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Rust vs. Go:为什么强强联合会更好

本文翻译自乔纳森·特纳(Jonathan Turner)和史蒂夫·弗朗西亚(Steve Francia)的文章《Rust vs. Go: Why They’re Better Together》

史蒂夫·弗朗西亚(Steve Francia):在过去的25年里,Steve Francia建立了一些最具创新性和成功的技术和公司,这些技术和公司已经成为云计算的基础,被全世界的企业和开发者所接受。他目前是谷歌Go编程语言的产品和战略负责人。他是Hugo、Cobra、Viper、spf13-vim和许多其他开源项目的创建者,拥有领导世界上最大的五个开源项目的独特荣誉。

乔纳森-特纳(Jonathan Turner)在开源领域工作了20多年,从小型项目到大型项目,包括帮助微软向开源转型。他是创建TypeScript团队的一员,并作为项目经理和设计团队的负责人帮助其成长。他还作为Rust社区成员和Mozilla Rust团队的一员参与Rust的工作,包括共同设计Rust的错误信息和IDE支持。

虽然其他人可能认为RustGo是竞争性的编程语言,但Rust和Go团队却都不这么认为。恰恰相反,我们的团队非常尊重其他团队正在做的事情,并认为这两种编程语言是相辅相成的,有着共同的愿景,即在整个行业内实现软件开发状态的现代化。

在本文中,我们将讨论Rust和Go的优缺点、它们如何相互补充和支持以及我们对每种语言的最佳使用时机的建议。

一些公司正在发掘采用这两种语言的价值以及它们的互补价值。为了从我们的观点转向用户的实际体验,我们采访了三家这样的公司,DropboxFastlyCloudflare,讲述了他们共同使用Go和Rust的经验。他们的经验之谈将被引用并贯穿本文,为大家提供更进一步的观点。

1. 语言比较

编程语言 Go Rust
创建时间 2009 2010
创建于 谷歌 Mozilla
知名项目 Kubernetes,Docker,Github CLI,Hugo,Caddy,Drone,Ethereum,Syncthing,Terraform Firefox, ripgrep, alacritty, deno, Habitat
典型用途 APIs, Web Apps, CLI apps, DevOps, Networking, Data Processing, cloud apps IoT, processing engines, security-sensitive apps, system components, cloud apps
开发者采用 8.8%(第12名) 5.1%(第19名)
开发者最爱 62.3%(第5名) 86.1%(第1名)
开发最想要 17.9%(第3名) 14.6%(第5名)

2. 相似之处

Go和Rust有很多共同点。两者都是现代软件语言,都是出于为影响软件开发的问题提供一个安全和可扩展的解决方案的需要而诞生的。两者都是为了应对创建者在行业内现有语言中遇到的缺点而创建的,尤其是开发者生产力、可扩展性、安全性和并发性方面的缺点。

当今流行的大多数语言都是30多年前设计的。当这些语言被设计出来的时候,与今天有五个关键的区别:

  • 摩尔定律被认为是永恒不变的。
  • 大多数软件项目都是由小团队编写的,并且经常一个人单干。
  • 大多数软件有相对较少的依赖性,大多数是专有的。
  • 安全性是次要的考虑因素……或者根本不是考虑因素。
  • 软件通常是为单一平台编写的。

相比之下,Rust和Go都是为今天的世界而写的,并都采取了相似的方法来设计一种适合今天开发需求的语言。

1) 性能和并发

Go和Rust都是专注于生产高效代码的编译语言。它们还可以方便地使用当今机器的多个处理器,使它们成为编写高效并行代码的理想语言。

“使用Go使得MercadoLibre公司将他们用于这项服务的服务器数量减少到原来的八分之一(从32台服务器减少到4台),另外,每台服务器可以用更少的功率运行(原来是4个CPU核,现在减少到2个CPU核)。有了Go,该公司省去了88%的服务器,并将剩余服务器上的CPU削减了一半–产生了巨大的成本节约。”–“MercadoLibre与Go一起成长”

“在我们严格管理的环境中,在我们运行Go代码的环境中,我们看到CPU减少了大约百分之十[与C++相比],代码更干净,更可维护。” – Bala Natarajan,Paypal

“在AWS,我们也很喜欢Rust,因为它能帮助AWS编写高性能、安全的基础设施级网络和其他系统软件。亚马逊第一个用Rust构建的重要产品Firecracker于2018年公开发布,它提供了开源虚拟化技术,为AWS Lambda和其他无服务器产品提供动力。但我们也使用Rust来提供亚马逊简单存储服务(Amazon S3)、亚马逊弹性计算云(Amazon EC2)、Amazon CloudFront、Amazon Route 53等服务。最近,我们推出了基于Linux的容器操作系统Bottlerocket,它是用Rust编写的。” – Matt Asay,亚马逊网络服务

我们”看到我们的速度非凡地提高了1200-1500%! 我们从实现了较少解析规则的Scala的模式下的300-450ms,到实现了更多解析模式的Rust模式下的25-30ms!” – Josh Hannaford,IBM

