PIL BIRU: SEBUAH VIRTUALISASI TERSEMBUNYI

Sumber: Wikipedia
Sumber: Wikipedia

SEKILAS TENTANG PIL MERAH DAN PIL BIRU

Pil biru merupakan hasil pemikiran dari seorang peneliti utama Joanna Rutkowska yang berkebangsaan Polandia bersama dengan timnya yang berada pada laboratorium malware COSEINC yang berlokasi di Singapura. Penamaan pil biru terinspirasi oleh adegan film “The Matrix” saat karakter utama Neo ditawari oleh karakter Morpheus 2 buah pil. Pil merah akan membawa Neo ke dunia nyata sementara pil biru akan membangunkan Neo dari tidurnya dan tetap berada di dunia Matrix. Pil merah yang juga hasil pemikiran Joanna dirancang untuk membantu malware mencari tahu  apakah malware tersebut berada pada lingkungan mesin virtual (VME) atau berada pada platform host OS. Sementara pil biru adalah sebuah malware yang akan memindahkan host OS ke dalam lingkungan mesin virtual.

PENGENALAN VIRTUALISASI

Virtualisasi memiliki arti abstraksi sumber daya komputer. Definisi yang lebih panjang dari virtualisasi adalah sebuah teknik untuk menyembunyikan karakteristik fisik dari sumber daya komputer dari cara sistem lain, aplikasi atau pengguna berinteraksi dengan sumber daya tersebut. Tujuan dari pemakaian virtualisasi adalah sebagai berikut:

  • Mengurangi jumlah server fisik (konsolidasi berbagai server dalam platform perangkat keras tunggal)
  • Penemuan ancaman dan eksploitasi keamanan baru
  • Menyediakan daftar kelemahan yang harus di waspadai

Berikut adalah ilustrasi lingkungan mesin virtual yang berisi tentang aplikasi pengguna yang berjalan pada guest OS dalam arsitektur x86

Sumber: http://www.intelguardians.com
Sumber: http://www.intelguardians.com

Macam-macam Virtual Machine Monitor (VMM):

  1. VMware
  2. VirtualPC
  3. Xen
  4. BOCHS

VMM memperbolehkan pengguna atau administrator menjalankan guest OS di atas host OS. Setiap guest OS berjalan pada lingkungan yang teremulasi dan mendapat akses sumber daya perangkat keras nyata maupun maya. Setiap VME yang dikendalikan VMM terisolasi, mandiri dan terpisah dari sistem nyata.

Lapisan virtualisasi terletak di antara perangkat keras dan sistem operasi. Lapisan virtualisasi menyediakan sarana untuk menjalankan berbagai sistem operasi secara bersamaan. Ada 2 pendekatan virtualisasi yang berlaku dalam arsitektur x86 yaitu pendekatan host dan pendekatan hypervisor. Pendekatan host memasang dan menjalankan lapisan virtualisasi sebagai aplikasi di atas sistem operasi dan mendukung konfigurasi perangkat keras dalam kisaran yang luas. Pendekatan hypervisor memasang lapisan virtualisasi pada sistem x86 yang bersih dan memiliki akses langsung terhadap perangkat keras. Pendekatan hypervisor lebih efisien dan memiliki skalabilitas, kinerja dan ketahanan yang tinggi.

Sumber: VMware paravirtualization
Sumber: VMware paravirtualization

MACAM-MACAM VIRTUALISASI

Sistem operasi x86 dirancang untuk berjalan langsung dari perangkat keras, sehingga secara alami memiliki perangkat keras tersebut. Arsitektur x86 memiliki 4 tingkat privilege yaitu:

  • lingkar 0
  • lingkar 1
  • lingkar 2
  • lingkar 3

Aplikasi pengguna umumnya berjalan dalam lingkar 3 sementara sistem operasi berjalan dalam lingkar 0.

Sumber: VMware paravirtualization
Sumber: VMware paravirtualization

3 macam teknik yang ada untuk menangani instruksi yang sensitif dan khusus untuk virtualisasi CPU dalam arsitektur x86:

  1. Virtualisasi penuh dengan menggunakan translasi biner
  2. Virtualisasi yang dijalankan sistem operasi atau paravirtualisasi
  3. Virtualisasi terbantu perangkat keras (generasi perdana)

Di dalam teknik pertama, kombinasi dari tranlasi biner dan eksekusi langsung (lapisan virtualisasi) membuat virtualisasi penuh guest OS benar-benar terpisah dari perangkat keras. Guest OS tidak sadar berada pada lingkungan virtual dan tidak perlu dimodifikasi. Hypervisor menerjemahkan semua instruksi secara “on-the-fly” dan menyimpan hasilnya untuk penggunaan berikutnya. Sementara, intruksi tingkat pengguna dijalankan tanpa perubahan dengan kecepatan sama.

Sumber: VMware paravirtualization
Sumber: VMware paravirtualization

Di dalam teknik kedua, paravirtualisasi mengacu pada komunikasi antara guest OS dan hypervisor untuk meningkatkan kinerja dan efisiensi. Hypervisor menyediakan antarmuka hypercall untuk menjalankan operasi kernel kritis seperti pengaturan memori, penanganan interupsi, dan pendataan waktu.

Sumber: VMware paravirtualization
Sumber: VMware paravirtualization

Dalam teknik ketiga, pengembangan generasi perdana Intel (VT-x) dan AMD (AMD-V) menargetkan instruksi khusus dengan fitur moda eksekusi CPU. Fitur ini memungkinkan VMM berjalan dalam moda root di bawah lingkar 0. Instruksi sensitif dan khusus secara otomatis terperangkap dalam hypervisor. Tahapan guest tersimpan dalam struktur kendali mesin virtual (VMCS untuk VT-x) atau blok kendali mesin virtual (VMCB untuk AMD-V).

Sumber: VMware paravirtualization
Sumber: VMware paravirtualization

PIL BIRU OLEH J. RUTKOWSKA

Latar belakang terciptanya pil biru adalah sebuah pertanyaan mengenai kemungkinan merancang malware yang:

  • Tidak bergantung pada konsep untuk menjadi tidak terdeteksi
  • Tidak terdeteksi walaupun algoritmanya diketahui secara umum
  • Tidak terdeteksi meskipun kodenya diketahui umum

Seperti malware pada umumnya, pil biru harus bisa mendapatkan kendali terhadap sistem melalui pemantauan, pencegatan dan modifikasi.

Ide dasar dari pil biru:

  • Eksploitasi ekstensi SVM pada amd64 untuk memindahkan host OS ke mesin virtual
  • Menyediakan thin hypervisor untuk mengendalikan OS
  • Hypervisor bertanggungjawab terhadap peristiwa yang berlangsung di dalam guest OS

REFERENSI

[1] J. Rutkowska (2005). Red Pill… or how to detect VMM using (almost) one CPU instruction, [Online]. Available:http://invisiblethings.org/papers/redpill.html.

[2] J. Rutkowska. “Subverting VistaTM Kernel For Fun And Profit”. Black Hat Brief-ings. Las Vegas, USA (2006)

[3] T. Liston and E. Skodis (2006),  On the Cutting Edge: Thwarting Virtual Machine Detection[Online]. Available: http://www.intelguardians.com/

[4] Understanding Full Virtualization, Paravirtualization and Hardware Assist, VMware, 2008.

 

One thought on “PIL BIRU: SEBUAH VIRTUALISASI TERSEMBUNYI”

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *