Remote-Code-Ausführung (RCE)

Remote Code Execution ist eine der schwerwiegendsten Cyber-Schwachstellen, die Computersysteme und Anwendungen beeinträchtigen kann.

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Was ist Remote Code Execution? 

Remote Code Execution (RCE) ist eine kritische Sicherheitslücke, die es einem Angreifer ermöglicht, von einem entfernten Standort aus bösartigen Code auf einem Zielsystem auszuführen. Diese Art von Angriff ermöglicht es Cyberkriminellen, beliebige Befehle oder Programme auf dem Gerät eines Opfers auszuführen, ohne dass physischer Zugriff oder direkte Interaktion mit dem Zielsystem erforderlich ist. Das Hauptziel eines RCE-Angriffs ist es, unbefugte Kontrolle über das betroffene System zu erlangen, was möglicherweise zu Datendiebstahl, Systemkompromittierung oder weiterer Netzwerkinfiltration führen kann.

Remote Code Execution vs. Arbitrary Code Execution

Obwohl die Begriffe „Remote Code Execution“ und „Arbitrary Code Execution“ häufig synonym verwendet werden, weisen sie unterschiedliche Merkmale auf. Remote Code Execution bezieht sich speziell auf die Fähigkeit, Code von einem entfernten Standort aus auszuführen, typischerweise über ein Netzwerk oder das Internet.

Arbitrary Code Execution (ACE) hingegen bezeichnet die Fähigkeit, beliebigen Code auf einem Zielsystem auszuführen, unabhängig vom Angriffsvektor. Im Wesentlichen ist RCE eine Unterkategorie von ACE, die speziell den Fernzugriff umfasst, während ACE auf verschiedene Weise erfolgen kann, einschließlich lokalem Zugriff oder Benutzerinteraktion.

Wie funktioniert Remote Code Execution? 

Beim RCE arbeiten Angreifer mit einem methodischen Ansatz, um Systeme von jedem Ort der Welt aus zu kompromittieren. Diese Angriffe gehören zu den raffiniertesten und gefährlichsten Cyberbedrohungen, denen Organisationen heute gegenüberstehen. Indem Organisationen verstehen, wie sie funktionieren, können sie ihre Abwehrmaßnahmen besser vorbereiten und ihre kritischen Assets schützen.

Identifizierung von Schwachstellen

Die Angriffskette beginnt mit einer umfassenden Aufklärung und der Erkennung von Schwachstellen. Attacker prüfen systematisch Zielsysteme auf Schwachstellen, indem sie eine Kombination aus automatisierten Tools und manueller Analyse verwenden. Sie verwenden typischerweise Netzwerk-Scan-Tools wie Nmap, Shodan oder benutzerdefinierte Scanner, um potenzielle Einstiegspunkte und anfällige Dienste zu identifizieren.

Während dieser Phase suchen die Angreifer nach:

  • Exponierten Services, die vulnerable Softwareversionen ausführen
  • Falsch konfigurierte Sicherheitseinstellungen oder Standard-Zugangsdaten
  • Ungepatchte Systeme mit bekannten Schwachstellen
  • Anwendungen mit schlechter Eingabevalidierung
  • Dienste, die anfällig für Buffer-Overflow-Angriffe sind

Erstellung von Payloads

Sobald eine Schwachstelle identifiziert wird, gehen Angreifer in die technische Phase über, um ihren Angriffscode zu entwickeln. Dieser Prozess erfordert erhebliche Fähigkeiten und beinhaltet oft die Erstellung von spezifischen Exploits, die auf die Zielumgebung abgestimmt sind.

Der Payload-Entwicklungsprozess konzentriert sich typischerweise auf diese Schlüsselbereiche:

  1. Entwicklung von Exploits:
    • Buffer-Overflow-Exploits, die auf Speicherbeschädigung abzielen
    • SQL-Injection-Payloads zur Manipulation von Datenbanken
    • Shell-Befehle, die darauf ausgelegt sind, Sicherheitsfilter zu umgehen.
    • Benutzerdefinierte Skripte, die auf anwendungsspezifische Schwachstellen abzielen
  2. Fähigkeiten der Payloads: Die endgültige Payload umfasst in der Regel mehrere Funktionen, die dazu dienen:
    • Dauerhaften Fernzugriff einzurichten
    • Sicherheitskontrollen zu umgehen
    • Sensible Daten zu extrahieren
    • Zusätzliche Malware einzusetzen
    • Hintertür-Konten erstellen

Vor der Deployment testen Angreifer ihre Payloads gründlich in Umgebungen, die das Zielsystem widerspiegeln, um die Zuverlässigkeit sicherzustellen und das Risiko einer Threat Detection zu minimieren.