2) 团队可扩展—-可审查

今天的软件开发是由团队建立的,这些团队不断成长和扩大,经常使用源码控制以分布式的方式进行协作。Go和Rust都是针对团队的工作方式而设计的,通过消除不必要的担忧,如格式(比如go的gofmt)、安全和复杂的组织,来改善代码审查。这两种语言都需要相对较少的上下文来理解代码的工作,使审查人员能够更快速地使用其他人编写的代码,并审查团队成员的代码和你团队以外的开源开发人员贡献的代码。

“我早期的职业生涯有Java和Ruby的背景,构建Go和Rust代码对我来说就像卸下了无法承受的重担。当我在Google时,遇到用Go编写的服务让我很欣慰,因为我知道它易于构建和运行。Rust的情况也是如此,尽管我只是在更小的工作范围内使用了它。我希望无限可配置的构建系统的日子已经过去了,而语言都有自己的专用构建工具,开箱即用。”– Sam Rose,CV合伙人

“用Go写服务的时候,我往往会松一口气,因为与动态语言相比,Go的静态类型系统非常简单,易于推理,并发性是一等公民,Go的标准库既无比精致强大,又切中要害。安装一个标准的Go,再使用一个grpc库和一个数据库连接器,你在服务器端几乎不需要其他的东西,每个工程师都能看懂代码,看懂库。在用Rust编写模块时,Dropbox工程师在2019年Async-await稳定下来之前,感受到了Rust在服务器端的成长之痛,但从那时起,crate(译注:Rust中的概念)正在趋向于使用它,我们得到了Async模式并从并发中受益。” – Daniel Reiter Horn,Dropbox

3) 开放源码意识

今天一般软件项目所使用的依赖关系数量是惊人的。长达几十年的软件重用目标在现代开发中已经实现,今天的软件可能是复用了100多个项目而构建的。为此,开发人员使用软件仓库,这越来越成为软件开发的主旋律,并在越来越广泛的领域应用。开发者所包含的每一个软件包,又有自己的依赖关系。为今天的编程环境而设计出的编程语言需要毫不费力地处理这种复杂性。

Go和Rust都有包管理系统,允许开发人员列出一个简单的清单,列出他们想要构建的包,语言工具就会自动为他们获取和维护这些包,这样开发人员就可以把更多的精力放在自己的代码上,而不是放在对其他包的管理上。

4) 安全性

Go和Rust都很好地解决了当今应用的安全问题,保证了用这些语言构建的代码在运行时不会让用户暴露在各种经典的安全漏洞中,比如缓冲区溢出、use-after-free(内存释放后还使用)等。通过消除这些顾虑,开发者可以专注于手头的问题,并在默认情况下构建更安全的应用程序。

“Rust编译器在解决您遇到的错误时确实能助您一臂之力。这样一来,您就可以专注于自己的业务目标,而不必寻找错误或解密隐秘消息。” -Josh Hannaford,IBM

简而言之,Rust的灵活性,安全性和安全性带给我们的益处超过了必须遵循严格的lifetime,borrow(rust中的概念)和其他编译器规则甚至缺乏垃圾收集器所带来的任何不便。这些功能是云软件项目中非常需要的功能,将有助于避免其中常见的许多错误。” —微软高级泰勒·托马斯(Taylor Thomas)

“Go是强静态类型化的,没有隐式转换,但语法开销还是小得惊人。这是通过赋值中简单的类型推理与非类型化的数值常量一起实现的。这使得Go比Java(有隐式转换)具有更强的类型安全性,但代码读起来更像Python(有非类型变量)。” – Stefan Nilsson,计算机科学教授

“当我们在Dropbox构建用于存储块数据的Brotli压缩库时,我们将自己限制在Rust的安全子集上,而且,也限制在核心库(no-stdlib)上,分配器指定为通用。这样使用Rust的子集,使得在客户端从Rust调用Rust-Brotli库,以及在服务器上使用Python和Go的C FFI变得非常容易。这种编译模式也提供了大量的安全保障。经过一些调整,Rust Brotli的实现尽管是100%安全的、经过数组边界检查的代码,但仍然比C语言中相应的原生Brotli代码快。” – Daniel Reiter Horn,Dropbox

5) 真正的可移植性

在Go和Rust中,写一个软件,在许多不同的操作系统和架构上运行是很容易的。”一次编写,随处编译”。此外,Go和Rust都原生支持交叉编译,消除了旧编译语言常见的”build farm”的需要。

“Go在生产优化方面拥有很好的特质,比如拥有较小的内存占用,这支持其在大型项目中被用于构建模块,以及开箱即用,易于交叉编译到其他架构。由于Go代码被编译成单一的静态二进制,我们可以轻松将其容器化,并且通过扩展,我们可以很轻松地将Go部署到任何高可用环境(如Kubernetes)中。” – Dewet Diener,Curve

“当你看一个基于云的基础设施时,通常你会使用类似Docker容器这样的东西来部署你的工作负载。通过在Go中构建的静态二进制,你可以拥有一个10、11、12兆字节的Docker文件,而不是带来整个Node.js生态系统,或像Python或Java那样动辄数百兆字节大小的Docker镜像文件。所以,交付那个微小的二进制文件是很神奇的。” – Brian Ketelsen,微软

