collecting-volatile-evidence-from-compromised-host

# 从受攻陷主机收集易失性证据（Volatile Evidence）

## 适用场景

- 安全事件已确认且受攻陷主机已识别
- 系统隔离、关机或修复开始前
- 怀疑存在内存驻留恶意软件（无文件攻击）
- 需要捕获网络连接、运行中的进程和系统状态
- 法律程序可能要求取证证据保全
- 事件需要基于易失性数据的根因分析

## 前置条件

- USB 或网络共享上的取证采集工具包（可信工具）
- 用于内存采集的 WinPmem/LiME
- 用于磁盘镜像的写保护器或取证工作站
- 证据监管链（Chain of Custody）文档表格
- 具备完整性验证的安全证据存储
- 证据采集授权（内部人员案件需法律/HR 审批）

## 工作流程

### 步骤 1：准备采集环境

```bash
# 挂载取证 USB 工具包（不要在受攻陷系统上安装工具）
# 验证工具包完整性
sha256sum /mnt/forensic_usb/tools/* > /tmp/toolkit_hashes.txt
diff /mnt/forensic_usb/tools/known_good_hashes.txt /tmp/toolkit_hashes.txt

# 创建带时间戳的证据输出目录
EVIDENCE_DIR="/mnt/evidence/$(hostname)_$(date +%Y%m%d_%H%M%S)"
mkdir -p "$EVIDENCE_DIR"
echo "Collection started: $(date -u)" > "$EVIDENCE_DIR/collection_log.txt"
echo "Collector: $(whoami)" >> "$EVIDENCE_DIR/collection_log.txt"
echo "System: $(hostname)" >> "$EVIDENCE_DIR/collection_log.txt"
```

### 步骤 2：采集系统内存（最高易失性）

```bash
# Windows - WinPmem 内存采集
winpmem_mini_x64.exe "$EVIDENCE_DIR\memdump_$(hostname).raw"

# Linux - LiME 内核模块内存采集
insmod /mnt/forensic_usb/lime.ko "path=$EVIDENCE_DIR/memdump_$(hostname).lime format=lime"

# Linux - 通过 /proc/kcore 替代方案
dd if=/proc/kcore of="$EVIDENCE_DIR/kcore_dump.raw" bs=1M

# macOS - osxpmem
osxpmem -o "$EVIDENCE_DIR/memdump_$(hostname).aff4"

# 立即对内存转储文件计算哈希
sha256sum "$EVIDENCE_DIR/memdump_"* > "$EVIDENCE_DIR/memory_hash.sha256"
```

### 步骤 3：采集网络状态

```bash
# 活跃网络连接
# Windows
netstat -anob > "$EVIDENCE_DIR/netstat_connections.txt" 2>&1
Get-NetTCPConnection | Export-Csv "$EVIDENCE_DIR/tcp_connections.csv" -NoTypeInformation
Get-NetUDPEndpoint | Export-Csv "$EVIDENCE_DIR/udp_endpoints.csv" -NoTypeInformation

# Linux
ss -tulnp > "$EVIDENCE_DIR/socket_stats.txt"
netstat -anp > "$EVIDENCE_DIR/netstat_all.txt" 2>/dev/null
cat /proc/net/tcp > "$EVIDENCE_DIR/proc_net_tcp.txt"
cat /proc/net/udp > "$EVIDENCE_DIR/proc_net_udp.txt"

# ARP 缓存
arp -a > "$EVIDENCE_DIR/arp_cache.txt"

# 路由表
route print > "$EVIDENCE_DIR/routing_table.txt"  # Windows
ip route show > "$EVIDENCE_DIR/routing_table.txt"  # Linux

# DNS 缓存
ipconfig /displaydns > "$EVIDENCE_DIR/dns_cache.txt"  # Windows
# Linux：因解析器不同而异，检查 systemd-resolve 或 nscd
systemd-resolve --statistics > "$EVIDENCE_DIR/dns_stats.txt" 2>/dev/null

# 活跃防火墙规则
netsh advfirewall show allprofiles > "$EVIDENCE_DIR/firewall_rules.txt"  # Windows
iptables -L -n -v > "$EVIDENCE_DIR/iptables_rules.txt"  # Linux
```

