13. Pré-alocação de Biblioteca: O Truque do LD_PRELOAD no Linux

[BLOG] Série Especial “Entendendo os Ataques Cibernéticos”

Introdução

A variável de ambiente LD_PRELOAD é um dos mecanismos mais poderosos e, ao mesmo tempo, mais perigosos do ecossistema Linux. O recurso permite que o carregador dinâmico force a pré-alocação de uma ou mais bibliotecas antes de qualquer outra, substituindo funções legítimas por implementações maliciosas. Embora amplamente utilizado para depuração e compatibilidade, o LD_PRELOAD também é explorado por atacantes para sequestrar processos, persistir no sistema e desviar comportamentos de aplicações críticas. Este artigo descreve como o ataque funciona, quais são seus impactos e quais técnicas defensivas podem ser aplicadas para reduzir a superfície de ataque.

Usos Legítimos

Quando LD_PRELOAD é definida, o vinculador dinâmico primeiro carrega as bibliotecas especificadas na variável. Se uma função em uma biblioteca pré-carregada tiver o mesmo nome de uma função em uma biblioteca carregada posteriormente (como a biblioteca C padrão), a função na biblioteca pré-carregada terá precedência. Isso é conhecido como “interposição de função”.

A pré-alocação de biblioteca tem muitos usos legítimos, incluindo:

• Depuração e Criação de Perfis: Os desenvolvedores podem usar a pré-alocação de biblioteca para interpor funções como malloc e free para rastrear a alocação de memória, detectar vazamentos de memória e analisar o desempenho do programa.
• Teste: A pré-alocação de biblioteca pode ser usada para substituir funções de biblioteca por versões simuladas para fins de teste. Isso permite que os desenvolvedores testem seu código em um ambiente controlado sem a necessidade de hardware ou software especializado.
• Personalização: A pré-alocação de biblioteca pode ser usada para estender ou modificar o comportamento de programas existentes sem modificar seu código-fonte. Por exemplo, um usuário pode pré-carregar uma biblioteca que adiciona novos recursos a um programa ou altera sua aparência.

Como Funciona o Ataque com LD_PRELOAD

1. Substituição de Funções Críticas

O carregador dinâmico do Linux, normalmente ld.so, verifica a variável de ambiente LD_PRELOAD sempre que um processo dinâmico é iniciado. Se a variável apontar para uma biblioteca compartilhada (.so), o carregador a injeta antes das bibliotecas padrão. Isso permite ao atacante:

• Redefinir funções como open(), read(), write(), connect(), execve().
• Interceptar chamadas de sistema e implementar lógica maliciosa.
• Alterar o comportamento de programas sem modificar seu código original.

2. Persistência Baseada no Ambiente

Um atacante que obtenha acesso ao ambiente do usuário pode configurar LD_PRELOAD em:

• ~/.bashrc
• ~/.profile
• Serviços de inicialização como systemd.
• Scripts de login.

Com isso, qualquer execução posterior de binários ficará automaticamente infectada pela biblioteca maliciosa.

3. Escalonamento de Privilégios Silencioso

Se uma aplicação executada com permissões elevadas for influenciada pelo ambiente do usuário, o atacante pode explorar essa brecha para escalar privilégios. Por esse motivo, executáveis com bit setuid ignoram LD_PRELOAD por padrão, embora existam variações de ataque envolvendo wrappers ou falhas de configuração.

4. Evasão de Detecção

A pré-alocação de biblioteca é discreta, porque:

• Não altera arquivos executáveis.
• Não instala módulos no kernel.
• Não exige manipulação de memória no processo alvo.
• A biblioteca maliciosa pode se autodestruir após carregar, reduzindo rastros.

Ataques avançados usam nomeação semelhante a bibliotecas legítimas ou carregamento condicional, limitado a processos específicos.

Impacto dos Ataques com LD_PRELOAD

• Roubo de informações, interceptando credenciais, dados de rede ou arquivos acessados.
• Alteração silenciosa de resultados, por exemplo, modificando comandos ou respostas de APIs.
• Persistência furtiva, difícil de identificar em logs e auditorias tradicionais.
• Manipulação de transações, especialmente em ambientes corporativos ou financeiros.
• Comprometimento de toda a sessão do usuário, que passa a executar binários adulterados

Recomendações Práticas para Defesa

1. Verificar e limpar variáveis de ambiente

Use ferramentas de auditoria ou scripts de conformidade para inspecionar variáveis críticas como:

printenv | grep LD_PRELOAD

Além disso, garanta que serviços não recebam variáveis de ambiente manipuláveis por usuários sem privilégio.

2. Bloquear LD_PRELOAD em Aplicações Sensíveis

Configure serviços e processos críticos para ignorar variáveis de ambiente herdadas. Por exemplo, no systemd:

Environment="LD_PRELOAD="

Em aplicações próprias, chame funções de sanitização como clearenv().

3. Monitorar Bibliotecas Carregadas

Ferramentas como ldd, lsof e strace ajudam a identificar injeção anômala de .so:

LD_DEBUG=libs <aplicação>

4. Integridade de Arquivos e Diretórios

Mantenha monitoramento de integridade (FIM) para caminhos como:

• /usr/lib/
• /lib64/
• Diretórios pessoais de usuários.

5. Hardening de Ambiente e Políticas de Execução

• Usar SELinux ou AppArmor para restringir carregamento dinâmico.
• Montar diretórios de usuários com noexec.
• Restringir permissões de gravação para locais onde bibliotecas podem ser carregadas.

Conclusão

A pré-alocação de biblioteca é uma faca de dois gumes. É uma ferramenta poderosa que pode ser usada para depuração, teste e personalização, mas também pode ser abusada por invasores para comprometer a segurança de um sistema. Ao entender como a pré-alocação de biblioteca funciona e ao implementar as mitigações apropriadas, as organizações podem aproveitar os benefícios dessa técnica enquanto minimizam os riscos.

Como a [CYLO] pode ajudar

A plataforma da CYLO oferece visibilidade e automação para detectar este tipo de ataque, por exemplo:

• Identificação de comportamentos anômalos em processos, como funções substituídas ou bibliotecas carregadas fora do padrão.
• Monitoramento contínuo de integridade de arquivos, permitindo detectar bibliotecas maliciosas.
• Alertas baseados em comportamento, que identificam atividades de injeção e pré-carregamento sem depender apenas de assinaturas.
• Integração com Cortex XSIAM para resposta automatizada, isolando processos suspeitos ou revertendo alterações no ambiente.

A abordagem da CYLO auxilia na detecção precoce e na mitigação rápida destes ataques, protegendo ambientes corporativos mesmo diante de técnicas stealth como LD_PRELOAD.

Referências

[1] Baeldung. (2024). What Is the LD_PRELOAD Trick?. Baeldung. https://www.baeldung.com/linux/ld_preload-trick-what-is

[2] Stack Overflow. (2009). What is the LD_PRELOAD trick?. Stack Overflow. https://stackoverflow.com/questions/426230/what-is-the-ld-preload-trick

[3] man7.org. (n.d.). ld.so(8) – Linux manual page. man7.org. https://man7.org/linux/man-pages/man8/ld.so.8.html