Фаззинг драйверов ядра: Находим 0-day за час. Настройка AFL++ для Windows Kernel Modules и трассировка краш-логов в WinDbg

Привет, хакеры и исследователи уязвимостей! Сегодня мы ныряем в жесткий мир фаззинга драйверов ядра Windows. Мы разберем, как использовать AFL++ для поиска багов в kernel modules, настроим окружение для Windows, и научимся анализировать краш-логи с помощью WinDbg, чтобы выжать из них максимум. Я дам тебе пошаговый план, рабочие примеры и пару лайфхаков, чтобы ты мог найти свой первый 0-day за час. Готов? Погнали!

Что такое фаззинг и почему драйверы ядра — это золотая жила?

Фаззинг — это техника тестирования, при которой программа или модуль “бомбардируются” случайными или искаженными данными, чтобы найти ошибки, приводящие к сбоям (крашам). Драйверы ядра Windows — идеальная цель, потому что:

1. Они работают в привилегированном режиме (Ring 0), и их сбой может дать полный контроль над системой.
2. Многие драйверы написаны на C/C++ с кучей ошибок вроде переполнения буфера или некорректной обработки входных данных.
3. Это “дикий запад” — даже в 2025 году куча драйверов остаются плохо протестированными.

Наша цель — использовать AFL++ (American Fuzzy Lop), один из самых мощных инструментов для фаззинга, и адаптировать его под Windows kernel modules.

Шаг 1: Подготовка окружения для фаззинга на Windows

Фаззинг kernel modules — это не то же самое, что пользовательские приложения. Нам нужно безопасное окружение, чтобы не убить свою основную систему, и инструменты для анализа.

1.1 Установка виртуальной машины

• Используй VirtualBox или VMware. Установи Windows 11 (или 10, если хочешь) как тестовую систему.
• Включи отладку ядра: открой командную строку от имени админа и выполни:

• Настрой последовательный порт (COM1) для отладки через VirtualBox/VMware.

1.2 Установка WinDbg

WinDbg — твой лучший друг для анализа крашей ядра. Скачивай его как часть Windows SDK (https://developer.microsoft.com/en-us/windows/downloads/windows-sdk/).

• Настрой символы для отладки:

• Подключи WinDbg к виртуалке через COM-порт.

1.3 Установка AFL++ для Windows

AFL++ — это форк оригинального AFL с улучшениями. Он поддерживает Windows, но требует танцев с бубном для работы с kernel modules.

• Клонируй репо: git clone https://github.com/AFLplusplus/AFLplusplus
• Собери AFL++ под Windows с помощью MinGW или MSVC. Для этого тебе нужна утилита make и компилятор C/C++.
• Убедись, что включена поддержка QEMU для эмуляции (это проще, чем настраивать прямой фаззинг ядра).

Лайфхак: Если не хочешь мучиться с компиляцией, используй готовые бинарники из GitHub Releases, но проверяй их на совместимость с Windows 11.

Шаг 2: Настройка AFL++ для фаззинга драйверов ядра

Прямой фаззинг ядра через AFL++ сложен, так как AFL++ не рассчитан на Ring 0. Мы будем использовать подход с эмуляцией или промежуточным слоем.

2.1 Подготовка цели (драйвера)

Выбери драйвер для фаззинга. Для теста можно взять открытый драйвер (например, из GitHub) или стандартный от какого-нибудь устройства (но будь осторожен с лицензиями и легальностью).

• Извлеки драйвер с помощью Sigcheck или найди его в C:\Windows\System32\drivers.
• Создай тестовый harness (обертку), которая будет передавать входные данные драйверу через DeviceIoControl (если возможно) или симулировать вызовы.

2.2 Инструментирование и запуск AFL++

• Инструментируй harness с помощью AFL++ (команда afl-gcc или afl-clang-fast для сборки обертки).
• Если прямое инструментирование невозможно, используй QEMU mode:

• Здесь input_dir — каталог с начальными тестовыми данными, output_dir — куда сохраняются результаты, а @@ — placeholder для входных данных.

Лайфхак: Начни с простых входных данных (например, случайные буферы для DeviceIoControl). AFL++ сам мутирует их и найдет интересные комбинации.

Шаг 3: Анализ крашей с помощью WinDbg

Когда AFL++ найдет краш (а он найдет, если драйвер уязвим), пора копать глубже. Краш-логи ядра обычно пишутся в виде Blue Screen of Death (BSOD) или дампа памяти.

3.1 Сбор дампа

• Настрой виртуалку для создания полного дампа памяти при краше:

• После краша дамп будет в C:\Windows\MEMORY.DMP.

3.2 Анализ дампа в WinDbg

1. Открой WinDbg, выбери File -> Open Crash Dump и укажи путь к MEMORY.DMP.
2. Используй команды для базового анализа:
   • !analyze -v — автоматический анализ причины краша (покажет драйвер, вызвавший сбой).
   • k — стек вызовов (backtrace).
   • !thread — информация о потоках.
3. Ищи указатели на уязвимость. Например, если краш из-за ACCESS_VIOLATION, смотри на адрес в памяти и регистры (r для вывода значений).

Пример вывода !analyze -v:

4. Дебажь драйвер: если у тебя есть исходники или PDB-файлы, загрузи их для точной трассировки.

Лайфхак: Если драйвер крашится из-за переполнения буфера, обратный стек (k) покажет, откуда пришел некорректный буфер. Запомни эти входные данные из AFL++ — это твой билет к 0-day.

Шаг 4: Повторяемость и эксплуатация

После нахождения краша проверь, воспроизводится ли он стабильно:

1. Возьми входные данные из output_dir/crashes/ (AFL++ сохраняет их туда).
2. Повторно запусти harness с этими данными и убедись, что краш повторяется.
3. Если баг стабильный, начинай думать об эксплуатации. Например, переполнение буфера может дать возможность переписать указатель возврата (RIP) и выполнить произвольный код в Ring 0.

Важно: Эксплуатация уязвимостей ядра — это территория этических и юридических ограничений. Используй знания только для исследований или в рамках bug bounty программ.

Лайфхаки для быстрого фаззинга

1. Оптимизируй входные данные: Начни с реальных данных, которые драйвер ожидает (например, структуры IOCTL), а не с полного рандома. Это ускорит поиск багов.
2. Параллельный фаззинг: Запусти несколько AFL++ с разными настройками (-M для master, -S для slave), чтобы покрыть больше кода

3. Фильтруй шум в WinDbg: Если крашей слишком много, используй скрипты для автоматизации анализа дампов (например, через !analyze с выводом в файл).

Типичные проблемы и как их решить

• AFL++ не находит краши: Проверь, правильно ли настроен harness. Возможно, ты передаешь данные не туда, куда ожидает драйвер. Логируй вызовы с помощью DebugView.
• BSOD без дампа: Убедись, что настройки дампа включены, и диск виртуалки имеет достаточно места.
• Драйвер подписан: Если драйвер не загружается без подписи, включи тестовый режим в Windows:

Итог: Ты на пути к 0-day

Поздравляю, теперь ты знаешь, как настроить AFL++ для фаззинга драйверов ядра Windows, собрать краш-логи и проанализировать их в WinDbg. Это мощный навык, который может привести к обнаружению серьезных уязвимостей. Но помни: скорость поиска 0-day зависит от твоего терпения, качества harness и выбранной цели.

Если хочешь углубиться, изучай внутренности Windows Kernel (книга “Windows Internals” — твой гид). Также попробуй другие фаззеры, такие как Syzkaller, который изначально заточен под ядро.