbst $MFTMirr Eintrag auf Kopie der MFT $Boot Enthält Boot-Sektor und Boot-Code $Volume Enthält Laufwerksinformationen...

13 MFT-Attribute (1/2) MFT-Attribute enthalten weitere Informationen über die Datei/das Verzeichnis Jedes Attribut besteht aus Kopf (16 Byte) und Inhalt Jedes Attribut hat eine charakteristische Nummer (type identifier) und einen Attributnamen, beginnt auch mit $ Residente Attribute: speichern Inhalt im MFT-Eintrag Nicht-residente Attribute: enthalten Verweis auf einen Cluster, der die Daten speichert Attribute werden sortiert (nach type identifier) abgelegt

14 MFT-Attribute (2/2) Beispiel [Carrier Abb. 11.5]: MFT-Eintrag: Attribut- Kopf Kopf unbenutzter Speicher Attribut- Inhalt Cluster 829

15 Attributkopf Generisch für alle Attribute Enthält unter anderem type identifier Größe des Attributs Name des Attributs Bits, ob Inhalt komprimiert, verschlüsselt oder resident ist Manche Attribute haben einen eindeutigen Bezeichner (attribute identifier) Notwendig, falls derselbe Attributtyp mehrfach auftritt

16 Attributinhalt Inhalt ist nicht reglementiert, kann jede Form und Größe haben Nicht-residente Attribute werden in Clustern abgespeichert Attributkopf enthält Liste von Cluster Runs Sehr effiziente Darstellung/Speicherung

17 Beispiele: Standardattribute $FILE_NAME (type identifier 48): Dateiname und Zeitstempel $STANDARD_INFORMATION (16): Besitzer, weitere Zeitstempel, Zugriffsinformationen $DATA (128): eigentlicher Inhalt (für Dateien) $INDEX_ROOT (144): Basisknoten eines Indexbaums von Einträgen (für Verzeichnisse) mehr bei Carrier, p. 282

18 Flexible Zuordnung Man kann Attribute in MFT-Einträgen nahezu beliebig kombinieren. Beispiele: Auch Verzeichnisse können $DATA haben Mehrere $DATA-Einträge Mehrere Datenströme in einer Datei (alternate data streams) Zusätzliche $DATA-Einträge müssen einen Namen haben

19 MFT-Basiseinträge Ein MFT-Eintrag kann viele verschiedene Attribute haben Manchmal reicht ein MFT-Eintrag nicht aus Erster MFT-Eintrag wird Basiseintrag (base MFT entry) Basiseintrag enthält Verweise auf weitere dazugehörige MFT- Einträge Verweise realisiert mit Attribut $ATTRIBUTE_LIST Basiseintrag enthält $ATTRIBUTE_LIST Liste mit allen Attributen der Datei plus den MFT-Adressen, wo sie zu finden sind Nicht-Basiseinträge enthalten keine $FILE_NAME und $STANDARD_INFORMATION Attribute

20 Sparse, Compressed, Encrypted Attributes Wenn nicht-residente Attribute viele Nullen enthalten, können sparse cluster runs erzeugt werden Spezieller cluster run, der nur Länge enthält (keine Verweise auf Cluster) Attribut $DATA kann komprimiert werden Komprimierung auf Dateisystemebene Keine Festlegung auf Kompressionsalgorithmus Kombination mit Speicherplatzersparnis von spare attributes Attribut $DATA kann verschlüsselt werden Zusätzliches Attribut enthält die notwendigen Schlüssel Schlüssel sind mit den öffentlichen Schlüsseln der Berechtigten verschlüsselt Angriff über brute force möglich NTFS legt verschlüsselten Text vorher aber auch in einer temporären Datei EFS0.TMP an, die anschliessend gelöscht wird

21 Microsoft nfi.exe Analysewerkzeuge familyid=82d6ab58-890c-405f-b532- B751D9217CA4&displaylang=en Geht auch im Sleuthkit Beispiel: icat Zeigt das $FILE_NAME Attribut (id 48) von MTF-Eintrag 34 an istat Zeigt alle Attribute zu einer bestimmten Datei an

22 Übersicht Dateisystemanalyse: NTFS System-Restore-Point (SRP) Analyse

23 Motivation Forensik: Verdächtiger hinterlässt beim Tathergang digitale Spuren IT-Sicherheit: Angreifer hinterlässt beim Kompromittieren eines Systems Spuren Folge: Verschleierungsversuche Löschen oder Modifikation von Log-Dateien Löschen von Skripten Schliessen des Schlupfloches Hilfreich: Blick in die Wiederherstellungspunkte werfen

24 Beispiel-Fall (1/2) : Finanzdirektorin einer Anwaltskanzlei bemerkt unautorisierte Abbuchung in Höhe von $20,000 USD => Änderung des Passworts : Wieder $20,000 USD unberechtigter Weise transferiert => Änderung des Passworts : $10,000 USD fehlen erneut => Konto leer und Änderung des Passworts Wer ist schuld: Finanzdirektorin oder Bank?

25 Beispiel-Fall (2/2) Pentest der Bank-Webapplikation ($150,000 USD): Keine Schwachstellen gefunden Forensische Analyse der Laptop-HDD (der Finanzdirektorin) ergab eine einzige Auffälligkeit: \windows\system32 enthielt sdsini.ini Viele Indizien befanden sich in den SRPs

26 Was - Wann - Wohin Sicherung der Registry Sicherungen von Dateien (MAC-erhaltend).exe.dll.lnk C:\WINDOWS\system32\Restore\filelist.xml

27 Was - Wann - Wohin Initialer Startvorgang von Windows XP Alle 24 Stunden (up time) Vor einer Programm-Installation Vor einem automatischen Update Bevor ein Restore-Point wiederhergestellt wird Vor der Installation eines unsignierten Treibers Vor der Benutzung eines Backup-Tools (Wiederherstellung) Manuelles Anlegen eines Wiederherstellung-Punktes

28 Was - Wann - Wohin HDD > 4GB: 12% des Festplattenplatzes (default) ansonsten: 400 MB 90% belegt => auf 75% schrumpfen (FIFO)

29 Was - Wann - Wohin Mapping-Datei: change.log

30 Restore Point Analyzer wertet Mapping der change.log aus Freeware!!! In research

31 Restore Point Analyzer

32 Communications of the ACM, 48(8), 2006 Ausblick...Internet und praktische Aufgaben Fragen? Name und Datumwww.uni-mannheim.de Seite

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