西北工業(yè)大學遭美國NSA網(wǎng)絡(luò)攻擊事件調(diào)查報告(之一)
2022年6月22日，西北工業(yè)大學發(fā)布《公開聲明》稱，該校遭受境外網(wǎng)絡(luò)攻擊。陜西省西安市公安局碑林分局隨即發(fā)布《警情通報》，證實在西北工業(yè)大學的信息網(wǎng)絡(luò)中發(fā)現(xiàn)了多款源于境外的木馬樣本，西安警方已對此正式立案調(diào)查。
國家計算機病毒應急處理中心和360公司聯(lián)合組成技術(shù)團隊(以下簡稱“技術(shù)團隊”)，全程參與了此案的技術(shù)分析工作。技術(shù)團隊先后從西北工業(yè)大學的多個信息系統(tǒng)和上網(wǎng)終端中提取到了多款木馬樣本，綜合使用國內(nèi)現(xiàn)有數(shù)據(jù)資源和分析手段，并得到了歐洲、南亞部分國家合作伙伴的通力支持，全面還原了相關(guān)攻擊事件的總體概貌、技術(shù)特征、攻擊武器、攻擊路徑和攻擊源頭，初步判明相關(guān)攻擊活動源自美國國家安全局(NSA)“特定入侵行動辦公室”(Office of Tailored Access Operation，后文簡稱TAO)。
一、攻擊事件概貌
本次調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在近年里，美國NSA下屬TAO對中國國內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)目標實施了上萬次的惡意網(wǎng)絡(luò)攻擊，控制了數(shù)以萬計的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(網(wǎng)絡(luò)服務器、上網(wǎng)終端、網(wǎng)絡(luò)交換機、電話交換機、路由器、防火墻等)，竊取了超過140GB的高價值數(shù)據(jù)。TAO利用其網(wǎng)絡(luò)攻擊武器平臺、“零日漏洞”(0day)及其控制的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等，持續(xù)擴大網(wǎng)絡(luò)攻擊和范圍。經(jīng)技術(shù)分析與溯源，技術(shù)團隊現(xiàn)已澄清TAO攻擊活動中使用的網(wǎng)絡(luò)攻擊基礎(chǔ)設(shè)施、專用武器裝備及技戰(zhàn)術(shù)，還原了攻擊過程和被竊取的文件，掌握了美國NSA及其下屬TAO對中國信息網(wǎng)絡(luò)實施網(wǎng)絡(luò)攻擊和數(shù)據(jù)竊密的相關(guān)證據(jù)，涉及在美國國內(nèi)對中國直接發(fā)起網(wǎng)絡(luò)攻擊的人員13名，以及NSA通過掩護公司為構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)攻擊環(huán)境而與美國電信運營商簽訂的合同60余份，電子文件170余份。
二、攻擊事件分析
在針對西北工業(yè)大學的網(wǎng)絡(luò)攻擊中，TAO使用了40余種不同的NSA專屬網(wǎng)絡(luò)攻擊武器，持續(xù)對西北工業(yè)大學開展攻擊竊密，竊取該校關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置、網(wǎng)管數(shù)據(jù)、運維數(shù)據(jù)等核心技術(shù)數(shù)據(jù)。通過取證分析，技術(shù)團隊累計發(fā)現(xiàn)攻擊者在西北工業(yè)大學內(nèi)部滲透的攻擊鏈路多達1100余條、操作的指令序列90余個，并從被入侵的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中定位了多份遭竊取的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置文件、遭嗅探的網(wǎng)絡(luò)通信數(shù)據(jù)及口令、其它類型的日志和密鑰文件以及其他與攻擊活動相關(guān)的主要細節(jié)。具體分析情況如下：
(一)相關(guān)網(wǎng)絡(luò)攻擊基礎(chǔ)設(shè)施
為掩護其攻擊行動，TAO在開始行動前會進行較長時間的準備工作，主要進行匿名化攻擊基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)。TAO利用其掌握的針對SunOS操作系統(tǒng)的兩個“零日漏洞”利用工具，選擇了中國周邊國家的教育機構(gòu)、商業(yè)公司等網(wǎng)絡(luò)應用流量較多的服務器為攻擊目標;攻擊成功后，安裝NOPEN木馬程序(詳見有關(guān)研究報告)，控制了大批跳板機。
