TwoFace est un outil développé par Synacktiv qui permet de créer des binaires Linux ayant 2 comportements bien distincts. Un comportement parfaitement inoffensif qui s’active dans 99% des cas et un comportement malveillant qui ne se déclenche que sur une machine ciblée spécifiquement pour l’occasion.

Comme ça, votre sandbox verra toujours la version “propre” parce qu’elle n’aura pas le bon UUID de partition.

D’après la doc de Synacktiv, voici comment ça fonctionne : Vous avez deux binaires en fait… Y’en a un qui est inoffensif et un autre malveillant. TwoFace les fusionne alors en un seul exécutable. Ainsi, au moment du build, le binaire malveillant est chiffré avec une clé dérivée depuis l’UUID des partitions disque de la machine cible. Cet UUID est unique, difficile à deviner, et stable dans le temps ce qui est parfait pour identifier une machine spécifique.

Ensuite au lancement, quand le binaire s’exécute, il extrait l’UUID du disque de la machine. Pour ce faire, il utilise HKDF (Hash-based Key Derivation Function) pour générer une clé de déchiffrement depuis cet UUID et tente de déchiffrer le binaire malveillant caché. Si le déchiffrement réussit (parce que l’UUID match), il exécute le binaire malveillant. Par contre, si ça échoue (parce que l’UUID ne correspond pas), il exécute le binaire inoffensif.

Le projet est écrit en Rust et c’est open source ! Et c’est une belle démo (PoC) d’un problème que tous ceux qui font de l’analyse de binaires ont. En effet, d’ordinaire, pour révéler le vrai comportement d’un malware on l’exécute dans une sandbox et on peut ainsi observer en toute sécurité ce qu’il fait, les fichiers qu’il crées, les connexions réseau qu’il établit etc…

Mais avec TwoFace ça casse cette façon de faire. Et c’est pareil pour les antivirus qui verront toujours la version inoffensive tant que l’UUID ne correspond pas.

Techniquement, TwoFace utilise memfd_create() pour exécuter le binaire déchiffré en mémoire, sans toucher au disque, ce qui veut dire zéro trace sur le système de fichiers. Le binaire malveillant apparaît directement en RAM, s’exécute, puis disparaît. Et si vous utilisez io_uring pour l’écriture mémoire, il n’y a même pas de trace syscall visible via strace.

Et ça, c’est la version basique car le document de Synacktiv mentionne également d’autres techniques avancées possibles comme du déchiffrement dynamique page par page du binaire ELF, des mécanismes anti-debugging, des chained loaders multi-niveaux…etc…

Le parallèle avec la backdoor XZ Utils backdoor est très instructif car celle-ci a failli compromettre des millions de serveurs Linux parce qu’un seul mainteneur a poussé du code malveillant dans une lib compressée. Elle a alors été découverte parce qu’un dev a remarqué un ralentissement SSH bizarre et a creusé… Et TwoFace montre qu’on peut faire encore pire sans toucher à la supply chain.

Pas besoin de corrompre un mainteneur de projet, de pousser un commit suspect chez Github. Là suffit d’écrire du code parfaitement propre, de le compilez avec TwoFace pour une machine spécifique, et de le déployez. Le code source sera alors auditable ainsi que le binaire mais l’audit ne révèlera rien parce qu’il se fera dans un environnement qui n’aura pas le bon UUID.

Après, techniquement, une défense existe. Vous pouvez par exemple détecter les appels à memfd_create(), monitorer les exécutions en mémoire, tracer les déchiffrements crypto à la volée…etc., mais ça demande du monitoring profond, avec un coût performance non-négligeable. Et ça suppose aussi que vous savez ce que vous cherchez…

Bref, si ça vous intéresse, c’est dispo sur GitHub !