“有了Rust,我们将拥有一个高性能和可移植的平台,我们可以轻松地在Mac、iOS、Linux、Android和Windows上运行。” – Matt Ronge,Astropad

3. 差异

在设计中,总是要做出一些取舍。虽然Go和Rust大约在同一时间出现,目标相似,但由于他们决策时选择了不同的取舍,使得这两种语言在关键的方面有所区别。

1) 性能方面

Go开箱即有出色的性能。在设计上,几乎没有预留任何旋钮或开关可以让你从Go中榨取更多的性能。Rust的设计是为了让您能够从代码中榨取每一滴性能;在这方面,您确实无法找到比Rust更快的语言。然而,Rust的性能提升是以额外的复杂性为代价的。

“值得注意的是,在编写Rust版本时,我们只在优化方面投入了非常基本的思考。即使只做了基本的优化,Rust的性能也能超过超手工调整的Go版本。这极大地证明了用Rust编写高效的程序是多么容易,相比之下,我们不得不对Go进行深挖。” – Jesse Howarth,Discord

“Dropbox工程师通过将行对行的Python代码移植到Go中,往往可以看到5倍的性能提升和延迟下降,与Python相比,内存使用率往往会大幅下降,因为没有GIL,进程数可能会减少。然而,当我们的内存受限时,比如在桌面客户端软件或某些服务器进程中,我们会转而使用Rust,因为Rust中的手动内存管理效率大大高于Go GC。” – Daniel Reiter Horn,Dropbox

2) 适应性/交互性

Go快速迭代的优势让开发人员可以快速尝试各种想法,并磨合出能解决手头任务的工作代码。通常情况下,这就足够了,可以让开发者腾出手来处理其他任务。另一方面,与Go相比,Rust的编译时间更长,导致迭代时间更慢。这就导致了Go在一些场景中能更好地工作,因为更快的周转时间能让开发人员适应不断变化的需求,而Rust则在一些场景中茁壮成长,因为在这些场景中,可以给予更多的时间来做出更精致、更高性能的实现。

“Go类型系统的天才之处在于调用者可以定义Interface,允许库返回仅需满足小接口但却支持扩展的结构。Rust类型系统的天才设计在于匹配语法与Result<>的结合,你可以静态地确定每一种可能性都会被处理,永远不必发明空值来满足未使用的返回参数。” – Daniel Reiter Horn,Dropbox

“(我)如果你的用例离客户更近,更容易受到需求变化的影响,那么用Go就会好很多,因为持续重构的成本要便宜很多。这就是你能多快地表达新的需求并尝试它们。” – Peter Bourgon,Fastly

3) 可学性

简单来说,真的没有比Go更“平易近人”的语言了。有很多团队能够在几周内采用Go并将Go服务/应用投入生产的故事。此外,Go在语言中是比较独特的,它的语言设计和实践在它10多年的生命中是相当一致的。所以,投入到学习Go上的时间可以保持很长一段时间的价值。相比之下,Rust由于其复杂性,被认为是一门难学的语言。一般来说,学习Rust需要几个月的时间才能感觉到自如,但这种额外的复杂性也带来了精确的控制和性能的提高。

“当时,没有一个团队成员知道Go,但在一个月内,每个人都在用Go写作”–Jaime Garcia,Capital One

“Go与其他编程语言不同的地方在于认知负担。你可以用更少的代码做更多的事情,这使得你更容易推理和理解你最终编写的代码。大多数Go代码最终看起来都很相似,所以,即使你在使用一个全新的代码库,你也可以很快上手并运行。” – Glen Balliet 美国运通忠诚度平台工程总监 美国运通使用Go进行支付和奖励

“然而,与其他编程语言不同,Go是为了最大限度地提高用户效率而创建的。因此,具有Java或PHP背景的开发人员和工程师可以在几周内获得使用Go的高级技能和培训–根据我们的经验,他们中的许多人最终都喜欢上了Go。” – Dewet Diener,Curve

4) 精确控制

也许Rust最大的优势之一就是开发者对如何管理内存、如何使用机器的可用资源、如何优化代码以及如何制作问题解决方案的控制。与Go相比,这并不是没有很大的复杂度成本,因为Go的设计并不是为了这种精确的制作,而是为了更快的探索时间和更快的周转时间。

“随着我们对Rust经验的增长,它在另外两个轴上显示出了优势:作为一种具有强大内存安全性的语言,它是边缘处理的好选择;作为一种具有巨大热情的语言,它成为了重写组件的流行语言。” – John Graham-Cumming,Cloudflare。

3. 总结/主要收获

Go的简单性、性能和开发人员的生产力使Go成为创建面向用户的应用程序和服务的理想语言。快速的迭代让团队能够快速地作出反应以满足用户不断变化的需求,让团队有办法将精力集中在灵活性上。

Rust更精细的控制允许更多的精确性,使得Rust成为低级操作的理想语言,这些低级操作不太可能发生变化,并且会从比Go略微提高的性能中受益,特别是在非常大的规模部署时。