Ausnutzung

Die Ausnutzungsphase stellt den kritischen Moment dar, in dem Angreifer versuchen, ihre Payload an das Zielsystem zu übermitteln. Dieser Prozess erfordert eine sorgfältige Ausführung, um die Auslösung von Sicherheits-Alerts zu vermeiden und gleichzeitig sicherzustellen, dass die Payload ihr beabsichtigtes Ziel erreicht.

Attacker verwenden je nach Architektur und Cybersecurity-Kontrollen der Zielorganisation verschiedene, ausgefeilte Übermittlungsmethoden. Zu den gängigen Ansätzen gehören das Erstellen bösartiger HTTP-Anfragen, das Manipulieren von Netzwerkprotokollen oder das Ausnutzen von Datei-Upload-Funktionalitäten. Um der Erkennung zu entgehen, verwenden sie oft mehrere Ebenen der Kodierung und Datenverschlüsselung, wobei sie ihre Angriffe sorgfältig so planen, dass sie sich in normale Traffic-Muster einfügen.

Zu den wichtigsten Umgehungstechniken gehören:

  • Mehrere Codierungsebenen zur Verschleierung bösartiger Inhalte
  • Verschlüsselte Kommunikationskanäle
  • Manipulation des Traffic-Timing
  • Legitim aussehende Anfragemuster

Code-Ausführung

Wenn die Payload ihr Ziel erfolgreich erreicht, stellt die eigentliche Codeausführung den Höhepunkt des Angriffs dar. Diese Phase variiert erheblich je nach Art der ausgenutzten Schwachstelle.

Bei Pufferüberlauf-Angriffen wird der Speicher präzise manipuliert, um die Programmausführung auf den Code des Angreifers umzuleiten.

Injektionsbasierte Angriffe hingegen bringen das System dazu, bösartige Eingaben als legitime Befehle zu interpretieren. Der Erfolg dieser Phase hängt oft von der Fähigkeit des Angreifers ab, Sicherheitsmechanismen wie diese zu umgehen:

  • Data Execution Prevention (DEP)
  • Address Space Layout Randomization (ASLR)
  • Filter für die Eingabevalidierung
  • Sandboxing von Anwendungen

Nach der Ausnutzung

Nach erfolgreicher Codeausführung konzentrieren sich die Angreifer darauf, den Zugriff zu sichern und ihre Ziele weiterzuverfolgen. Diese Phase stellt oft den schädlichsten Teil des Angriffs dar, da Kriminelle nun in der kompromittierten Umgebung agieren können.

Zu den Aktivitäten nach der Ausnutzung gehören typischerweise:

  1. Etablierung einer langfristigen Präsenz
    • Erstellung von Hintertür-Konten
    • Installation von Rootkits
    • Modifizierung von Systemkonfigurationen
    • Implementierung geplanter Aufgaben
  2. Network exploration and lateral movement: Attackers carefully map the internal network, identifying:
    • Hochwertige Ziele
    • Domain-Controller
    • Datenbank-Server
    • Netzwerkfreigaben
    • Zusätzliche gefährdete Systeme

Während dieser Phase halten raffinierte Angreifer eine sorgfältige Balance zwischen dem Erreichen ihrer Ziele und der Vermeidung einer Erkennung. Sie verwenden häufig Living-off-the-Land-Techniken und nutzen legitime Systemtools und Prozesse, um verdächtige Aktivitäten zu minimieren. Regelmäßiges Log-Management und sorgfältige operative Sicherheit helfen, ihre Präsenz aufrechtzuerhalten und gleichzeitig das Risiko der Entdeckung zu verringern.

Die Komplexität von RCE-Angriffen erfordert, dass Organisationen umfassende Sicherheitskontrollen in jeder Phase der potenziellen Angriffskette implementieren. Das Verständnis dieser Angriffmechanismen hilft Sicherheitsteams, effektive Erkennungs- und Abwehrstrategien zu entwickeln, was letztlich ihre Fähigkeit zum Schutz kritischer Assets und Systeme verbessert.

Arten von Schwachstellen bei der Remote-Code-Ausführung

Schwachstellen, die für Remote-Code-Ausführung anfällig sind, manifestieren sich auf unterschiedliche Weise in verschiedenen Systemen und Anwendungen. Das Verständnis dieser Schwachstellen ist entscheidend für Cybersecurity-Mitarbeiter und Entwickler, die daran arbeiten, ihre Systeme zu schützen.

Buffer-Overflow-Schwachstellen

Eine der häufigsten und gefährlichsten Schwachstellen ist der Buffer Overflow. Diese treten in Anwendungen auf, in denen die Eingabeverarbeitung nicht ordnungsgemäß verwaltet wird, sodass ein Programm mehr Daten in einen Puffer schreiben kann, als dieser tatsächlich aufnehmen kann.

Wenn Angreifer diese Schwachstelle ausnutzen, können sie benachbarte Speicherorte mit bösartigem Code überschreiben und möglicherweise die Kontrolle über den Ausführungsfluss des Programms übernehmen. Buffer Overflows treten besonders häufig in Anwendungen auf, die in Sprachen wie C und C++ geschrieben sind und kein automatisches Speicher-Management bieten.

Deserialisierungs-Schwachstellen

Eine weitere bedeutende Bedrohung geht von Deserialisierungsschwachstellen aus, die entstehen, wenn Anwendungen versuchen, Objekte aus serialisierten Daten ohne ordnungsgemäße Validierung zu rekonstruieren.

Moderne Anwendungen serialisieren häufig Daten zur Übertragung oder Speicherung, aber wenn sie nicht vertrauenswürdige Daten deserialisieren, können Angreifer bösartigen Code einschleusen, der während des Deserialisierungsprozesses ausgeführt wird. Diese Schwachstelle tritt besonders häufig in Java-Anwendungen auf, die ObjectInputStream verwenden, in PHP-Anwendungen mit unserialize() und in .NET-Anwendungen, die BinaryFormatter nutzen.

Code-Injection-Schwachstellen

Code-Injection-Schwachstellen stellen eine breite Kategorie von Bedrohungen dar, die zur von Remote Code Execution führen können. Diese Schwachstellen entstehen, wenn Anwendungen Benutzereingaben nicht ordnungsgemäß validieren, sodass Angreifer bösartigen Code einfügen und ausführen können.

  • SQL-Injection, eine der bekanntesten Formen, tritt auf, wenn Benutzereingaben in Datenbankabfragen nicht ordnungsgemäß bereinigt werden, was es Angreifern möglicherweise erlaubt, beliebige SQL-Befehle auszuführen.
  • Command-Injection-Schwachstellen entstehen, wenn Systembefehle durch Benutzereingaben manipuliert werden können, was Angreifern direkten Zugriff auf das zugrunde liegende Betriebssystem ermöglicht.
  • Server-seitige Template-Injektion stellt ein weiteres Risiko dar, das auftritt, wenn Template-Engines unzuverlässige Benutzereingaben ohne ausreichende Sicherheitsmaßnahmen verarbeiten, was möglicherweise zur Ausführung von Code innerhalb der Template-Verarbeitungsumgebung führen kann.

Schwachstellen beim Hochladen von Dateien

Datei-Upload-Schwachstellen runden die Hauptkategorien der RCE-Schwachstellen ab. Diese treten auf, wenn Anwendungen hochgeladene Dateien nicht ordnungsgemäß prüfen, was Angreifern die Möglichkeit bietet, bösartige Skripte hochzuladen und auszuführen.

Das Risiko wird besonders akut, wenn hochgeladene Dateien an webzugänglichen Orten gespeichert werden und der Server so konfiguriert ist, dass er bestimmte Dateitypen ausführt. Angreifer können diese Schwachstellen ausnutzen, indem sie bösartige Skripte als harmlose Dateien tarnen, einfache Dateitypprüfungen umgehen oder Server-Fehlkonfigurationen ausnutzen.

