CrowdStrike的库加载和快速升级机制的分析笔记
时间 ： 2024年08月03日 来源： 安天攻防实验室
说明：针对CrowdStrike导致大规模Windows主机蓝屏事件，安天云安全中心、安天CERT、安天攻防实验室三部门于07月21日发布了长篇分析报告 《CrowdStrike 导致大规模系统崩溃事件的技术分析 ——暨对“猎鹰折羽”的沉思》 （后文简称“猎鹰折羽”报告）。同时也推进了多点的分析验证工作，本报告披露其中部分内容。
关于其快速升级删除掉问题“通道文件”的方式，存在一个现象，即在不联网的情况下，让有问题C-*291*sys文件和最新的C-*291*001.sys并存，重新启动后也会自动清除掉问题文件。对其机理，我们提出了两种猜测，第一种是，当升级系统一个分类重新出现版本号01文件时（有可能再辅助一个时间戳判断），则认为本类型重新初始化，自动删除旧的版本号文件。第二种是，将删除对应问题文件的处置定义放到了新的01号文件中。
第一种的猜测依据有两个，对其他分类的文件也不存在版本号01文件能和其他版本并存情况，另外分类规则是针对不同场景的，C-*291*应为主防类的规则，不应直接进行文件处理。第二种情况也不排除，格式中都支持一个自我应急处置的保留机制。我们倾向于第一种。但后续我们的分析可能不在公开了，从业界传统原则上，针对同业产品，我们的可公开逆向分析内容，不宜超越事故分析边界。
安天攻防实验室
1.1 CrowdStrike C-*.sys 系列通道文件（规则升级文件）加载机制
1.1.1 通道文件格式回顾
我们在“猎鹰折羽”报告中已分析了C-*.sys系列文件的格式。指出符合相关文件名的文件虽为Windows驱动文件后缀“.sys”，实际并非Windows PE格式文件，而是CrowdStrike自定义格式文件，该类文件文件头结构如我们上篇报告内格式分析结果所示，文件头内容与文件名强相关，程序会根据文件头信息校验文件名，文件内另包含hash校验信息，进行二次校验，hash计算方式为调用Windows自带库函数计算。
1.1.2 通道文件验证加载方式
C-*.sys系列文件由CrowdStrike主服务 “CrowdStrike Falcon Sensor Service”的CSFalconService.exe进程加载，该服务使用了微软向反病毒供应商开放的反病毒产品保护服务，使用SERVICE_LAUNCH_PROTECTED_ANTIMALWARE_LIGHT 保护类型启动，实现服务保护，服务启动后调用一系列内核函数进行目录遍历、文件读取，验证相关C-00000xxx-00000000-00000xxx.sys 文件有效性，随后通过IPC（进程间通信）将策略传递给驱动和引擎执行策略。
使用ZwQueryDirectoryFile函数遍历C:\Windows\System32\drivers\CrowdStrike目录中的 C-00000xxx-00000000-00000xxx.sys 文件，
使用 ZwCreateFile、ZwReadFile打开并读取文件内容，解析文件头对文件名进行验证。
调用Windows自带加密基元库bcrypt.dll中BCryptFinishHash函数对文件内容进行hash验证，该函数定义于 bcrypt.h，验证通过后进行进一步解析操作。
1.1.3 蓝屏的原因
关于蓝屏的具体分析，微软已经给出了比较详尽的分析。我们验证是正确的。
微软在分析报告[1]中指出，由于WER（Windows Error Reporting，即Windows错误报告）数据只提供了当前状态的压缩版本，无法查看更大范围的反汇编指令。通过搜索指令特征“45 8B 08”，不难定位到下图的关键指令位置，进行更为深入的分析。
由上图可见，虽然程序在01400E14E8偏移处判断了r8寄存器是否为0（避免访问空指针），但其后并未进一步校验r8寄存器指向地址的合法性。随后程序在01400E14ED偏移访问了r8寄存器指向的非法地址，最终导致了蓝屏的发生。
1.1.4 补救蓝屏事件的新通道文件