### 步骤 4：采集运行中的进程

```bash
# Windows - 详细进程列表
tasklist /V /FO CSV > "$EVIDENCE_DIR/process_list_verbose.csv"
wmic process list full > "$EVIDENCE_DIR/wmic_process_full.txt"
Get-Process | Select-Object Id,ProcessName,Path,StartTime,CPU,WorkingSet |
  Export-Csv "$EVIDENCE_DIR/ps_processes.csv" -NoTypeInformation

# Windows - 带命令行和父进程的进程信息
wmic process get ProcessId,Name,CommandLine,ParentProcessId,ExecutablePath /FORMAT:CSV > \
  "$EVIDENCE_DIR/process_commandlines.csv"

# Linux - 完整进程树
ps auxwwf > "$EVIDENCE_DIR/process_tree.txt"
ps -eo pid,ppid,user,args --forest > "$EVIDENCE_DIR/process_forest.txt"
cat /proc/*/cmdline 2>/dev/null | tr '\0' ' ' > "$EVIDENCE_DIR/proc_cmdline_all.txt"

# 已加载的进程模块/DLL
# Windows
listdlls.exe -accepteula > "$EVIDENCE_DIR/loaded_dlls.txt"
# Linux
for pid in $(ls /proc/ | grep -E '^[0-9]+$'); do
  echo "=== PID $pid ===" >> "$EVIDENCE_DIR/proc_maps.txt"
  cat "/proc/$pid/maps" 2>/dev/null >> "$EVIDENCE_DIR/proc_maps.txt"
done

# 打开的文件句柄
handle.exe -accepteula > "$EVIDENCE_DIR/open_handles.txt"  # Windows (Sysinternals)
lsof > "$EVIDENCE_DIR/open_files.txt"  # Linux
```

### 步骤 5：采集已登录用户和会话

```bash
# Windows
query user > "$EVIDENCE_DIR/logged_in_users.txt"
query session > "$EVIDENCE_DIR/active_sessions.txt"
net session > "$EVIDENCE_DIR/net_sessions.txt" 2>&1
net use > "$EVIDENCE_DIR/mapped_drives.txt" 2>&1

# Linux
who > "$EVIDENCE_DIR/who_output.txt"
w > "$EVIDENCE_DIR/w_output.txt"
last -50 > "$EVIDENCE_DIR/last_logins.txt"
lastlog > "$EVIDENCE_DIR/lastlog.txt"
cat /var/log/auth.log | tail -200 > "$EVIDENCE_DIR/recent_auth.txt" 2>/dev/null
```

### 步骤 6：采集系统配置状态

```bash
# 系统时间（对时间线至关重要）
date -u > "$EVIDENCE_DIR/system_time_utc.txt"
w32tm /query /status > "$EVIDENCE_DIR/ntp_status.txt"  # Windows
ntpq -p > "$EVIDENCE_DIR/ntp_status.txt"  # Linux

# 环境变量
set > "$EVIDENCE_DIR/environment_vars.txt"  # Windows
env > "$EVIDENCE_DIR/environment_vars.txt"  # Linux

# 计划任务 / Cron 作业
schtasks /query /fo CSV /v > "$EVIDENCE_DIR/scheduled_tasks.csv"  # Windows
crontab -l > "$EVIDENCE_DIR/crontab_current.txt" 2>/dev/null  # Linux
ls -la /etc/cron.* > "$EVIDENCE_DIR/cron_dirs.txt" 2>/dev/null

# 服务
sc queryex type=service state=all > "$EVIDENCE_DIR/services_all.txt"  # Windows
systemctl list-units --type=service --all > "$EVIDENCE_DIR/systemd_services.txt"  # Linux

# Windows 注册表 - 关键自启动位置
reg export "HKLM\SOFTWARE\Microsoft\Windows\CurrentVersion\Run" "$EVIDENCE_DIR/reg_run_hklm.reg" /y
reg export "HKCU\SOFTWARE\Microsoft\Windows\CurrentVersion\Run" "$EVIDENCE_DIR/reg_run_hkcu.reg" /y
reg export "HKLM\SYSTEM\CurrentControlSet\Services" "$EVIDENCE_DIR/reg_services.reg" /y
```