TAO在針對西北工業(yè)大學的網(wǎng)絡(luò)攻擊行動中先后使用了54臺跳板機和代理服務器，主要分布在日本、韓國、瑞典、波蘭、烏克蘭等17個國家，其中70%位于中國周邊國家，如日本、韓國等。
這些跳板機的功能僅限于指令中轉(zhuǎn)，即：將上一級的跳板指令轉(zhuǎn)發(fā)到目標系統(tǒng)，從而掩蓋美國國家安全局發(fā)起網(wǎng)絡(luò)攻擊的真實IP。目前已經(jīng)至少掌握TAO從其接入環(huán)境(美國國內(nèi)電信運營商)控制跳板機的四個IP地址，分別為209.59.36.*、69.165.54.*、207.195.240.*和209.118.143.*。同時，為了進一步掩蓋跳板機和代理服務器與NSA之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，NSA使用了美國Register公司的匿名保護服務，對相關(guān)域名、證書以及注冊人等可溯源信息進行匿名化處理，無法通過公開渠道進行查詢。
技術(shù)團隊通過威脅情報數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)分析，發(fā)現(xiàn)針對西北工業(yè)大學攻擊平臺所使用的網(wǎng)絡(luò)資源共涉及5臺代理服務器，NSA通過秘密成立的兩家掩護公司向美國泰瑞馬克(Terremark)公司購買了埃及、荷蘭和哥倫比亞等地的IP地址，并租用一批服務器。這兩家公司分別為杰克•史密斯咨詢公司(Jackson Smith Consultants)、穆勒多元系統(tǒng)公司(Mueller Diversified Systems)。同時，技術(shù)團隊還發(fā)現(xiàn)，TAO基礎(chǔ)設(shè)施技術(shù)處(MIT)工作人員使用“阿曼達•拉米雷斯(Amanda Ramirez)”的名字匿名購買域名和一份通用的SSL證書(ID：e42d3bea0a16111e67ef79f9cc2*****)。隨后，上述域名和證書被部署在位于美國本土的中間人攻擊平臺“酸狐貍”(Foxacid)上，對中國的大量網(wǎng)絡(luò)目標開展攻擊。特別是，TAO對西北工業(yè)大學等中國信息網(wǎng)絡(luò)目標展開了多輪持續(xù)性的攻擊、竊密行動。
(二)相關(guān)網(wǎng)絡(luò)攻擊武器
TAO在對西北工業(yè)大學的網(wǎng)絡(luò)攻擊行動中，先后使用了41種NSA的專用網(wǎng)絡(luò)攻擊武器裝備。并且在攻擊過程中，TAO會根據(jù)目標環(huán)境對同一款網(wǎng)絡(luò)武器進行靈活配置。例如，對西北工業(yè)大學實施網(wǎng)絡(luò)攻擊中使用的網(wǎng)絡(luò)武器中，僅后門工具“狡詐異端犯”(NSA命名)就有14個不同版本。技術(shù)團隊將此次攻擊活動中TAO所使用工具類別分為四大類，具體包括：
1、漏洞攻擊突破類武器
TAO依托此類武器對西北工業(yè)大學的邊界網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、網(wǎng)關(guān)服務器、辦公內(nèi)網(wǎng)主機等實施攻擊突破，同時也用來攻擊控制境外跳板機以構(gòu)建匿名化網(wǎng)絡(luò)作為行動掩護。此類武器共有3種：
①“剃須刀”
此武器可針對開放了指定RPC服務的X86和SPARC架構(gòu)的Solarise系統(tǒng)實施遠程漏洞攻擊，攻擊時可自動探知目標系統(tǒng)服務開放情況并智能化選擇合適版本的漏洞利用代碼，直接獲取對目標主機的完整控制權(quán)。此武器用于對日本、韓國等國家跳板機的攻擊，所控制跳板機被用于對西北工業(yè)大學的網(wǎng)絡(luò)攻擊。
②“孤島”
此武器同樣可針對開放了指定RPC服務的Solaris系統(tǒng)實施遠程溢出攻擊，直接獲取對目標主機的完整控制權(quán)。與“剃須刀”的不同之處在于此工具不具備自主探測目標服務開放情況的能力，需由使用者手動配置目標及相關(guān)參數(shù)。NSA使用此武器攻擊控制了西北工業(yè)大學的邊界服務器。
③“酸狐貍”武器平臺
此武器平臺部署在哥倫比亞，可結(jié)合“二次約會”中間人攻擊武器使用，可智能化配置漏洞載荷針對IE、FireFox、Safari、Android Webkit等多平臺上的主流瀏覽器開展遠程溢出攻擊，獲取目標系統(tǒng)的控制權(quán)(詳見：國家計算機病毒應急處理中心《美國國家安全局(NSA)“酸狐貍”漏洞攻擊武器平臺技術(shù)分析報告》)。TAO主要使用該武器平臺對西北工業(yè)大學辦公內(nèi)網(wǎng)主機進行入侵。
2、持久化控制類武器
TAO依托此類武器對西北工業(yè)大學網(wǎng)絡(luò)進行隱蔽持久控制，TAO行動隊可通過加密通道發(fā)送控制指令操作此類武器實施對西北工業(yè)大學網(wǎng)絡(luò)的滲透、控制、竊密等行為。此類武器共有6種：