Rust的优势在最接近“金属”(指底层机器)的地方。Go的优势是在离用户更近的地方最有利。这并不是说两者都不能在对方的空间里工作,但这样做会增加摩擦。当你的需求从灵活性转变为效率时,用Rust重写库的理由就更充分了。

虽然Go和Rust的设计有很大的不同,但它们的设计发挥了兼容的优势,而且–当一起使用时–既可以有很大的灵活性,又可以有很好的性能。

4. 我们的建议

对于大多数公司和用户来说,Go是正确的默认选择。它的性能很强,Go很容易采用,而且Go的高度模块化特性使它特别适合需求不断变化或发展的情况。

随着你的产品逐渐成熟,需求趋于稳定,可能会有机会从性能的边际增长中获得巨大的胜利。在这些情况下,使用Rust来最大限度地提高性能可能很值得你进行初始投资。


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究竟是什么让Go语言成为恶意软件作者的最爱

2020年5月份,Go语言之父Rob Pike接受了evrone.com的专访。当Rob Pike老爷子被问及多年来他看到过最奇怪、最有创意或有趣的Go用法或最让他惊讶的是什么时,老爷子是这么回答的:

Rob:最大的惊喜是当我们得知Go被用于编写恶意软件时。您无法控制谁将使用您的作品或他们将如何使用它。

近期安全技术公司Intezer发布了一份名为《Year of the Gopher, A 2020 Go Malware Round-Up》的报告,该报告称在过去几年中,安全人员发现的用Go编写的新恶意软件几乎增加了2000%,这一标题迅速引爆程序员社区,有人唾弃Go踏入“歧途”,也有人膜拜Go的niubility:能被黑客看中和使用的都是精华!

那么究竟是什么让黑客们这么青睐Go并用之去编写恶意软件呢?估计但那份几十页的报告没几个人会完整的读一遍,本文我们就结合报告的内容(分类、整理、摘录)做一些探究。

1. Go语言的简介

报告首先简单介绍了Go的前世今生

Go是一种开源的编程语言,由Robert Griesemer、Rob Pike和Ken Thompson于2007年在Google开发。它于2009年11月向公众发布。开发新语言的动机来自于使用当前编程语言(当时三巨头都是用C++)的挫折感。由于CPU不再通过增加时钟周期的数量来提高速度。相反,更多的速度开始通过添加更多的CPU核并允许更多的并行执行来获得。这种硬件上的进化并没有很好地反映在通用编程语言中。虽然C、C++和Java等语言提供了在多核上并行执行事务的功能,但它们为程序员提供的帮助却很少,无法高效、安全地完成这项工作。

Google的程序员们于是开始设计一种新的编程语言,为方便和安全的使用并发或并行提供“原生/一等公民地位”的支持。另一个目标则是要将解释型语言的编程便利性与静态类型和编译型语言的效率和安全性结合起来。另外在设计时,Google是将其用于Google基础设施运行的一部分网络服务中,因此对网络的支持也很重要。

为了提供在解释语言中编程的感觉,Go使用垃圾收集并处理所有的内存管理。所有的Go二进制文件都包含一个称为运行时的通用库,这导致Go二进制文件的大小比用C语言编写的类似的静态链接的程序要大。该库负责处理垃圾收集、执行线程的调度以及该语言的所有其他关键功能。虽然它被称为运行时,但比起Java运行时,它更像C语言的libc,它已经与二进制文件进行了静态编译。Go二进制文件被编译成本地机器代码,但也可以被编译成以JavaScript为运行时的WebAssembly。

Go 1.4版本及更早版本的编译器是用C语言实现的,但随着2015年1.5版本的发布,编译器完全用Go语言编写,并实现了自举。转为自举编译器后,给用户在交叉编译方面的体验带来了巨大的改善。之前使用基于C语言的编译器时,需要在编译代码的机器上安装一个针对目标操作系统和架构的C编译器。和针对不同目标的C代码进行交叉编译时的方式非常相似。从1.5版本开始,只需要向编译器指明它的编译目标架构,就可以实现对不同操作系统和架构的交叉编译。不需要针对目标的特殊编译器。Go可以通过不依赖主机上的库来执行例如syscalls(系统调用)。本来由libc提供的功能由Go的标准库提供和处理。这种方便的交叉编译有一个限制,那就是当Go程序需要通过其外函数接口(FFI)与C语言编写的库进行交互时。

新的功能和解决方案使得程序员在新项目中采用Go。2016年,TIOBE授予Go“年度最佳编程语言”,这是一个授予评分上升幅度最高的语言的奖项。随着软件开发者因其功能而开始采用Go,恶意软件作者也开始采用Go也就不足为奇了。

人们注意到使用Go开发的恶意软件增多是从2019年Palo Alto Networks公司发布的一份分析报告开始的。2019年7月,Palo Alto Networks公司的Unit 42发布了对当时发现的用Go编写的恶意软件的分析报告。研究发现,2017年至2019年期间,人们发现的Go恶意软件样本增加 了1944%,这量化了一个很容易发现的趋势。在2019年之前,发现用Go编写的恶意软件更多的是一种罕见的现象,而在2019年期间,这成为了一种日常现象。报告中分析的恶意软件中,大部分,92%的恶意软件针对Windows,而4.5%针对Linux,3.5%针对macOS。
人们观察到的另一点是,渗透测试(pen-testing)团队采用Go来开发他们的工具,这在Unit 42的研究中很突出。

