memory-forensics

メモリフォレンジック

インシデント対応やマルウェア分析のために、メモリダンプを取得、分析し、アーティファクトを抽出する包括的な手法です。

このスキルを使用する場面

• メモリフォレンジックのタスクやワークフローに取り組む場合
• メモリフォレンジックに関するガイダンス、ベストプラクティス、チェックリストが必要な場合

このスキルを使用しない場面

• タスクがメモリフォレンジックに関係しない場合
• この範囲外の別の分野やツールが必要な場合

手順

• 目標、制約、必要な入力を明確にします。
• 関連するベストプラクティスを適用し、結果を検証します。
• 実行可能な手順と検証方法を提示します。

メモリ取得

収集前に、対象のホスト／VMと機微なメモリの取得について、明確な許可を得ていることを確認します。ダンプにはパスワード、秘密鍵、個人記録が含まれる可能性があります。暗号化し、アクセスを制限して保管し、原本のハッシュを取得し、ツール／バージョン／時刻と証拠保管の連鎖を記録して、オフラインでコピーを分析してください。明示的な開示権限なしに、ダンプや認証情報の出力を外部サービスにアップロードしないでください。認証情報抽出プラグインの使用は、通常のトリアージとは別の機微な手順です。

取得によって、稼働中のシステムが一時停止したりクラッシュしたり、状態が変化したりする可能性があります。信頼できる OS 対応ツールを使用し、出力先の容量を確認して、取得が完全であることを記録してください。/dev/mem は制限されていることが多く、/proc/kcore はスパースな仮想ビューであり、検証済みの物理メモリ取得の代替として汎用的に使えるものではありません。古い macOS ツールは、対象のハードウェア／OSに対応していない場合があります。ここに記載する取得コマンドに、どのような状況でも安全なものはありません。

ライブ取得ツール

Windows

# WinPmem (Recommended)
winpmem_mini_x64.exe memory.raw

# DumpIt
DumpIt.exe

# Belkasoft RAM Capturer
# GUI-based, outputs raw format

# Magnet RAM Capture
# GUI-based, outputs raw format

Linux

# LiME (Linux Memory Extractor)
sudo insmod lime.ko "path=/tmp/memory.lime format=lime"

# /dev/mem (limited, requires permissions)
sudo dd if=/dev/mem of=memory.raw bs=1M

# /proc/kcore (ELF format)
sudo cp /proc/kcore memory.elf

macOS

# osxpmem
sudo ./osxpmem -o memory.raw

# MacQuisition (commercial)

仮想マシンのメモリ

# VMware: .vmem file is raw memory
cp vm.vmem memory.raw

# VirtualBox: Use debug console
vboxmanage debugvm "VMName" dumpvmcore --filename memory.elf

# QEMU
virsh dump <domain> memory.raw --memory-only

# Hyper-V
# Checkpoint contains memory state

Volatility 3 フレームワーク

インストールされているバージョンのヘルプを使って、利用可能なプラグインとそのオプションを確認してください。以下の名前には、古いバージョン固有のものもあります。Volatility 2 のすべてのプラグインやダンプフラグが Volatility 3 にあるとは限らないため、あるものと決めつけないでください。構造のスニペットは概念的なものであり、OS のビルドによって異なります。YARA の一致、プロセスリストの差異、実行可能メモリは、他の情報と照合すべき手がかりであり、それだけでマルウェアの証明にはなりません。