①“二次約會”
此武器長期駐留在網(wǎng)關(guān)服務器、邊界路由器等網(wǎng)絡(luò)邊界設(shè)備及服務器上，可針對海量數(shù)據(jù)流量進行精準過濾與自動化劫持，實現(xiàn)中間人攻擊功能。TAO在西北工業(yè)大學邊界設(shè)備上安置該武器，劫持流經(jīng)該設(shè)備的流量引導至“酸狐貍”平臺實施漏洞攻擊。
②“NOPEN”
此武器是一種支持多種操作系統(tǒng)和不同體系架構(gòu)的遠控木馬，可通過加密隧道接收指令執(zhí)行文件管理、進程管理、系統(tǒng)命令執(zhí)行等多種操作，并且本身具備權(quán)限提升和持久化能力(詳見：國家計算機病毒應急處理中心《“NOPEN”遠控木馬分析報告》)。TAO主要使用該武器對西北工業(yè)大學網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的核心業(yè)務服務器和關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)設(shè)備實施持久化控制。
③“怒火噴射”
此武器是一款基于Windows系統(tǒng)的支持多種操作系統(tǒng)和不同體系架構(gòu)的遠控木馬，可根據(jù)目標系統(tǒng)環(huán)境定制化生成不同類型的木馬服務端，服務端本身具備極強的抗分析、反調(diào)試能力。TAO主要使用該武器配合“酸狐貍”平臺對西北工業(yè)大學辦公網(wǎng)內(nèi)部的個人主機實施持久化控制。
④“狡詐異端犯”
此武器是一款輕量級的后門植入工具，運行后即自刪除，具備權(quán)限提升能力，持久駐留于目標設(shè)備上并可隨系統(tǒng)啟動。TAO主要使用該武器實現(xiàn)持久駐留，以便在合適時機建立加密管道上傳NOPEN木馬，保障對西北工業(yè)大學信息網(wǎng)絡(luò)的長期控制。
⑤“堅忍外科醫(yī)生”
此武器是一款針對Linux、Solaris、JunOS、FreeBSD等4種類型操作系統(tǒng)的后門，該武器可持久化運行于目標設(shè)備上，根據(jù)指令對目標設(shè)備上的指定文件、目錄、進程等進行隱藏。TAO主要使用該武器隱藏NOPEN木馬的文件和進程，避免其被監(jiān)控發(fā)現(xiàn)。技術(shù)分析發(fā)現(xiàn)，TAO在對西北工業(yè)大學的網(wǎng)絡(luò)攻擊中，累計使用了該武器的12個不同版本。
3、嗅探竊密類武器
TAO依托此類武器嗅探西北工業(yè)大學工作人員運維網(wǎng)絡(luò)時使用的賬號口令、命令行操作記錄，竊取西北工業(yè)大學網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的敏感信息和運維數(shù)據(jù)等。此類武器共有兩種：
①“飲茶”
此武器可長期駐留在32位或64位的Solaris系統(tǒng)中，通過嗅探進程間通信的方式獲取ssh、telnet、rlogin等多種遠程登錄方式下暴露的賬號口令。TAO主要使用該武器嗅探西北工業(yè)大學業(yè)務人員實施運維工作時產(chǎn)生的賬號口令、命令行操作記錄、日志文件等，壓縮加密存儲后供NOPEN木馬下載。
②“敵后行動”系列武器
此系列武器是專門針對電信運營商特定業(yè)務系統(tǒng)使用的工具，根據(jù)被控業(yè)務設(shè)備的不同類型，“敵后行動”會與不同的解析工具配合使用。TAO在對西北工業(yè)大學的網(wǎng)絡(luò)攻擊中使用了“魔法學校”、“小丑食物”和“詛咒之火”等3類針對電信運營商的攻擊竊密工具。
4、隱蔽消痕類武器
TAO依托此類武器消除其在西北工業(yè)大學網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的行為痕跡，隱藏、掩飾其惡意操作和竊密行為，同時為上述三類武器提供保護�，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)1種此類武器：
“吐司面包” ，此武器可用于查看、修改utmp、wtmp、lastlog等日志文件以清除操作痕跡。TAO主要使用該武器清除、替換被控西北工業(yè)大學上網(wǎng)設(shè)備上的各類日志文件，隱藏其惡意行為。TAO對西北工業(yè)大學的網(wǎng)絡(luò)攻擊中共使用了3款不同版本的“吐司面包”。
三、攻擊溯源
技術(shù)團隊結(jié)合上述技術(shù)分析結(jié)果和溯源調(diào)查情況，初步判斷對西北工業(yè)大學實施網(wǎng)絡(luò)攻擊行動的是美國國家安全局(NSA)信息情報部(代號S)數(shù)據(jù)偵察局(代號S3)下屬TAO(代號S32)部門。該部門成立于1998年，其力量部署主要依托美國國家安全局(NSA)在美國和歐洲的各密碼中心。目前已被公布的六個密碼中心分別是：