针对此次蓝屏事件，CrowdStrike紧急生成了策略文件C-00000291-00000000-00000001.sys，在整个升级策略中，直接删除已有的C-00000291-*.sys，来进行启动化处置。前期已有的C-00000291-*.sys系列文件文件名中，没有C-00000291-00000000-00000001.sys文件，之前按照我们的猜测 C-*.sys系列文件，文件名最后一节为库版本（更新次数），根据初步规则判断当最后一节服务器文件重新回到标号1时，可能意味着基于删除策略清理对应类别的规则文件。
1.2 CrowdStrike agent 启动网络通信和升级机制
1.2.1 网络通信时机
关于CrowdStrike Falcon Sensor，可以回看《猎鹰折羽》分析报告。CrowdStrike Falcon Sensor 在Windows启动内核加载阶段完成后，会话管理器启动阶段前期，在后台进行联网与远程服务端建立链接，进行策略文件更新和数据回传。具体过程为通过dns解析 ts01-gyr-maverick.cloudsink.net和 lfodown01-gyr-maverick.cloudsink.net域名获取云上服务器ip，建立ssl加密通信进行策略下发和信息上传。
网络通信行为在Windows内核加载阶段完成后，会话管理器启动阶段前期，用户登录前开始。
1.2.2 CrowdStrike Falcon Sensor 回连地址
除上面两个cloudsink.net子域名为CrowdStrike Falcon Sensor 回连地址，不同地域回连地址有所差异，已知的回连地址如下:
1.2.3 网络通信通道筛选
CrowdStrike Falcon Sensor 内置了网络通信通道筛选机制，在Windows 系统内配置全局代理的前提下，CrowdStrike Falcon Sensor 解析域名获取其服务器ip后，对系统代理做内部逻辑验证，不符合内部逻辑时直接绕过Windows全局代理，仍旧通过Windows网络直连其服务器获取策略和上传数据。(下图192.168.43.73为Windows全局代理)
相关数据流如下：
1.2.4 内部证书验证机制
CrowdStrike Falcon Sensor 内置证书验证机制，独立于Windows证书管理机制，不信任Windows已授信证书。与其服务器通信时，使用其内部证书验证机制，验证服务器证书。
小结：
CrowdStrike官网给出了如下信息：“Reboot the host to give it an opportunity to download the reverted channel file. We strongly recommend putting the host on a wired network (as opposed to WiFi) prior to rebooting as the host will acquire internet connectivity considerably faster via ethernet。（重启主机，让它有机会下载还原的频道文件。我们强烈建议在重新启动之前将主机置于有线网络（而不是WiFi）上，因为主机通过以太网获得互联网连接的速度要快得多）”
从分析来看，CrowdStrike存在快速升级机制，初步观测至少Windows启动内核加载阶段完成后，会话管理器启动阶段前期，会有一个无条件的升级机制。CrowdStrike有可能倾向认为，在网络速度足够快的情况下，强制升级会先于蓝屏完成。但也不排除，有更底层前置的通讯机制，但我们未能复现。
//BTW：
在初始事件验证中，安天攻防实验室发现了一个奇怪的现象，在公有云环境部署了一套早期版本的CrowdStrike 在部署了问题文件C-00000291-00000000-00000xxx.sys后，触发了蓝屏，但其重启后系统能够正常启动。但在单机采取同样的验证方式，则反复蓝屏。
我们关注到TK老师在微信群的讨论，他提出了应关注CrowdStrike快速升级机理，并建议我们复盘公有云下重启不蓝屏是否源于其快速升级机制。这个建议推进了本文相关分析工作，在此向TK老师表示感谢。关于CrowdStrike是否存在更为底层的快速升级机制，我们还在继续跟进分析。
参考资料：
附录：安天攻防实验室简介
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