Cobalt Strike 的通信过程 & 协议_cobalt strike密钥

目录

通信流程

下载 Beacon

第一次心跳

 AES 密钥和 HMAC 密钥

获取下发命令

发送命令执行结果

扩展

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这篇文章的主要内容是利用流量分析 Beacon 与 Cobalt Strike 服务端之间的通信过程，包括上线、心跳、命令下发与返回命令结果。当然，流量是加密的，需要一些辅助工具或脚本，其中的功能包括提取公钥/私钥，数据包解构与字段分析等等。

通信流程

先从 payload 开始说起。

Cobalt Strike 提供了两种类型的 payload —— staged（有阶段的）和 stageless（无阶段的）。有阶段是类似于小马拉大马的过程，先上传一个小马到受害者主机，执行后再通过这个小马下载功能更强大的大马去执行，而无阶段是直接上传大马去执行。

比较下来，staged 比 stageless 多一次下载大马的过程，所以前者的通信过程要比后者的多一次请求-响应。

这里以 staged payload 做描述，文件名为 beacon.exe，设置的监听器是 windows/beacon_http/reverse_http，即 HTTP 类型的 beacon。

通信的流程如下：

图中描述了 4 次交互过程，如果是 stageless payload 省略第一次请求-响应，换句话说，直接到上线的步骤。以下这 4 次交互过程进行说明：

1. 第一次请求时， beacon.exe 程序请求下载完整的 payload；

2. 下好 payload 就直接在内存里运行，也就是说 beacon 开始运行，它做了如下操作：

（1）收集主机信息，生成用于协商的原始密钥 raw key，还有一些其他数据；

（2）用 RSA 公钥加密这些数据，将其存储在请求包的 cookie 中，然后发送给 CS 服务器。

这是第一次心跳，之后 beacon 进入睡眠时间。而CS 服务器收到后，做以下操作：

（1）用 RSA 私钥解开密文，从中提取主机信息和 raw key；

（2）在 target 列表生成一个新的主机；

（3）基于 raw key 生成 AES KEY 和 HMAC KEY，用于后续的加密通信。

3. 睡眠时间过后，beacon 再次发送心跳包，这次发送的目的是询问 CS 服务器是否有命令下发。

如果有，CS 服务器将包含命令的数据用 AES 加密得到密文，以及用 HMAC KEY 计算出 hash ，以 (AES 密文+hash) 的格式存放在 response  报文的响应体中。

如果没有，就跟第一次心跳一样，返回响应体为空的 response 报文。

4. 如果 beacon 收到命令，就在受害者主机上执行。执行完后，将命令执行结果发送给 CS 服务器，并重新进入睡眠时间。

上述过程对应的流量：

下载 Beacon

双击 beacon.exe 第一次请求的流量：

请求 URI 是 4 个随机字符，请求它就会从 CS 服务器监听的端口下载 beacon，Response 里的数据就是 beacon。用 1768.py 解析其中的配置数据，并提取 RSA 公钥、CS 服务器的地址、监听器的端口等等：

这里 RSA 公钥是 16 进制，有些工具要求 base64 编码才能使用，这就要先转换成 2 进制，再用 base64 编码。这里用 python 完成这些步骤：

import binascii
import base64
 
b = binascii.a2b_hex(b"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")
 
base64.b64encode(b)

 注意，后面一连串的 "AAA..." 是填充数据，要去掉的。

第一次心跳

下载的 beacon 直接在内存中运行起来，此时会发送第一个心跳包，用于上线：

 Cookie 里的数据包含了受害者主机的信息，这部分数据用了 RSA 公钥加密。如果我们想看看原始数据是什么样的，就需要对应的 RSA 私钥才能解开，但从攻击者的角度是没法拿到 RSA 私钥的。这里为了分析，用 Dump.java 程序从 .cobaltstrike.beacon_keys 提取私钥。

 注意，要把 Dump.java 放在 cs 根目录下，再执行命令： 

java -cp "cobaltstrike.jar" Dump.java

然后用私钥把 cookie 里的数据解开： 

 用 cs-decrypt-metadata.py 脚本也可以，不过要先把 RSA 私钥转换成 16 进制：

import base64
base64.b64decode("<RSA 私钥>").hex()