1、美國馬里蘭州米德堡的NSA總部;
2、美國夏威夷瓦胡島的NSA夏威夷密碼中心(NSAH);
3、美國佐治亞州戈登堡的NSA佐治亞密碼中心(NSAG);
4、美國德克薩斯州圣安東尼奧的NSA德克薩斯密碼中心(NSAT);
5、美國科羅拉羅州丹佛馬克利空軍基地的NSA科羅拉羅密碼中心(NSAC);
6、德國達姆施塔特美軍基地的NSA歐洲密碼中心(NSAE)。
TAO是目前美國政府專門從事對他國實施大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)攻擊竊密活動的戰(zhàn)術(shù)實施單位，由2000多名軍人和文職人員組成，其內(nèi)設(shè)機構(gòu)包括：
第一處：遠程操作中心(ROC，代號S321)，主要負責操作武器平臺和工具進入并控制目標系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)。
第二處：先進/接入網(wǎng)絡(luò)技術(shù)處(ANT，代號S322)，負責研究相關(guān)硬件技術(shù)，為TAO網(wǎng)絡(luò)攻擊行動提供硬件相關(guān)技術(shù)和武器裝備支持。
第三處：數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)處(DNT，代號S323)，負責研發(fā)復雜的計算機軟件工具，為TAO操作人員執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)攻擊任務提供支撐。
第四處：電信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)處(TNT，代號S324)，負責研究電信相關(guān)技術(shù)，為TAO操作人員隱蔽滲透電信網(wǎng)絡(luò)提供支撐。
第五處：任務基礎(chǔ)設(shè)施技術(shù)處(MIT，代號S325)，負責開發(fā)與建立網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施和安全監(jiān)控平臺，用于構(gòu)建攻擊行動網(wǎng)絡(luò)環(huán)境與匿名網(wǎng)絡(luò)。
第六處：接入行動處(ATO，代號S326)，負責通過供應鏈，對擬送達目標的產(chǎn)品進行后門安裝。
第七處：需求與定位處(R&T，代號S327)，接收各相關(guān)單位的任務，確定偵察目標，分析評估情報價值。
S32P：項目計劃整合處(PPI，代號S32P)，負責總體規(guī)劃與項目管理。
NWT：網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)小組(NWT)，負責與網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)小隊聯(lián)絡(luò)。
美國國家安全局(NSA)針對西北工業(yè)大學的攻擊行動代號為“阻擊XXXX”(shotXXXX)。該行動由TAO負責人直接指揮，由MIT(S325)負責構(gòu)建偵察環(huán)境、租用攻擊資源;由R&T(S327)負責確定攻擊行動戰(zhàn)略和情報評估;由ANT(S322)、DNT(S323)、TNT(S324)負責提供技術(shù)支撐;由ROC(S321)負責組織開展攻擊偵察行動。由此可見，直接參與指揮與行動的主要包括TAO負責人，S321和S325單位。
NSA對西北工業(yè)大學攻擊竊密期間的TAO負責人是羅伯特•喬伊斯(Robert Edward Joyce)。此人于1967年9月13日出生，曾就讀于漢尼拔高中，1989年畢業(yè)于克拉克森大學，獲學士學位，1993年畢業(yè)于約翰斯•霍普金斯大學，獲碩士學位。1989年進入美國國家安全局工作。曾經(jīng)擔任過TAO副主任，2013年至2017年擔任TAO主任。2017年10月開始擔任代理美國國土安全顧問。2018年4月至5月，擔任美國白宮國務安全顧問，后回到NSA擔任美國國家安全局局長網(wǎng)絡(luò)安全戰(zhàn)略高級顧問，現(xiàn)擔任NSA網(wǎng)絡(luò)安全主管。
四、總結(jié)
本次報告基于國家計算機病毒應急處理中心與360公司聯(lián)合技術(shù)團隊的分析成果，揭露了美國NSA長期以來針對包括西北工業(yè)大學在內(nèi)的中國信息網(wǎng)絡(luò)用戶和重要單位開展網(wǎng)絡(luò)間諜活動的真相。后續(xù)技術(shù)團隊還將陸續(xù)公布相關(guān)事件調(diào)查的更多技術(shù)細節(jié)。