最常见的恶意软件家族类型是开源或渗透测试后门。其次是coinminer(挖矿)、窃取者和僵尸网络。这篇报告涵盖了2020年期间活跃的用Go编写的已知恶意软件的活动。

2. 使用Go的嵌入文件功能实现恶意加载器

与其他语言产生的二进制文件相比,Go编译器产生的二进制文件相对较大。例如,一个Hello World二进制文件有1700多个函数。由于二进制文件中有这么多的常用代码,因此在寻找可疑代码时就像大海捞针一样。这可能是为什么恶意Go二进制文件有时不被 反病毒引擎检测到的原因之一。这导致一些威胁行为者在Go中开发加载器,并利用它们来提供其他较老的、易被检测到的恶意软件。这种技术可以降低被检出率,甚至有时会使恶意软件完全无法被检测到。在Go二进制文件中嵌入其他二进制文件相对容易。有很多开源库已经解决了这个问题。下面是其中的一些列表:

  • https://github.com/gobuffalo/packr
  • https://github.com/rakyll/statik
  • https://github.com/GeertJohan/go.rice
  • https://github.com/UnnoTed/fileb0x
  • https://github.com/mjibson/esc
  • https://github.com/kevinburke/go-bindata
  • https://github.com/lu4p/binclude
  • https://github.com/omeid/go-resources
  • https://github.com/pyros2097/go-embed
  • https://github.com/wlbr/mule
  • https://github.com/miscing/embed
  • https://github.com/kyioptr/gassets

上述包的大部分的设计都是为了允许嵌入网络服务的静态资源文件(asset),但使用案例并不限于此。嵌入文件的功能受到了广泛的好评,以至于今年2020年早些时候有人建议将该功能直接添加到Go编译器中。该建议已被接受,并已与2021年2月发布的Go 1.16版本一起发布了。从这个角度来看,Go 1.16版本加入嵌入文件功能,颇有些“助纣为虐”之嫌^_^。

3. 使用Go标准库强大的加密库和便捷的跨主机交叉编译特性实现恶意加密器和勒索软件

Go的标准库提供了一套非常强大的加密库,允许开发者在不需要使用任何第三方库的情况下,在应用中加入加密功能。

一个开源的加密加载器是Go shellcode LoaDer。它用AES对有效载荷进行加密。它对有效载荷进行解密,并在执行之前使用ZwProtectVirtualMemory将解密缓冲区标记为读取/执行。

我们还观察到威胁行为者编写自己的加密器和加载器。例如,我们看到一个名为gocrypter的加载器被用于加密商品恶意软件;大多数是RAT(Remote Access Trojans,远程访问木马)和键盘记录器。有效载荷已经用AES加密,并作为base64编码的blob存储在二进制内部。加密器将其解码成字节,并在写入磁盘和执行之前进行解密。

在2020年仍有一些活动的勒索软件,比如:RobbinHood。RobbinHood在2019年春季被发现,当巴尔的摩市被发现受到该勒索软件攻击时,得到了很多媒体的关注。Sophos在2月份发布了一份报告,详细介绍了该威胁行为者的一些演变过程。通过利用技嘉公司的一个脆弱的驱动程序,威胁行为者开始加载一个未签名的驱动程序。一旦驱动程序被加载,它将杀死进程和篡改保护软件,以确保勒索软件可以在不被中断的情况下加密硬盘驱动器的其余部分。但在2020年11月,仍有新的样本被发现,但勒索说明没有改变。11月的一个样本的PDB字符串为C:/Users/User/go/src/Robbinhood7,这表明根据恶意软件作者的说法,它可能是第7个版本的勒索软件。

另一个用Go编写的、仍然活跃的老牌勒索软件是Snatch。Snatch是在2018年12月被发现的,到现在似乎还在使用。该勒索软件由Snatch Team使用,他们通过远程访问服务(例如RDP)瞄准企业环境。一旦进入网络,该组织就会尝试在所有机器上部署勒索软件, 并对文件进行加密。该勒索软件在加密文件时有一个有趣的技术,该技术在2019年10月被引入到勒索软件中。该勒索软件将自己安装为一项服务,即使Windows启动到安全模式,也可以启动。在此之后,勒索软件将Windows重新启动到安全模式,允许它加密硬盘上的所有文件,而不会被安装的任何潜在的安全保护软件阻止。

Nefilim是一款勒索软件,最早出现在2020年3月。它是另一款名为Nemty的勒索软件的前身。最初的版本是用C++编写的,但在7月,该恶意软件用Go重新编写。除了加密受害者机器上的文件外,Nefilim背后的威胁行为者还窃取受害者的数据,并用于勒索。

