# DGA家族Orchard持续变化，新版本用比特币交易信息生成 DGA域名 **blog.netlab.360.com/orchard-dga/** daji August 5, 2022 5 August 2022 / [Botnet](https://blog.netlab.360.com/tag/botnet/) DGA是一种经典的botnet对抗检测的技术，其原理是使用某种DGA算法，结合特定的种子和当 前日期，定期生成大量的域名，而攻击者只是选择性的注册其中的极少数。对于防御者而言， 因为难以事先确定哪些域名会被生成和注册，因而防御难度极大。 [360 netlab长期专注于botnet攻防技术的研究，维护了专门的DGA算法和情报库，并通过订阅](https://data.netlab.360.com/dga/) 情报的方式与业界分享研究成果。近期我们在分析未知DGA域名时发现一例不但使用日期，还 会同时使用中本聪的比特币账号交易信息来生成DGA域名的例子。因为比特币交易的不确定 性，该技术比使用时间生成的DGA更难预测，因而防御难度更大。 该技术发现于一个名为Orchard的botnet家族。自从2021年2月份首次检测到该家族以来，我 们发现它至少经历了3个版本的变化，中间甚至切换过编程语言。结合长期的跟踪结果和其它 维度的信息，我们认为Orchard会是一个长期活跃、持续发展的botnet家族，值得警惕。本文 将介绍Orchard的最新DGA技术，以及它这3个版本的发展过程。本文要点如下： Orchard是一个使用了DGA技术的botnet家族，核心功能是在受害者机器上安装各种恶意 软件。 从2021年2月至今，我们先后检测到3个版本的Orchard样本，均使用了DGA技术。 Orchard的DGA算法一直未变，但日期的使用方式一直在变，最新版同时支持使用比特 币账号信息来生成单独的DGA域名。 除了DGA，Orchard还硬编码了C2域名。 Orchard目前仍在活跃，致力于门罗币挖矿。 ## 传播方式、规模以及影响范围 Orchard采用了“硬编码域名+DGA”的冗余C2机制，并且每个版本都硬编码了1个唯一的 DuckDNS动态域名作为C2，根据它们的DGA实现方式和硬编码的域名，我们把已经检测到的 Orchard样本分为3个版本： ``` v1, orcharddns.duckdns.org v2，orchardmaster.duckdns.org v3, ojena.duckdns.org ``` 它们的时间线如下： ``` * 2021年3月，检测到v1版本，使用C++开发。结合历史数据，我们将v1首次出现时间提前到2021年2月。 * 2021年9月，检测到v2版本，它使用Golang和C++编写。 * 2022年7月，检测到v3版本，编写语言回到C++。 ``` ----- 这3个版本都支持通过感染USB盘的方式进行传播，这 点跟传统的病毒很像，具体实现参考 后面的“USB感染逻辑”部分。理论上，Orchard也完全可以通过其它方式传播。 利用我们的图系统结合PDNS和其它维度的数据，我们发现v1和v2的C2存在明显的共享IP的情 况，如下图所示。 图系统帮我们找到了更多的C2 IP和域名，详见后面的IoC部分，这里的域名特点是都以 duckdns.org结尾。v3因为比较新，没发现其它的关联域名，下面是v3域名的活跃情况。 能看到它是今年5月上线，然后逐渐活跃，目前应该仍然在活跃期内。 ----- 基于PDNS我们对3个版本的感染规模做了评估，其中v1和v2节点数近千，v3因为出现较晚， 节点数不到500，下面是各个版本域名到具体IP的详细解析数。 ``` # v1, orcharddns.duckdns.org 37, 45.61.185.36 413, 45.61.186.52 1301, 45.61.187.240 207, 205.185.124.143 # v2, orchardmaster.duckdns.org 45, 45.61.185.36 104, 45.61.186.52 659, 45.61.187.240 # v3, ojena.duckdns.org 418, 45.61.185.231 ``` 需要强调的是上面的规模数据只是我们视野内看到的，实际的应该要比这更多。 ## 样本分析 Orchard样本在样本层面多使用loader，用于对抗分析和自我保护。目前看到的Orchard loader 并不固定，即使单个版本也会出现多种loader的情况，比如v1版本的Orchard以base64字符串 的形式存在于loader中，v2/v3版本的样本有的以资源文件的形式存放在loader中。