P2P 僵尸网络入门

当前人们正大肆宣传ZeroAccess（一种恶意程序）被攻克的消息，我认为是时候介绍一下P2P僵尸网络(botnets)了。包括它们是如何工作的，以及通常怎么应对它们。

传统僵尸网络

传统僵尸网络图例

无论使用HTTP、IRC或是其他协议，传统僵尸网络的构成都是相同的。所有的僵尸主机(bot)都通过一个或多个域名连接到一个或多个服务器。尽管网络结构可能千差万别，或一目了然，或错综复杂，通过各服务器间良好的协作，都可以轻易摧毁僵尸网络。

恢复僵尸主机正常工作最常见的办法，就是夺取它所使用的域名或服务器的控制权。然而有些时候由于某些原因我们无法向僵尸主机发送指令，就需要另一种手段。当然尝试关闭命令与控制服务器（C&C Server）一般情况下都是浪费时间的做法，因为主控者（botmaster）不需要花多少时间，就可以找到另一个服务器，并将域名重定向到它上面。于是我们就只有在域名上做文章来应对了。

高手操纵的僵尸网络通常会使用多个域名，当其中一个被关闭时，僵尸主机会连接到另一个。想要彻底破坏这样的僵尸网络，有两个办法：1、暂时关闭所有和这个僵尸网络相关的域名（需要在短时间内完成，以防主控者操作僵尸主机定向到新的域名）；2、把僵尸网络使用的域名定向到一个有特殊功能的服务器（如Sinkhole路由器），使僵尸主机远离正常的控制服务器，从而切断主控者对它们的控制。

P2P

不同于传统僵尸网络在域名或服务器被夺取控制权时表现出的脆弱，P2P僵尸网络会建立一个相对分散的网络环境。思路就是所有的僵尸主机都互相连接并且进行通信，从而不再需要一个中心服务器，但实际上并不单纯是这样。

指令

如果所有的僵尸主机都能互相通信，那么主控者需要确保只有他能向这些主机发送指令，通常的解决办法是数字签名。这个签名是由不对称加密算法生成的，需要两个密钥（公钥和私钥）。如果其中一个密钥用于加密消息，那么必须使用另一个来解密。于是主控者可以自己持有一个密钥（私钥），将另一个（公钥）发放到僵尸主机上。他使用私钥对指令进行加密，然后僵尸主机使用公钥解密。没有私钥，任何人都无法正确加密指令。

网络架构

图1

大部分人眼中P2P僵尸网络的构造和图1类似，所有僵尸主机通过IP地址互相连接，互相发送命令，完全不需要中心服务器或者域名。很遗憾，这种表述是错误的。

那些使用NAT、防火墙，或者代理访问网络的计算机，无法接受连入的请求，它们只能向外发送消息，这会导致大多数僵尸主机无法被另一个直接连接。在传统僵尸网络中，这根本不是问题，因为僵尸主机都是连接到服务器的。因此在P2P网络中，我们仍然需要服务器，只不过形式不同罢了。

图2

把那些可以接受连入请求的僵尸主机（没有使用代理、NAT或防火墙）作为服务器（通常称作节点），同时那些不能连入的主机（通常称作worker，暂译工作机）将向一个或多个节点发起连接，从而获取指令（图2）。尽管这些节点仅仅从技术上可以作为服务器，但是可以利用它们防止僵尸网络被摧毁。办法就是：所有的工作机在节点间是分布式连接的，这使它们在某个节点失效时，能够轻易转移到另一个节点上。有时关闭所有的节点是一件不切实际的事情，于是P2P僵尸网络得以持续工作。不幸的是，这些节点都是合法的普通计算机，它们可不能像服务器一样随意被我们控制。

每个节点都维护着一个IP列表，它包含所有和自身有相同工作机的节点。然后工作机再获取这个列表，于是它们就能够在其中某个节点失效时转向另一个。在这个阶段，数个僵尸主机成为一组，并且连接到许多不同的节点，但整个僵尸网络还无法接受指令。为了使指令能够抵达网络中各台主机，需要僵尸主机连接到多个节点并把接受到的指令发送到其他节点，或者节点之间相互连接同时相互传递指令，亦或者把两者结合起来。

引导增殖

要将一台主机拥入僵尸网络的怀抱，它至少需要获取一个节点的IP地址，这时引导增殖的过程便开始了。僵尸程序里硬编码了一系列可提供自身繁衍所需信息的服务器（暂译引导服务器），当程序第一次在被感染的计算机上运行时，它就会连接到这些服务器。引导服务器的工作就是维护一个海量的节点地址，将其中一部分发放到僵尸主机上（把主机引入僵尸网络）。通常来说，引导服务器使用某种签名，防止被安全人员劫持，也避免提供无效的节点地址。

显然引导服务器是中心要点，就像传统僵尸网络一样，他们可以被破坏，然而这也不算什么大不了的事。如果所有的引导服务器在一瞬间被全部拿下，这也不会影响到已经存在的僵尸主机，只是阻止了新僵尸的加入。主控者可以从容地暂停感染新机器，直到他设置好新的引导服务器。因此这个办法只能算是一个临时措施，去攻击僵尸网络的引导增殖系统意义并不大。

拆解僵尸网络

攻击引导服务器只是临时地阻止了网络的感染，而包含数字签名的指令使得除了主控者以外的人无法操纵僵尸主机，同时节点数量又太多以至于很难同时被击破，那么我们还能做什么呢？

投下慢性毒药

几乎所有的P2P僵尸网络都有一个弱点，那就是所有的对等主机会使用相同的运行机制。像之前描述过的那样，节点主机需要维护包含其他节点的列表，同时共享给工作机，使它们能够分布式地连接到一系列节点上。如果主控者手动为每个节点提供其他节点的地址，将耗费难以估计的时间，甚至是不可能做到的，因此交给节点自动完成。当一个僵尸节点被认定可以接受连入请求时，节点主机便连接到它，并给它共享一个节点列表。

那么如果你引入一台对僵尸网络来说居心叵测的计算机呢，它有条件作为节点主机，并且向其他节点共享一个包含无效IP的列表。很可能效果不是很大，节点会校验新获取的IP以确保它们可用。但是既然想到了这点，离成功也就不远了！

安全人员可以引入许多这样的“恶意”计算机，并非提供无效的节点IP，而是提供它们各自的IP。资源充足的情况下，“恶意”计算机会成为僵尸网络中重要的一部分，并且把僵尸主机和节点主机分离。通过这样的方式，可以使工作机只能获取“恶意”的节点，从而显著降低它们重新成为僵尸网络一员的可能性。在一定的时间内，“恶意”节点会阻止正常节点传播命令，于是工作机也无法接收到指令，打了主控者一个措手不及。这个办法不太可能将所有的工作机分离出来，但已大大削弱了僵尸网络的影响程度。保持“恶意”节点持续运行能够将更多的主机占为己有，也时刻监视着那些可能存有“正常”节点IP地址的僵尸主机。

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原文：Peer-to-Peer Botnets for Beginners
转载于：伯乐在线 - 蒋生武