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Study Notes of using dnx.exe / rcsi.exe to bypass Decvice Guard UMCI

0x00 前言

在Windows 10 Enterprise和Server 2016引入的新功能Decvice Guard是一种白名单机制，可用来阻止未授权的代码执行。

简单的理解，只要是不包含微软数字签名的程序，均无法用来执行代码。

然而，如果能够找到带有微软签名的程序，那么就能绕过Decvice Guard对应用程序的拦截，实现代码执行。

目前已知的方法有：

1、WinDbg/CDB

可用来执行shell code

作者：Matt Graeber@mattifestation

地址：http://www.exploit-monday.com/2016/08/windbg-cdb-shellcode-runner.html

2、CSI.exe

可用来执行c#代码

作者：Casey Smith@subTee

地址：https://twitter.com/subTee/status/796737674954608641

3、dnx.exe

可用来执行c#代码

作者：Matt Nelson@enigma0x3

地址：https://enigma0x3.net/2016/11/17/bypassing-application-whitelisting-by-using-dnx-exe/

4、rcsi.exe

可用来执行c#代码

作者：Matt Nelson@enigma0x3

地址：https://enigma0x3.net/2016/11/21/bypassing-application-whitelisting-by-using-rcsi-exe/

0x01 简介

Matt Nelson@enigma0x3在最近分享了他绕过Decvice Guard的两种方法，这是继Matt Graeber@mattifestation和Casey Smith@subTee后的第三和第四种绕过方法，本文将重现这两个过程，完成他留给读者的两个作业，优化dnx.exe的环境搭建步骤，分享学习心得。

链接如下：

https://enigma0x3.net/2016/11/17/bypassing-application-whitelisting-by-using-dnx-exe/

https://enigma0x3.net/2016/11/21/bypassing-application-whitelisting-by-using-rcsi-exe/

0x02 dnx.exe

dnx.exe内置于.NET Execution environment，包含数字签名，可用来执行c#代码

首先搭建dnx.exe的使用环境

参考资料：

https://blogs.msdn.microsoft.com/sujitdmello/2015/04/23/step-by-step-installation-instructions-for-getting-dnx-on-your-windows-machine/

资料显示需要powershell v4.0和安装Visual C++ 2013 redistributable package，实际测试”print helloworld”并不需要这些条件，同时配置步骤也可以简化，以下为简化的配置步骤：

测试系统：Win8 x86

1、下载并安装Microsoft .NET Framework 4.5.2：

下载地址：

https://www.microsoft.com/zh-CN/download/confirmation.aspx?id=42643

2、安装DNVM

cmd：

powershell -NoProfile -ExecutionPolicy unrestricted -Command "&{$Branch='’'dev';iex ((new-object net.webclient).DownloadString('https://raw.githubusercontent.com/aspnet/Home/dev/dnvminstall.ps1'))}"

如图

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3、安装DNX

打开新的cmd

cmd：

dnvm list

输入y，安装dnx

如图

Alt text

cmd:

dnvm install latest -Unstable -Persistent

cmd:

dnx

将会看到dnx的操作说明

如图

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4、更新DNX和DNVM bits

cmd:

dnvm upgrade
dnvm update-self

如图

Alt text

5、配置Package

新建文件夹test

cmd：

cd c:\test
dnu restore -s https://www.myget.org/F/aspnetvnext

如图

Alt text

注：

在C:\Windows\System32直接输入dnu restore -s https://www.myget.org/F/aspnetvnext会报错，如图

Alt text

6、添加脚本文件

新建文件Program.cs，内容如下：

using System;
public class Program
{
    public static void Main()
    {
        Console.WriteLine("Hello World");
    }
}

注：

class名必须为Program，否则报错

新建文件project.json，内容如下：

{
    "dependencies":{

    },
    "commands":{
        "test":"test"
    },
    "frameworks":{
        "dnx451":{},
        "dnxcore50":{
            "dependencies":{
                "System.Console":"4.0.0-beta-*"
            }
        }
    }
}

注：

project.json中”commands”内的”test”需要同文件夹名称test对应

注：

中文系统的浏览器复制https://blogs.msdn.microsoft.com/sujitdmello/2015/04/23/step-by-step-installation-instructions-for-getting-dnx-on-your-windows-machine/中的示例代码为unicode格式，直接使用会报错，如图

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需要将其中的Unicode字符转化

7、测试脚本

cmd:

dnu restore

如图

Alt text

cmd:

dnx test

如图

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注:

如果仅测试上述代码，只需完成步骤3即可

8、Win10 Device Guard测试

dnx.exe测试成功后，接下来需要找到dnx.exe在Win10上使用需要包含哪些支持文件，最直观的方法可借助于ProcessMonitor

使用ProcessMonitor获取dnx.exe在运行时的操作，如图

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找到关键目录：

C:\Users\a\.dnx\runtimes\dnx-clr-win-x86.1.0.0-rc1-update2\bin\

经实际测试，在Win10上使用，只需要该目录下的部分文件，大小为7.44MB

注：

这是Matt Nelson@enigma0x3留给读者的作业

文件列表如下：

  • dnx.clr.dll
  • dnx.exe
  • dnx.onecore.dll
  • Microsoft.CodeAnalysis.CSharp.dll
  • Microsoft.CodeAnalysis.dll
  • Microsoft.Dnx.ApplicationHost.dll
  • Microsoft.Dnx.Compilation.Abstractions.dll
  • Microsoft.Dnx.Compilation.CSharp.Abstractions.dll
  • Microsoft.Dnx.Compilation.CSharp.Common.dll
  • Microsoft.Dnx.Compilation.CSharp.dll
  • Microsoft.Dnx.Compilation.dll
  • Microsoft.Dnx.Host.Clr.dll
  • Microsoft.Dnx.Host.dll
  • Microsoft.Dnx.Loader.dll
  • Microsoft.Dnx.Runtime.dll
  • Microsoft.Extensions.PlatformAbstractions.dll
  • System.Collections.Immutable.dll
  • System.Reflection.Metadata.dll
  • vcruntime140.dll(也可忽略，但会报错，不影响代码执行)

该目录下的这些文件不需要：

  • dnu.cmd
  • dnx.win32.dll
  • Microsoft.Dnx.Compilation.DesignTime.dll
  • Microsoft.Dnx.DesignTimeHost.Abstractions.dll
  • Microsoft.Dnx.dll
  • Microsoft.Dnx.Host.Mono.dll
  • Microsoft.Dnx.Runtime.Internals.dll

如图，由于dnx.exe包含微软的签名证书，所以在Device Guard UMCI(user mode code integrity)开启的环境中仍具有执行权限

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绕过成功

0x03 rcsi.exe

rcsi.exe内置于Microsoft “Roslyn” CTP中，包含微软数字签名

Microsoft “Roslyn” CTP下载地址： https://www.microsoft.com/en-us/download/details.aspx?id=34685&tduid=(24d3dfde6075d394de05e49e871fa656)(256380)(2459594)(TnL5HPStwNw-qGm27mnsJb9VbqZPmTLajQ)()

安装前提：

  • 安装Visual Studio 2012
  • 安装VS2012 SDK

1、实际测试

测试系统：Win8.1 x86 安装Visual Studio 2012、VS2012 SDK、Microsoft “Roslyn” CTP

2、执行代码

rcsi.exe的路径为：

C:\Program Files\Microsoft Roslyn CTP\Binaries

新建文件test.csx，内容如下：

using System;
Console.WriteLine("Hello World");
Console.ReadLine();

cmd:

"C:\Program Files\Microsoft Roslyn CTP\Binaries\rcsi.exe" test.csx

如图，成功执行C#代码

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rcsi.exe同csi.exe类似，可以用来执行c#代码，不同点在于csi.exe支持交互，而rcsi.exe不能

如图

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3、Win10 Device Guard测试

rcsi.exe在Win10上运行同样需要支持文件 同样使用ProcessMonitor获取rcsi.exe在运行时的操作，如图

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找到rcsi.exe需要的支持文件如下：

  • C:\Windows\Microsoft.NET\assembly\GAC_MSIL\Roslyn.Compilers.CSharp\v4.0_1.2.0.0__31bf3856ad364e35\Roslyn.Compilers.CSharp.dll
  • C:\Windows\Microsoft.NET\assembly\GAC_MSIL\Roslyn.Compilers\v4.0_1.2.0.0__31bf3856ad364e35\Roslyn.Compilers.dll

注：

这也是Matt Nelson@enigma0x3留给读者的作业

在Win10下测试成功，如图

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0x04 防御

参照Matt Graeber的方法，更新Device Guard Bypass Mitigation Rules，可分别拦截利用WinDbg/CDB、csi.exe、dnx.exe和rcsi.exe的代码执行

参考地址如下：

http://www.exploit-monday.com/2016/09/using-device-guard-to-mitigate-against.html

0x05 小结

本文对dnx.exe和rcsi.exe的利用方法做了介绍，截至目前共有四种绕过Device Guard的方法，相信未来会有更多的方法被发现，与此同时，防御手段也需要随之升级。

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