インストールとセットアップ

# Install Volatility 3
pip install volatility3

# Install symbol tables (Windows)
# Download from https://downloads.volatilityfoundation.org/volatility3/symbols/

# Basic usage
vol -f memory.raw <plugin>

# With symbol path
vol -f memory.raw -s /path/to/symbols windows.pslist

基本プラグイン

プロセス分析

# List processes
vol -f memory.raw windows.pslist

# Process tree (parent-child relationships)
vol -f memory.raw windows.pstree

# Hidden process detection
vol -f memory.raw windows.psscan

# Process memory dumps
vol -f memory.raw windows.memmap --pid <PID> --dump

# Process environment variables
vol -f memory.raw windows.envars --pid <PID>

# Command line arguments
vol -f memory.raw windows.cmdline

ネットワーク分析

# Network connections
vol -f memory.raw windows.netscan

# Network connection state
vol -f memory.raw windows.netstat

DLL とモジュールの分析

# Loaded DLLs per process
vol -f memory.raw windows.dlllist --pid <PID>

# Find hidden/injected DLLs
vol -f memory.raw windows.ldrmodules

# Kernel modules
vol -f memory.raw windows.modules

# Module dumps
vol -f memory.raw windows.moddump --pid <PID>

メモリインジェクションの検出

# Detect code injection
vol -f memory.raw windows.malfind

# VAD (Virtual Address Descriptor) analysis
vol -f memory.raw windows.vadinfo --pid <PID>

# Dump suspicious memory regions
vol -f memory.raw windows.vadyarascan --yara-rules rules.yar

レジストリ分析

# List registry hives
vol -f memory.raw windows.registry.hivelist

# Print registry key
vol -f memory.raw windows.registry.printkey --key "Software\Microsoft\Windows\CurrentVersion\Run"

# Dump registry hive
vol -f memory.raw windows.registry.hivescan --dump

ファイルシステムのアーティファクト

# Scan for file objects
vol -f memory.raw windows.filescan

# Dump files from memory
vol -f memory.raw windows.dumpfiles --pid <PID>

# MFT analysis
vol -f memory.raw windows.mftscan

Linux の分析

# Process listing
vol -f memory.raw linux.pslist

# Process tree
vol -f memory.raw linux.pstree

# Bash history
vol -f memory.raw linux.bash

# Network connections
vol -f memory.raw linux.sockstat

# Loaded kernel modules
vol -f memory.raw linux.lsmod

# Mount points
vol -f memory.raw linux.mount

# Environment variables
vol -f memory.raw linux.envars

macOS の分析

# Process listing
vol -f memory.raw mac.pslist

# Process tree
vol -f memory.raw mac.pstree

# Network connections
vol -f memory.raw mac.netstat

# Kernel extensions
vol -f memory.raw mac.lsmod

分析ワークフロー

マルウェア分析ワークフロー

# 1. Initial process survey
vol -f memory.raw windows.pstree > processes.txt
vol -f memory.raw windows.pslist > pslist.txt

# 2. Network connections
vol -f memory.raw windows.netscan > network.txt

# 3. Detect injection
vol -f memory.raw windows.malfind > malfind.txt

# 4. Analyze suspicious processes
vol -f memory.raw windows.dlllist --pid <PID>
vol -f memory.raw windows.handles --pid <PID>

# 5. Dump suspicious executables
vol -f memory.raw windows.pslist --pid <PID> --dump

# 6. Extract strings from dumps
strings -a pid.<PID>.exe > strings.txt

# 7. YARA scanning
vol -f memory.raw windows.yarascan --yara-rules malware.yar

インシデント対応ワークフロー

# 1. Timeline of events
vol -f memory.raw windows.timeliner > timeline.csv

# 2. User activity
vol -f memory.raw windows.cmdline
vol -f memory.raw windows.consoles

# 3. Persistence mechanisms
vol -f memory.raw windows.registry.printkey \
    --key "Software\Microsoft\Windows\CurrentVersion\Run"

# 4. Services
vol -f memory.raw windows.svcscan

# 5. Scheduled tasks
vol -f memory.raw windows.scheduled_tasks

# 6. Recent files
vol -f memory.raw windows.filescan | grep -i "recent"

データ構造

Windows のプロセス構造

// EPROCESS (Executive Process)
typedef struct _EPROCESS {
    KPROCESS Pcb;                    // Kernel process block
    EX_PUSH_LOCK ProcessLock;
    LARGE_INTEGER CreateTime;
    LARGE_INTEGER ExitTime;
    // ...
    LIST_ENTRY ActiveProcessLinks;   // Doubly-linked list
    ULONG_PTR UniqueProcessId;       // PID
    // ...
    PEB* Peb;                        // Process Environment Block
    // ...
} EPROCESS;

// PEB (Process Environment Block)
typedef struct _PEB {
    BOOLEAN InheritedAddressSpace;
    BOOLEAN ReadImageFileExecOptions;
    BOOLEAN BeingDebugged;           // Anti-debug check
    // ...
    PVOID ImageBaseAddress;          // Base address of executable
    PPEB_LDR_DATA Ldr;              // Loader data (DLL list)
    PRTL_USER_PROCESS_PARAMETERS ProcessParameters;
    // ...
} PEB;

VAD（仮想アドレス記述子）

typedef struct _MMVAD {
    MMVAD_SHORT Core;
    union {
        ULONG LongFlags;
        MMVAD_FLAGS VadFlags;
    } u;
    // ...
    PVOID FirstPrototypePte;
    PVOID LastContiguousPte;
    // ...
    PFILE_OBJECT FileObject;
} MMVAD;

// Memory protection flags
#define PAGE_EXECUTE           0x10
#define PAGE_EXECUTE_READ      0x20
#define PAGE_EXECUTE_READWRITE 0x40
#define PAGE_EXECUTE_WRITECOPY 0x80