### 步骤 7：对所有证据计算哈希并记录监管链

```bash
# 为所有已采集证据生成 SHA256 哈希
cd "$EVIDENCE_DIR"
sha256sum * > evidence_manifest.sha256

# 创建证据监管链记录
cat > "$EVIDENCE_DIR/chain_of_custody.txt" << EOF
证据监管链记录（CHAIN OF CUSTODY RECORD）
========================
案例 ID: IR-YYYY-NNN
采集日期: $(date -u)
采集人: $(whoami)
系统: $(hostname)
系统 IP: $(hostname -I 2>/dev/null || ipconfig | grep IPv4)
采集方式: 通过可信 USB 工具包进行实时取证采集

证据项目:
$(ls -la "$EVIDENCE_DIR/" | grep -v chain_of_custody)

SHA256 清单: evidence_manifest.sha256
转移记录: [待填写]
存储位置: [待填写]
EOF
```

## 核心概念

| 概念 | 说明 |
|------|------|
| **易失性顺序（Order of Volatility）** | RFC 3227 - 优先采集最易失数据：寄存器 > 缓存 > 内存 > 磁盘 |
| **实时取证（Live Forensics）** | 在系统关闭前从运行中的系统采集证据 |
| **证据监管链（Chain of Custody）** | 跟踪证据从采集到法庭全程处理过程的文档 |
| **取证可靠性（Forensic Soundness）** | 确保证据采集过程不改变原始证据 |
| **可信工具（Trusted Tools）** | 从外部介质使用已验证工具，而非受攻陷系统上的工具 |
| **证据完整性（Evidence Integrity）** | 采集后立即对所有证据计算 SHA256 哈希 |
| **洛卡德交换原则（Locard's Exchange Principle）** | 每次接触都留下痕迹 - 尽量减少调查人员的操作痕迹 |

## 工具与系统

| 工具 | 用途 |
|------|------|
| WinPmem | Windows 内存采集 |
| LiME（Linux Memory Extractor） | Linux 内核内存采集 |
| Sysinternals Suite | 进程、句柄和 DLL 分析（Windows） |
| Velociraptor | 大规模远程取证采集 |
| KAPE（Kroll Artifact Parser） | Windows 自动化产物采集 |
| CyLR | 跨平台实时响应采集 |
| GRR Rapid Response | 远程实时取证框架 |

## 常见场景

1. **无文件恶意软件攻击**：基于 PowerShell 的攻击，磁盘上无文件。内存转储是包含恶意脚本的关键证据。
2. **活跃 C2 会话**：攻击者建立实时连接。网络连接和进程数据揭示 C2 基础设施。
3. **内部人员数据窃取**：员工复制文件。进程列表、映射驱动器和网络连接显示外泄活动。
4. **受攻陷的 Web 服务器**：检测到 Web Shell。内存中可能包含尚未写入磁盘的额外后门。
5. **横向移动进行中**：攻击者在系统间移动。内存中的认证令牌和网络会话揭示影响范围。

## 输出格式

- 内存转储文件（.raw 或 .lime 格式）及 SHA256 哈希
- 网络状态捕获（连接、ARP、DNS、路由）
- 带命令行和父进程的进程列表
- 用户会话和认证数据
- 系统配置快照
- 含 SHA256 校验和的证据清单
- 证据监管链文档