各个版本还 都曾使用过例如VMP、Enigma等虚拟壳来保护自身。总的来说，Orchard的工作流程可以用 下面的图来总结。 Orchard三个版本的功能基本相同，包括： ----- 上传设备及用户信息 响应指令/下载执行下一阶段的模块 感染USB存储设备 下面从DGA算法、C2通信和主机行为等几个维度分别分析3个版本Orchard的核心功能。 ### v1版本 该版本的分析以MD5=5c883ff8539b8d04be017a51a84e3af8的样本为基础。它在运行时首先 释放内嵌的PE文件到自启动目录下，所释放的PE在内存中进行base64解码得到orchard的数 据，随后该PE将System32/SysWOW64下的任一exe作为傀儡进程，来运行保存的orchard代 码。该版本Orchard整体逻辑如下图，主要分为网络通信和USB感染两部分，最终功能取决于 C2下发的具体模块，因此orchard本身可以认为是一个Downloader的角色。 此处主要描述其网络通信过程（三个版本的USB感染逻辑相同，详见USB感染一节）。 C2通信过程较为简单，bot在check-in过程中向C2发送收集到的主机信息，然后等待C2响应的 指令。v1版本所收集信息包括：卷序列号（HWID）、电脑名称、用户名、操作系统名称、系 统版本、已安装的捕获驱动程序名称、杀软信息、父进程文件修改时间、置顶窗口名称及窗口 标题等，这些信息以“[o.r.c.h.a.r.d]”作为分隔符进行拼接后发送，如下图所示。 ----- C2响应数据格式一般为“指令+数据”，指令的功能通过指令码指定。下面是一个具体的C2响 应，其中"[&&]"代表指令码2，代表下载执行，具体处理过程分为2种：响应数据如果是URL， 则下载URL对应的PE并执行；如果是base64编码的内容，则先解码然后执行解码后的数据。 此处响应的数据实际是base64编码的新版本PE文件，相当于升级，这也表明老版本可能已经 废弃。 ----- v1版本一共定义了8个指令，指令码与指令字符串的对应关系如下： ``` 1 \[=] 2 \[&&] 3 \[##] 4 \[###] 5 \[%%] 6 \[%%%] 7 \[#\_#] 8 \[\_\_\] \[>>] \[<<] \[^^] \[\*\] \[\~\] \[@] \[!] \[#\*\#\] \[#@#] ``` 由于某些指令置空，8个指令实际对应三种操作（后续版本大同小异）： 指令码1和2：判断响应数据为URL或者PE，如果是URL则下载执行，如果是PE，则创 建进程执行（CreateProcess创建进程、傀儡进程、远程线程注入等）。 指令码3、4、8：终结当前进程删除原始文件，或者重新启动。 指令码7：再次收集C2、port、PID、文件名信息向C2进行发送，示例： orcharddns.duckdns.org[o.r.c.h.a.r.d]5890[o.r.c.h.a.r.d]2260[o.r.c.h.a.r.d]stage3_.exe[o.r.c.h.a.r.d] **DGA算法** ----- v1的DGA以日期字符串（比如 2022/07/05 ）作为输入，计算其MD5值，然后将MD5字符串均 分成长度为8的四个子字符串，依次与 .com、.net、.org、.duckdns.org 这4个后缀拼接，得到 每天4组16个DGA域名，算法实现如下。 ``` # 2021/04/15 import datetime import hashlib days=30 for i in range(0, days): datex = (datetime.datetime.now() datetime.timedelta(days=i)).strftime('%Y/%m/%d') print("seed: ", datex) md5 = hashlib.md5(datex.encode()).hexdigest() print('md5: ', md5) dga_list = [] dga_list.append(md5[:8]) dga_list.append(md5[8:16]) dga_list.append(md5[16:24]) dga_list.append(md5[24:32]) for j in range(len(dga_list)): print(dga_list[j] + '.com') print(dga_list[j] + '.net') print(dga_list[j] + '.org') print(dga_list[j] + '.duckdns.org') ``` 示例域名如下： ``` seed: 