由于Go提供了一种针对不同架构和操作系统交叉编译二进do制文件的简单方法,因此它被用于RaaS(Ransomware as a Service)勒索软件并不奇怪。它允许威胁行为者使用单一的代码库,以极低的工作量制作针对不同操作系统的二进制文件。Go已经被用于RaaS。在2020年的春天,一个新的RaaS被宣布,名为Smaug。Smaug是一个相对简单的勒索软件,但它为Windows、Linux和macOS提供”用户”的勒索软件服务。它可以在”企业”模式下运行,即所有机器使用一个密钥,或者每台机器模式下使用一个密钥。

Go可以为其他操作系统和架构制作二进制文件,这使得威胁行为者可以轻松地针对不同类型的设备,例如,嵌入式系统。在2019年夏天,我们发现了QNAPCrypt,也就是eCh0raix,这是一款针对QNAP NAS设备的勒索软件。后来,它还被用来针对Synology NAS设备。2020年,又发现了一款针对QNAP设备的新勒索软件。新的勒索软件被称为AgeLocker,因为它使用了开源的加密工具和库age

在2020年期间发现的其他用Go编写的勒索软件包括。1月发现的Betasup,2月发现的Sorena也就是HackForLife和Vash,3月发现的GoGoogle。

4. 使用Go优秀的网络协议栈实现开发RAT(远程访问木马)、恶意偷窃程序、恶意机器人和僵尸网络

Go的网络协议栈写得非常好,易于操作。Go已经成为云计算的编程语言之一,很多云原生应用都是用它编写的。例如,Docker、Kubernetes、InfluxDB、Traefik、Terraform、CockroachDB、Prometheus和Consul都是用Go编写的。这是有道理的,因为创建Go背后的原因之一正是要发明一种更好的语言,可以用来取代Google内部使用的C++网络服务。因此远程访问木马(RAT)是用Go编写的,这并不奇怪。毕竟,它们非常需要优良的网络服务功能。

在这一年中,既有新的RAT出现,也有老的RAT不断被使用。早在2020年8月,我们发现了一个Linux版本的Carbanak威胁行为体使用的后门。该样本使用2017年2月发布的Go 1.8版本编译器进行编译。同样的编译器版本和构建环境被用于2017年RSA报告的一部分的初始Windows样本。

Glupteba是一个自2011年以来一直存在的恶意软件,但在2019年9月,发现了一个用Go改写的新版本。在整个2020年,这个新版本出现的更为频繁。该恶意软件在感染机器时,会尝试安装一个root-kit。为了绕过Windows中防止安装内核驱动程序的保护措施,恶意软件利用了一个脆弱的VirtualBox驱动程序。恶意软件会安装该驱动程序,由于该驱动程序是经过签名的,所以Windows会允许安装,并使用它在Ring-0中执行代码,以禁用Kernel Patch Protection(KPP)。这种技术并不新鲜,它最早被APT组织Turla使用。除此之外,该恶意软件还试图通过利用EternalBlue在本地网络内进行传播。

Windows并不是唯一一个被用Go编写的RAT攻击的操作系统。2020年10月,Bitdefender发布了一个针对Linux的新RAT的发现。Bitdefender的研究人员认为,它可能与2019年的PowerGhost活动有关。该威胁行为体针对的是易受CVE-2019-2725影响的WebLogic服务器。该RAT似乎被作者命名为NiuB。该恶意软件由两个二进制文件组成,即主恶意软件和一个防护恶意软件。该恶意软件收集受感染机器的信息,并将其发送到C2服务器。它可以执行shell命令,下载并执行其他二进制文件。

2020年1月,FireEye发布了一份针对NetScaler设备的攻击报告。攻击是利用CVE-2019-19781漏洞。作为攻击的一部分,威胁行为者使用了一种新的恶意软件,以前从未见过。FireEye将该恶意软件命名为NOTROBIN。它是用Go编写的,并被编译成在*BSD上运行,这是NetScaler使用的底层操作系统。一个有趣的功能是,该恶意软件通过扫描新的NetScaler模板文件并将其删除来阻止其他恶意软件利用相同的漏洞,这些文件可能是作为利用尝试的一部分添加的。它在18634端口上打开一个UDP监听器,但忽略发送到它的数据。它基本上充当了一个mutex,以确保受感染的机器上只运行一个恶意软件的副本。

已经有一些用Go编写的窃取器。在2019年,Malwarebytes报告了一个名为CryptoStealer.Go的窃取器。它旨在窃取加密货币钱包和 存储在浏览器中的数据,如信用卡信息。

同样在2020年期间,发现了一个用Go编写的剪贴板窃取器。它似乎自2019年以来一直活跃。根据上传到VirusTotal的样本的文件名 ,该窃取器被伪装成黑客工具,表明它被用来针对其他威胁行为者。该恶意软件的设计很简单。它将自己安装在App/DataLocal/Support下,并隐藏文件或文件夹。它读取剪贴板并检查它是否看起来像加密货币地址。如果是,恶意软件就会用攻击者自己的比特币、莱特币、Monero或Ethereum钱包替换剪贴板内容。

该恶意软件中的比特币钱包地址自2018年秋季以来一直处于活跃状态。截至本文撰写时,它已经收到了534笔交易,价值近11BTC。

随着Go作为标准库的一部分支持许多网络协议,以及为不同架构编译二进制文件的便利性,越来越多的机器人用Go编写也就不足为奇了。另外,二进制文件包含了正常运行所需的一切,这也为代码作者提供了更多的保证,例如,它可以在不同的Linux发行版上运行。它不用担心机器上是否已经安装了库。因为它需要什么,就自带什么。还有很多第三方库,提供了访问其他服务的功能。