検出パターン

プロセスインジェクションの兆候

# Malfind indicators
# - PAGE_EXECUTE_READWRITE protection (suspicious)
# - MZ header in non-image VAD region
# - Shellcode patterns at allocation start

# Common injection techniques
# 1. Classic DLL Injection
#    - VirtualAllocEx + WriteProcessMemory + CreateRemoteThread

# 2. Process Hollowing
#    - CreateProcess (SUSPENDED) + NtUnmapViewOfSection + WriteProcessMemory

# 3. APC Injection
#    - QueueUserAPC targeting alertable threads

# 4. Thread Execution Hijacking
#    - SuspendThread + SetThreadContext + ResumeThread

ルートキットの検出

# Compare process lists
vol -f memory.raw windows.pslist > pslist.txt
vol -f memory.raw windows.psscan > psscan.txt
diff pslist.txt psscan.txt  # Hidden processes

# Check for DKOM (Direct Kernel Object Manipulation)
vol -f memory.raw windows.callbacks

# Detect hooked functions
vol -f memory.raw windows.ssdt  # System Service Descriptor Table

# Driver analysis
vol -f memory.raw windows.driverscan
vol -f memory.raw windows.driverirp

認証情報の抽出

# Dump hashes (requires hivelist first)
vol -f memory.raw windows.hashdump

# LSA secrets
vol -f memory.raw windows.lsadump

# Cached domain credentials
vol -f memory.raw windows.cachedump

# Mimikatz-style extraction
# Requires specific plugins/tools

YARA 連携

メモリ用 YARA ルールの作成

rule Suspicious_Injection
{
    meta:
        description = "Detects common injection shellcode"

    strings:
        // Common shellcode patterns
        $mz = { 4D 5A }
        $shellcode1 = { 55 8B EC 83 EC }  // Function prologue
        $api_hash = { 68 ?? ?? ?? ?? 68 ?? ?? ?? ?? E8 }  // Push hash, call

    condition:
        $mz at 0 or any of ($shellcode*)
}

rule Cobalt_Strike_Beacon
{
    meta:
        description = "Detects Cobalt Strike beacon in memory"

    strings:
        $config = { 00 01 00 01 00 02 }
        $sleep = "sleeptime"
        $beacon = "%s (admin)" wide

    condition:
        2 of them
}

メモリのスキャン

# Scan all process memory
vol -f memory.raw windows.yarascan --yara-rules rules.yar

# Scan specific process
vol -f memory.raw windows.yarascan --yara-rules rules.yar --pid 1234

# Scan kernel memory
vol -f memory.raw windows.yarascan --yara-rules rules.yar --kernel

文字列分析

文字列の抽出

# Basic string extraction
strings -a memory.raw > all_strings.txt

# Unicode strings
strings -el memory.raw >> all_strings.txt

# Targeted extraction from process dump
vol -f memory.raw windows.memmap --pid 1234 --dump
strings -a pid.1234.dmp > process_strings.txt

# Pattern matching
grep -E "(https?://|[0-9]{1,3}\.[0-9]{1,3}\.[0-9]{1,3}\.[0-9]{1,3})" all_strings.txt

難読化された文字列向けの FLOSS

# FLOSS extracts obfuscated strings
floss malware.exe > floss_output.txt

# From memory dump
floss pid.1234.dmp

ベストプラクティス

取得時のベストプラクティス

1. フットプリントを最小限にする：軽量な取得ツールを使用します
2. すべてを記録する：取得時刻、ツール、取得データのハッシュを記録します
3. 完全性を検証する：取得直後にメモリダンプのハッシュを取得します
4. 証拠保管の連鎖：適切なフォレンジック取り扱いを維持します

分析時のベストプラクティス

1. 広い視点から始める：詳細な分析に入る前に概要を把握します
2. 相互参照する：同じデータに対して複数のプラグインを使用します
3. タイムラインを照合する：メモリから得た所見をディスク／ネットワークの情報と照合します
4. 所見を記録する：詳細なメモやスクリーンショットを残します
5. 結果を検証する：複数の方法で所見を確認します

よくある落とし穴

• 古いデータ：メモリは揮発性があるため、速やかに分析します
• 不完全なダンプ：ダンプのサイズが想定される RAM の容量と一致することを確認します
• シンボルの問題：OS バージョンに適したシンボルファイルを使用します
• スミア：取得中にメモリが変化する可能性があります
• 暗号化：一部のデータはメモリ内で暗号化されている可能性があります

制限事項

• このスキルは、タスクが上記のスコープに明確に一致する場合にのみ使用してください。
• 出力を、環境固有の検証、テスト、専門家によるレビューの代替として扱わないでください。
• 必要な入力、権限、安全境界、成功基準が欠けている場合は、作業を中断して確認を求めてください。