Jeder dieser Schwachstellentypen erfordert spezifische Sicherheitskontrollen und Abwehrstrategien. Organisationen müssen umfassende Eingabevalidierung, ordnungsgemäße Fehlerbehandlung und sichere Codierungspraktiken implementieren, um sich vor diesen verschiedenen Angriffsvektoren zu schützen. Regelmäßige Sicherheitsbewertungen und Codeüberprüfungen spielen eine entscheidende Rolle bei der Identifizierung und Behebung dieser Schwachstellen, bevor sie ausgenutzt werden können.

Beispiele für Remote Code Execution

Mehrere bemerkenswerte RCE-Exploits haben in den letzten Jahren Schlagzeilen gemacht: 

  1. Log4Shell (CVE-2021-44228): Diese kritische Schwachstelle in Apache Log4j ermöglichte es Angreifern, durch das Senden speziell gestalteter Anfragen beliebigen Code auszuführen, was Millionen von Java-Anwendungen weltweit betraf.
  2. BlueKeep (CVE-2019-0708): Eine Schwachstelle im Remote Desktop Protocol (RDP) von Microsoft, die es Angreifern ermöglichte, Code auf gefährdeten Windows-Systemen ohne Authentifizierung auszuführen.
  3. EternalBlue: Der berüchtigte Exploit, der im WannaCry-Ransomware-Angriff verwendet wurde und eine RCE-Schwachstelle im SMB-Protokoll von Microsoft ausnutzte.

Auswirkungen der Remote Code Execution

Erfolgreiche RCE-Angriffe können verheerende Folgen für Organisationen haben: 

  1. Datenpannen: Angreifer können auf sensible Daten zugreifen und diese exfiltrieren, einschließlich personenbezogener Daten, geistigem Eigentum und Finanzunterlagen.
  2. Systemkompromittierung: Vollständige Kontrolle über die betroffenen Systeme kann zu Folgendem führen:
    • Installation von Malware oder Ransomware
    • Erstellung von persistenten Hintertüren
    • Systemschaden oder Störung
    • Mining von Kryptowährungen
  3. Netzwerk-Infiltration: RCE kann als erster Zugriffspunkt für eine umfassendere Kompromittierung des Netzwerks dienen.
  4. Finanzielle Auswirkungen: Organisationen könnten Folgendem gegenüberstehen:
    • Kosten für die Sanierung
    • Rechtliche Strafen und Bußgelder
    • Geschäftsverluste
    • Ransomware-Zahlungen
  5. Reputationsschäden: Die öffentliche Bekanntgabe erfolgreicher Angriffe kann das Vertrauen der Kunden untergraben und den Ruf einer Marke schädigen.

Wie erkennt und verhindert man Remote Code Execution-Angriffe

Unternehmen können verschiedene Maßnahmen implementieren, um sich vor RCE-Angriffen zu schützen:

  1. Cybersecurity-Best Practices: 
    • Regelmäßige Sicherheitsupdates und Patch-Management
    • Starke Eingabevalidierung und -bereinigung
    • Angemessene Fehlerbehandlung
    • Implementierung von Least Privilege Access-Prinzipien
    • Netzwerksegmentierung
  2. Sicherheitskontrollen:
  3. Entwicklungspraktiken: 
    • Richtlinien für sichere Programmierung
    • Regelmäßige Code-Überprüfungen
    • Sicherheitstests während der Entwicklung
    • Framework- und Bibliotheksaktualisierungen
  4. Schwachstellen-Management
    • Regelmäßige Sicherheitsbewertungen
    • Penetrationstests
    • Schwachstellen-Scans
    • Bug-Bounty-Programme
  5. Incident Response:

Durch die Implementierung dieser Schutzmaßnahmen und die Aufrechterhaltung der Wachsamkeit können Organisationen das Risiko, Opfer von RCE-Angriffen zu werden, erheblich verringern. Da sich Bedrohungen ständig weiterentwickeln, ist es unerlässlich, die Sicherheitsmaßnahmen regelmäßig zu überprüfen und zu aktualisieren, um gegen neue Schwachstellen und Angriffsvektoren gewappnet zu sein.