比如这里列出了一些机器人库,可以用来开发不同服务的机器人。

  • https://github.com/go-joe/joe
  • https://github.com/bot-api/telegram
  • https://github.com/shomali11/slacker
  • https://github.com/go-chat-bot/bot
  • https://github.com/frodsan/fbot
  • https://github.com/go-telegram-bot-api/telegram-bot-api
  • https://github.com/tucnak/telebot

随着开源机器人库的出现,它们被恶意软件作者滥用的情况并不少见。IRCFlu就是一个例子。IRCFlu是一个托管在GitHub上的IRC机器人。该机器人提供了在托管机器人的机器上执行任意代码的功能,这使得威胁行为者可以利用这个机器人远程控制多台受感染的机器。

除了开源项目被滥用外,2020年还出现了老牌知名僵尸网络的攻击行为。被称为ddg的僵尸网络是由Netlab在360首次报道的。他们在2017年10月检测到该僵尸网络对托管OrientDB的服务器的攻击。该僵尸网络的目标是安装Monero矿机。2020年,该僵尸网络进行了更新,通过增加一个p2p网络支持的C2基础设施,使其更有弹性地抵御击杀。混合的p2p网络基础设施允许威胁行为者在正常的C2服务器瘫痪时保持对机器人的控制。

另一个仍然活跃的老僵尸网络是StealthWorker,也被称为GoBrut。StealthWorker是Malwarebytes在2019年2月首次报道的。它是一个以Stealth Bomber为名在暗网论坛上销售的僵尸,用于通过凭证式蛮力攻击获得网络服务的访问权限。

僵尸网络r2r2是另一个通过蛮横强迫凭证传播的僵尸。它最早是在2018年被发现的。它随机生成IP地址,并试图通过弱凭证访问运行SSH的服务。一旦它获得了一个立足点,它就会在机器上安装一个密码器。该僵尸的功能非常有限,它由不到200百行的代码组成。

其他僵尸网络也在不断进化,以增加其潜在的目标。在2020年,Orthrus,也被称为Golang,演变为也针对Windows服务器。该僵尸是Antiy在2019年6月首次报道的。它主要针对未受保护或凭证薄弱的Redis服务器。一旦它获得远程代码执行,它就会安装一套二进制文件。一个是针对其他易受攻击服务的扫描器,一个看门狗服务和一个密码器。扫描器试图破坏其他有已知漏洞的网络服务。例如,Weblogic,Elasticsearch和Drupal是目标。在2020年,该恶意软件还增加了针对微软SQL服务器的目标。它试图通过强行获取凭证来获得访问权。该恶意软件包括一个近3000个密码的列表,它只针对SQL服务器使用。

12月,我们发现了另一个跨操作系统的挖掘机器人,我们称之为XMRig Miner Dropper。它的目标是运行MySQL、Tomcat和Jenkins的服务器以及凭证较弱或脆弱的WebLogic。根据底层操作系统的不同,该机器人提供了一个用于执行shell脚本或PowerShell脚本的有效载荷。一旦它入侵机器,它就会安装一个密码器,并试图利用其他服务器。

2016年9月,Mirai的源代码被发布。这导致许多新的僵尸网络从Mirai源代码中衍生出来。虽然该僵尸代码是用C++编写的,但该代码的发布为其他恶意软件作者用不同语言编写类似的僵尸提供了蓝本。2020年1月,Bitdefender发布了一份报告,介绍了一个用Go编写的受Mirai启发的新僵尸网络,他们将其命名为LiquorBot。该僵尸网络本质上是Mirai在Go中的重新实现,目标是运行在ARM(32位和64位)、x86(32位和64位)和MIPS上的Linux设备。该僵尸通过强行获取SSH证书和利用路由器的已知漏洞进行传播。一旦它获得了设备的访问权限,它就会试图感染其他人,并且还安装了一个Monero密码器。

LiquorBot并不是唯一受Mirai启发的僵尸网络。4月,我们发现了Kaiji,这是一个通过SSH蛮横强迫来针对Linux服务器和物联网设备的僵尸网络。除了强行插入薄弱的凭证外,该僵尸还试图使用在受感染机器上发现的本地SSH密钥来传播到企业内的其他机器。与Mirai类似,Kaiji允许僵尸管理员对他们选择的任何基础设施发起DDoS攻击。攻击包括两个TCPFlood实现(一个带有原始套接字)、两个UDPFlood实现(一个带有原始套接字)、IPSpoof攻击、SYNACK攻击、SYN攻击和ACK攻击。

2020年6月,Kaiji将其目标方法扩大到包括暴露API套接字的服务器。该恶意软件开始在互联网上扫描端口2375暴露的主机。如果它找到了一个,它会尝试部署一个流氓Docker容器,并在容器中执行Kaiji。