2022/07/05 md5: 91ac64d29f78281ad802f44648b2137f 91ac64d2.com 91ac64d2.net 91ac64d2.org 91ac64d2.duckdns.org 9f78281a.com 9f78281a.net 9f78281a.org 9f78281a.duckdns.org d802f446.com d802f446.net d802f446.org d802f446.duckdns.org 48b2137f.com 48b2137f.net 48b2137f.org 48b2137f.duckdns.org ### v2版本 ``` ----- v2版本出现了两种编程语言实现的样本，分别是Golang和C++，但是功能相同。这里的分析 [以MD5=f3e0b960a48b433bc4bfe6ac44183b74的Golang样本为例，它的C2初始化函数如下](https://www.virustotal.com/gui/file/5da3a405fea843ed422c06987179e0ac47b915c1d12cc608ce4ecb187edf5f03/details) 图所示，能明显看到硬编码的C2域名。 v2版本开始使用json格式，字段含义相对清晰。其收集的信息跟v1大致相同，包括：卷序列号 （HWID）、电脑名称、用户名、系统版本、杀软信息、活动窗口信息等，新增的字段 有：.net框架版本（比如v2.0.50727）、USB 状态、发包类型及自身版本。下面是一个实际观 察到的版本号信息，Bot_Version=1.2/G可能的解释为：版本=v1.2，编写语言=Golang。 ----- v2版本的C++语言样本集成了同样的C2，上线包中的版本信息则变成了 Bot_version:1/C ，它 所收集的信息如下图所示。 根据代码相似性分析，v2版本的C++样本跟后来的v3版本代码同源，说明后者是从前者进化而 来。 v2版本一共有两种指令： 指令1：终结当前进程删除原始文件，或者重新启动。 指令2：判断响应数据为URL或者PE，如果是URL则下载执行，如果是PE，则创建进程 执行（CreateProcess创建进程、傀儡进程、远程线程注入等）。 **DGA算法** v2版本的DGA算法跟v1相同，差别在于对日期字符串的处理，v2会在日期字符串后拼接硬编 码的域名“orchardmaster.duckdns.org”，形如“2022/07/05orchardmaster.duckdns.org"，然后 套用v1版本的DGA算法生成域名。 ### v3版本 v3的开发语言回到C++编写，同样包括C2通信和USB感染功能。C2通信逻辑在一个线程中运 行，同时该线程还包括一个跟XMRig挖矿绑定的辅助线程，当Orchard接收完毕下发的XMrig 程序并创建傀儡进程运行之后，辅助线程会向C2再次发送挖矿相关的硬件信息，尝试从C2读 取挖矿软件的配置，目的是为了检查是否需要动态修改XMRig运行时的配置（XMRig提供了一 套HTTP api，支持动态读取并修改运行时的挖矿配置）。 以MD5=cb442cbff066dfef2e3ff0c56610148f的样本为例，C2通信功能如下。 ----- v3版本在C2通信中同样使用json格式来保存主机信息，发送数据的整体结构为 **Byte_0x46+TotalLen+InfoLen+Info.json。相比v2，v3增加了多个跟挖矿相关的字段，收集** 的信息包括： Active_Window：当前活动窗口名称 Antivirus：杀软信息 Authentiate_Type：Windows身份验证类型 CPU_Model：CPU信息 Camera：是否存在摄像头 Elevated：是否是管理员权限 GPU_Models：显卡信息 Identity：HWID\用户名\电脑名称 Operating_System：系统版本信息 Ram_Size：运行内存大小 System_Architecture：处理器个数 Threads：每个处理器内核个数 Version：Orchard版本 v3的上线包实例如下所示。 ----- C2响应消息的body部分也为json格式，其结构为：TotalLen.dword+ Byte0x46+TotalLen+RespDataLen+RespData.json。v3支持8个指令，对应3种操作： 指令1：收集主机信息/自身运行状态并发送到C2（字段包括Domain、In_Memory、 Install_Path、Is_Patched、Message_Type、Patch_Name、Port、 Power_SaverMode、Process_ID、Process_Name、Process_Path、System_Idle、 System_Uptime） 指令4、6：终结当前进程删除原始文件，或者重新启动。 