前言

反弹是shell攻击者用于控制目标服务器的一种手段，目标服务器主动发出 *** 连接请求，将服务器命令执行的标准输入、标准输出、标准错误重定向到攻击端，攻击端通过监听来自目标服务器的请求，对目标服务器下发指令并获取执行结果。常用于目标服务器位于内网、受限于防火墙策略等无法使用正向连接的入侵场景。

云上现状

通过分析云上近三年的Linux服务器入侵事件，攻击链路中反弹shell实现的语言及工具使用率如下图：

其中交互式bash + /dev/tcp是使用最多的反弹shell，/dev/tcp/作为bash的默认特性使得该反弹方式兼容绝大多数环境，因此使用率高；紧随其后的是兼容性较好且灵活易用的Python。随着go语言的兴起，云上入侵事件开始出现go反弹shell的身影。

可以看到反弹shell实现的方式灵活多样，每种语言都可以进一步延伸和扩展。因此，为了保障更优的检出效果，平衡误报与误报，反弹shell的检测方案需要综合考虑多种场景因素。

常规解法

常见的检测方案通过正则匹配的方式，提取反弹shell命令的特征去匹配命令日志、流量日志，具有以下几个缺陷：

· 命令日志采集不够完整，比如通过netlink等方式采集的日志，在碰到管道符、重定向时会无法采集完整的原始执行命令。而通过patch bash的方式记录命令日志，在遇到服务器使用zsh、ksh等其他shell环境，或攻击者上传自己编译的bash会失效；

· 正则无法覆盖无穷无尽的文本对抗，攻击者总能挖掘出新的方式变形来绕过，在实际业务场景中，过多复杂正则带来性能压力，而通配性更广的正则带来误报；

· *** 流量加密后，特征匹配失效。

分类与检测思想

检测需要由表及里，尽可能挖掘出更本质的解决 *** ，因为表层对抗是无穷无尽的。那么站在检测的角度，反弹shell是否能归纳为几种典型类型呢？反弹shell的本质可以理解为：

*** 通信+命令执行+重定向方式

命令执行和 *** 通信借助重定向，构建出一条流动的数据通道，攻击者利用这条通道对服务器下发指令进行控制。不同的实现方式组合在一起就形成了五花八门的反弹shell，比如：

· *** 通信可以使用TCP/UDP/ICMP等协议，TCP协议再细分又可以包含HTTP/HTTPS协议等，UDP包含DNS等；

· 命令执行可以通过调用shell解释器、glibc库、Syscall等方式实现；

· 重定向我们在本文中称之为“中转”，可以通过管道、成对的伪终端、内存文件等等实现。

按照这个思路，我们对反弹shell划分出以下三种类型

之一类反弹shell：直接重定向shell的输入输出到socket

最典型的例子是

通过重定向bash -i的标准输入、标准输出、标准错误到/dev/tcp socket进行 *** 通信，可以通过下图理解重定向过程

这类反弹shell检测方案可以通过检测shell的标准输入、标注输出是否被重定向到socket，也可以通过一些简单的主机 *** 日志特征覆盖

直接重定向shell解释器的输入输出到socket类型常见例子

第二类反弹shell：通过管道/伪终端等中转, 再重定向shell的输入输出到中转

此类反弹shell借助管道、伪终端等进行中转，如下面这个案例将sh -i的标准输入、标准输出、标准错误重定向到命名管道/tmp/f，同时加密通信数据也流向该命名管道。

在某些变形的场景下，可能经过层层中转，但无论经过几层最终都会形成一条流动的数据通道。通过跟踪fd和进程的关系可以覆盖

云安全中心告警

这类反弹shell使用频率较高，其中利用伪终端中转的方式值得单独讨论，比如以下案例

该模式与通过管道等中转原理一样，但通过伪终端中转的检测难度大大提升，单从shell的标准输入输出来看，和正常打开的终端没有什么区别。此外，一些场景如容器、各类产品agent等等也会有相似的日志表现，在平衡漏报与误报的难度上大大提升。因此我们在文件描述符检测方案的基础上，结合进程、 *** 等多种日志信息综合分析。

云安全中心告警

通过管道、伪终端等作为中转体，并与socket打通，重定向shell解释器的输入输出到中转体，比如以下案例

第三类反弹shell：编程语言实现标准输入中转，重定向命令执行的输入到中转

第三种类型通过编程语言实现标准输入的中转，然后重定向命令执行的输入到中转，标准输出和标准错误中转形式不限制。

在这种场景下，反弹shell的命令执行和正常业务行为变得更加难以区分，对抗程度上升，除了从进程命令行尽可能的覆盖这类反弹shell的特征以外，云安全中心通过异常命令行为序列、异常shell启动模型对该类风险进行兜底。

异常命令行为序列模型依托于于阿里云大数据实时计算平台，通过分析命令序列与攻击者获取shell后行为相似度来判定是否为反弹shell。而异常shell启动模型结合多维度特征以及机器历史行为综合判定产出告警。如下图告警案例

编程语言实现标准输入中转，重定向命令执行的输入到中转，比如以下案例

阿里云安全中心多维检测方案

攻击与防御技术总是在不断的对抗中升级，任何单点的突破都可能形成稳定绕过方式。理论上任何一种反弹shell检测都不是完美的，特别是第三类反弹shell。云安全中心实践纵深检测思想，使用多维度检测方案交叉埋点，覆盖从反弹shell执行到后续渗透利用多个阶段。

除了上文我们详细介绍的更贴近反弹shell本质的FD检测技术，以及从行为目的出发的异常命令行为序列检测技术、异常shell启动检测，还有常规的命令、 *** 特征覆盖方案以外，云安全中心同时使用以下技术方案进行兜底，更大程度保障检出效果。

脚本沙箱

脚本类型的反弹shell，阿里云云安全中心也有针对性解决方案。

对于落盘脚本文件进行文件落盘检测。包括但不限于bash、python、perl、vbs、powershell、bat、jar等。

对于混淆类样本，通过每种语言的trace模式，进行动态解混淆后检测。

近些年，java应用越来越多，在云上也出现一些利用jar包进行反弹shell的case。阿里云安全中心对jar等打包类文件进行静态反编译以及结合动态的运行进行多维度判定。

随着攻防对抗程度提升，无文件攻击越来越流行，阿里云安全中心针对无文件类反弹SHELL有相应检测方案。

二进制沙箱

阿里云安全中心对于常见的c/c++、go、meterpreter shellcode等二进制反弹shell开发方式进行了特殊的识别和处理，综合导入函数特征、代码特征、二进制在沙箱中的动态行为特征等多个维度进行检测。

流量特征

云安全中心覆盖常见shell通信特征，辅助提升检出效果。

对抗行为检测

云安全中心覆盖常见绕过方式，如替换系统shell、命令编码等等，作为辅助手段提升检测效果。如下图告警

总结

云安全中心实践纵深检测思想，采用多维度交叉检测反弹shell方案，通过进程特征覆盖、文件描述符分析、命令行为序列、异常shell启动、二进制沙箱、脚本沙箱、流量特征覆盖、对抗行为检测共八项技术在不同入侵阶段埋点，从而更大程度保障检出效果。