Kaiji不是唯一一个针对暴露的Docker API的僵尸网络。2020年11月,NetLab 360报告发现了一种名为Blackrota的新恶意软件。Kinsing,也被称为h2Miner,已经被称为针对Docker API。2020年1月,阿里巴巴云的研究人员首次报道了Kinsing。该僵尸网络正在使用masscan寻找暴露Hadoop Yarn、Redis和Docker的机器。当它发现一台运行这些服务的服务器时,它会试图利用服务中的已知漏洞来进一步传播自己。5月,我们观察到Kinsing利用SaltStack的两个漏洞CVE-2020-11651和CVE-2020-11652进行传播。该恶意软件还开始使用LD-PRELOAD用户地rootkit来隐藏其进程。

SSH brute-force已经成为用Go编写的僵尸网络采用的主要攻击方式之一。我们发现了IPStorm的一个新的Linux变种,其中包括这种攻击向量。IPStorm是一个点对点(p2p)僵尸网络,于2019年5月首次被发现。它使用开源项目IPFS作为其网络骨干。除了原始的Windows变体,我们还发现了作为Linux变体的一部分,针对Android和物联网设备的变体。与本报告中的其他僵尸网络不同,IPStorm的目标不是安装矿机。相反,该僵尸网络似乎提供了一个代理网络。这个代理网络是作为互联网上的匿名代理网络出售的。

IPStorm不是唯一一个在2020年活跃的Go编写的p2p网络。2020年8月,Guardicore发布了一份关于他们从同年1月开始追踪的一个新的p2p僵尸网络的报告。该僵尸网络被命名为FritzFrog,通过强行使用弱小的凭证来感染机器。Guardicore称,该僵尸网络已经成功入侵了超过500台服务器,其中包括 “美国和欧洲的知名高教机构,以及一家铁路公司”。

5. 未来预测与结论

虽然与用其他语言编写的恶意软件相比,用Go编写的恶意软件数量相对较少,但同比增长幅度很大。这种增长速度很可能会继续下去,这意味着用Go编写的恶意软件将变得更加频繁。对于针对Linux环境的恶意软件来说,用Go编写的部分比针对Windows的恶意软件要大。这很可能导致,在根据针对特定系统的恶意软件总量统计中,针对Linux系统的恶意软件的比例将可能变得最大。

在目前用Go编写的Linux恶意软件中,有很大一部分是用于DDoS或安装密码器的机器人。这种趋势可能会持续下去。其他类型也可能会变得更加频繁。我们已经看到了针对Linux系统的Go勒索软件,而且有可能会出现更多的以窃取和加密有价值数据为目标的勒索软件。这与Proofpoint对2021年的预测一致,即勒索软件威胁行为者将开始更加关注攻击云端。这意味着企业应该采用专注于云的检测和预防产品,以确保他们的云环境受到保护。许多传统的防病毒和保护解决方案都是为了保护Windows环境而设计的,而Linux环境则更多地成为了”二等公民”。

根据CrowdStrike从2020年开始的事件报告,在40%的事件中,恶意软件没有被反病毒产品检测到。除此之外,Go恶意软件一直很难被反病毒产品检测到,所以这种趋势很可能会继续下去。我们已经看到威胁行为者以相同的恶意软件代码库为中心,针对不同的操作系统进行攻击,导致恶意软件样本较少或未被检测到。由于恶意软件来自相同的代码库,因此使用代码基因的检测方法非常有效。未来我们很可能会看到更多针对多个操作系统的恶意软件,因为像Go这样的编程语言为恶意软件作者提供了一种简单的交叉编译恶意软件的方法。

在Windows方面,许多威胁行为者已经使用Go来制作勒索软件。未来这种趋势很可能会继续下去。随着更多RaaS产品的出现,用Go编写勒索软件也不是不可能。由于能够轻松地进行交叉编译,RaaS运营商可以为他们的”客户”提供更广泛的目标。

Go是一种开源的编程语言,它是在Google内部开发的,目的是利用过去几十年在硬件上取得的进步。它的设计是为了让开发者能够轻松地制作快速、安全、以网络为中心的代码,并在当今的多核CPU上获益。这使得该语言得到了极大的应用,尤其是在云环境中。开发者并不是唯一采用Go的人。Go强大的跨平台交叉编译、优秀的网络实现和加密库以及原生的文件嵌入功能让其颇受恶意软件开发者的青睐! 在过去几年中,在市面上发现的用Go编写的新恶意软件几乎增加了2000%。这些恶意软件中有许多是针对Linux和物联网设备的僵尸网络,以安装加密矿机或将受感染的机器注册到DDoS僵尸网络中。此外,用Go编写的勒索软件似乎也变得更加普遍。一些用Go编写的著名勒索软件是Nefilim、EKANS和RobbinHood,这些勒索软件用于所谓的大型猎物攻击。

传统的反病毒解决方案似乎仍然难以检测到用Go编写的恶意软件。较新的技术不仅可以根据代码重用来判断恶意,还可以对威胁进行分类,已经取得了较大的成功,因为它们甚至可以处理Linux和Windows二进制文件之间的相似性。虽然用Go编写的恶意软件可能仍处于初级阶段,但它可能很快就会进入青春期,从而导致大量增加。


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