指令7、8：下载&执行下发的矿机程序 下面是一个实际跟踪到的C2响应指令。 其中Transfer_Port表示希望主机再次向2929进行请求，Message_Type表示指令码，其值为 7，表示下载&执行。 ----- 收到上述指令后，bot再次向C2的TCP 2929端口发起请求，Cuda是Nvidia推出的只能用于自 家GPU的并行计算框架，这里的Cuda_Version为0表示不支持Cuda。 随后C2响应一个XMRig矿机程序，Client接收保存后根据指令7将XMRig注入傀儡进程开始执 行挖矿工作。 分析过程中我们发现v3版本最近在持续分发一个同样的XMRig挖矿程序，后者集成了默认的挖 矿配置信息，私有矿池地址：45.61.187.7:7733 **DGA算法** ----- v3的DGA算法未变，但输入的变化较大。实际上它会生成两组DGA域名，第 组域名的输入 拼接算法是日期字符串+“ojena.duckdns.org”， 形如 “2022-08-02ojena.duckdns.org”。第二组 域名的输入为 `https://blockchain.info/balance?` `active=1A1zP1eP5QGefi2DMPTfTL5SLmv7DivfNa` 这个URL的返回结果，一个典型的返回结 果如下所示： ``` {"1A1zP1eP5QGefi2DMPTfTL5SLmv7DivfNa":"final_balance":6854884253,"n_tx":3393,"total_re ``` [相关字段的含义可以参考Blockchain的API手册：](https://zh.m.wikipedia.org/zh-hans/Blockchain.com) ``` n_tx：交易数量 total_received：接收比特币总量 final_balance：最终余额 ``` 值得强调的是v3版本并未对返回的结果进行解析，而是作为整体直接输入DGA算法来生成域 名。而钱包地址 `1A1zP1eP5QGefi2DMPTfTL5SLmv7DivfNa` 据说是中本聪本人所持有的比特 币创世地址。过去的十几年间，由于各种原因，每天都会有人向该钱包转入小量比特币，因此 它是变化的，并且该变化很难预测，因此该钱包的余额信息也可以作为DGA输入。 在我们编写文章时，发现近期已有其他研究人员注意到v3版本这种将比特币账号交易信息用作 DGA输入的现象，所分析结果与我们一致，但对方并没有注意到Orchard其实早已出现。 完整的v3版本DGA算法如下： ----- ``` # 2022/07/05 import datetime import requests import hashlib # cluster 1 days = 30 for i in range(0, days): domains = ['ojena.duckdns.org', 'vgzero.duckdns.org'] for do in domains: datex = (datetime.datetime.now() - datetime.timedelta(days=i)).strftime('%Y%m-%d' + do) print("seed_1: %s" % datex) md5 = hashlib.md5(datex.encode()).hexdigest() print("md5: %s" % md5) dga_list = [] dga_list.append(md5[:8]) dga_list.append(md5[8:16]) dga_list.append(md5[16:24]) dga_list.append(md5[24:32]) for j in range(len(dga_list)): print(dga_list[j] + '.com') print(dga_list[j] + '.net') print(dga_list[j] + '.org') print(dga_list[j] + '.duckdns.org') # cluster 2 url = 'https://blockchain.info/balance?active=1A1zP1eP5QGefi2DMPTfTL5SLmv7DivfNa' res = requests.get(url) wallet_info = res.text print('seed_2: %s' % wallet_info) md5 = hashlib.md5(wallet_info.encode()).hexdigest() print('md5: %s' % md5) dga_list = [] dga_list.append(md5[:8]) dga_list.append(md5[8:16]) dga_list.append(md5[16:24]) dga_list.append(md5[24:32]) for j in range(len(dga_list)): print(dga_list[j] + '.com') print(dga_list[j] + '.net') print(dga_list[j] + '.org') print(dga_list[j] + '.duckdns.org') ### USB感染逻辑 ``` ----- Orchard的文件感染并非传统的代码插入，而是 种文件替换。当检测到USB存储设备时， Orchard会在设备根目录下创建隐藏目录，遍历所有文件进行感染，并将感染前和感染后的文 件都备份到该隐藏目录下，被感染对象在感染时去掉了类型属性，感染后全部变为exe类型， 并追加了.exe后缀，变成了可执行文件。随后样本会复制自身到被感染目录下并随机命名，该 字符串保存到了被感染文件的资源里。当设备中的被感染文件在新系统中被用户执行后，则会 启动隐藏目录中的样本文件，达到感染传播的目的。 USB感染过程会涉及两个内嵌的PE文件，第一个文件是DLL文件，会被释放 到%LocalAppData%目录下，该DLL被Orchard称作CGO_Helper，主要用于提取和替换被感 染文件的图标，其MD5是10D42F5465D5D8808B43619D8266BD99。第二个文件是exe文 件，MD5为f3c06399c68c5fdf80bb2853f8f2934b，作为存储感染代码的模板文件，被感染文 件的全部数据将被替换为该模板文件的数据。该模板的功能是根据资源中的exe名称寻找隐藏 目录下对应的exe启动执行，所以被感染文件的资源中保存的是备份的Orchard样本名称。 USB感染情况示例如下，被感染文件资源中保存了Orchard样本的名称，当用户点击受感染的 exe，将启动隐藏目录下的Orchard样本文件： ## 总结 Orchard是一个使用了DGA技术的botnet家族，最新版本致力于挖矿，并开始使用中本聪的比 特币账号交易信息这类更难预测的信息作为DGA的输入，增加了检测难度。在1年多的时间 里，Orchard先后出现了至少3个不同版本，编程语言和DGA实现都有变化，这说明Orchard是 一个仍处于活跃期的botnet家族，预计后续会有更多的变种出现，值得我们警惕。对Orchard 我们会持续保持关注，有新的发现会继续公开。 ----- ## 联系我们 感兴趣的读者，可以在 **[twitter](https://twitter.com/360Netlab)** 或者通过邮件netlab[at]360.cn联系我们。 ## IOCs ### C2 ``` orcharddns.duckdns.org orchardmaster.duckdns.org ojena.duckdns.org vgzero.duckdns.org victorynicholas.duckdns.org zamarin1.duckdns.org 45.61.185.36 45.61.186.52 45.61.187.240 205.185.124.143 45.61.185.231 MD5 5c883ff8539b8d04be017a51a84e3af8 f3e0b960a48b433bc4bfe6ac44183b74 9cbe4bd27eba8c70b6eddaeb6707659b cb442cbff066dfef2e3ff0c56610148f 10D42F5465D5D8808B43619D8266BD99 f3c06399c68c5fdf80bb2853f8f2934b 19159280736dbe6c11b7d6a57f6bb7b9 b5a6f78d5575a60316f4e784371d4f8c 3c20ba851edecd28c198691321429883 2b244a39571ab27f7bb4174d460adeef ae1e9b3621ee041be6ab5e12bff37c53 00b1620f89b7980b34d53737d9e42fd3 4d2445a43591d041cabbbf3dfca6dfbd 私有矿池 45.61.187.7:7733 ``` -----