然后执行 cs-decrypt-metadata.py 解开数据：

python cs-decrypt-metadata.py -p <RSA 数字私钥> H0K9Mco+gUT3pTZyd5p13I1SYigQx3uSvk5tjIphuVfF/o4yyrhx4V0B00DwwrHVaavoCmpmcJEVC1jpslLuNwj7VwyJbD8IF82vmINNW2hA11uEVqfdDiTmI6R6Nl2vjB4Nkkft1hxUh3o0ophkho8I41Srgi4QehXUKlmGeq4=

解密结果：

第一部分是协商的密钥，后面会讲述如何利用 raw key 生成 AES 密钥和 HMAC 密钥的。第二部分是主机信息，包含主机名、用户名、beacon 进程名。

 AES 密钥和 HMAC 密钥

在讲述获取下发命令之前，先明白 AES 密钥和 HMAC 密钥是如何生成的，因为这两个密钥将用于后续 CS 和 beacon 之间的加密通信。上一节得到了 3 个 key：

Raw key:  342ec70264b61f9749aa17558239eddb
aeskey:  e4e61a550d0cec57179ebbdb14ab6952
hmackey: 6967ae5499b973f13e0b6bfc012cda27

AES 密钥和 HMAC 密钥是基于 raw key 生成的，使用的是 sha256 算法：

# 将十六进制字符串转换成二进制 byte
b = binascii.a2b_hex(b"342ec70264b61f9749aa17558239eddb")
# 计算它的 sha256 摘要
hashlib.sha256(b).digest().hex()

计算结果：

获取下发命令

每次睡眠时间结束，beacon 就会主动请求一次 CS 服务器，看看有没有下发命令。在 CS 客户端里执行 “shell whoami” 命令：

 就会抓取到这样的流量：

上面的 Request 报文是 beacon 发送的心跳包，与上线时第一次发送的基本一致。下面的 Response 报文返回了加密数据，这里面就有下发的命令。

加密数据分成两部分，第一部分是 AES 密文的，第二部分是 HMAC 签名，用于校验报文的完整性。密码算法是 CBC 模式 AES。

下面的脚本是我根据 cs-mitm.py 改写的：

import binascii
import Crypto.PublicKey.RSA
import Crypto.Cipher.PKCS1_v1_5
import Crypto.Cipher.AES
import hashlib
import hmac
 
# 密码算法的初始向量
CS_FIXED_IV = b'abcdefghijklmnop'
 
def decrypt(aeskey, hmackey, data):
 
    # 密钥与密文
    aeskey = bytes.fromhex(aeskey)
    hmackey = bytes.fromhex(hmackey)
    data = bytes.fromhex(data)
    if aeskey == None:
        return data
    
    print("加密数据：", data.hex())
 
    # 截取 AES 密文
    encryptedData = data[:-16]
    print("AES 密文：", encryptedData.hex())
 
    # 截取加密数据的后 16 位用于校验密文的完整性
    hmacSignatureMessage = data[-16:]
    print("HMAC 签名：", hmacSignatureMessage.hex())
 
    # 校验密文的完整性
    hmacsSgnatureCalculated = hmac.new(hmackey, encryptedData, hashlib.sha256).digest()[:16]
    if hmacSignatureMessage != hmacsSgnatureCalculated:
        raise Exception('HMAC signature invalid')
 
    # AES 解密
    cypher = Crypto.Cipher.AES.new(aeskey, Crypto.Cipher.AES.MODE_CBC, CS_FIXED_IV)
    decryptedData = cypher.decrypt(encryptedData)
    return decryptedData
 
 
data = decrypt("e4e61a550d0cec57179ebbdb14ab6952", "6967ae5499b973f13e0b6bfc012cda27", "e702026c696bf56ef54f1726a3db31c76fcd45ab045443fc711183859057acf82ee7687017ec95972f75c035f8c703f71a93aa3baa1457ccd1f01984ef054f24")
 
print("AES 明文：", data)

 解密结果：

发送命令执行结果

当 beacon 接收到下发的命令并执行完成，将会把结果 POST 发送给 CS 服务器，流量如下：

 POST 请求体内包含了执行结果，也是用 AES 加密。同样地，payload 后 16 位字节是 HMAC 签名，不属于 AES 密文。此外，前 4 位字节也不属于 AES 密文。所以，这里只需要对前面的脚本修改一下，从第 4 个字节开始截取即可，这里就不粘贴代码了。

 解密结果：

 命令执行结果出现在明文中，解密成功。

扩展

Cobalt Strike Metadata Encryption and Decryption​​​​​​​

如何从进程转储文件提取 AES 密钥和 HMAC？Cobalt Strike: Using Process Memory To Decrypt Traffic – Part 3 – NVISO Labs