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迴避型惡意軟體已超越傳統基於虛擬機的偵測能力

惡意軟體如今不僅能躲避偵測,還會研究那些專門用來捕捉它的工具。
作者: OPSWAT 發布
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越來越多的迴避型惡意軟體被設計成能夠偵測並繞過傳統的沙箱環境,導致資安團隊無法完全信任其檢測結果。 廣為使用的 Node.js 沙箱庫 vm2近期曝出一個關鍵漏洞,其風險遠不止於單一軟體。此漏洞編號為CVE-2026-22709,最高 CVSS 分數為 10.0,成因在於 Promise 原型處理過程中的回調函式消毒機制不完善。攻擊者可藉此完全突破沙箱,並在底層主機系統上執行任意指令。

這個漏洞再次提醒我們,隔離措施的強韌程度取決於其建構的架構。攻擊者早已深諳此道,這也是為何如今多數隱蔽型威脅在採取可疑行動前,都會先探測環境。他們會檢查虛擬機器(VM)的痕跡、延遲執行、檢視地理位置,或等待特定使用者互動,所有這些舉措都是為了在觸及真正目標之前,先觸發「無害」的判定結果。

問題在於,您的沙箱能否迫使這些程式最終露出真面目。本文將深入剖析沙箱規避技術的運作原理、傳統方法為何難以應對,以及指令級模擬如何提供更可靠的解決方案。

惡意軟體如何偵測Sandbox

企業資安團隊每天都要處理海量的檔案,從電子郵件附件和修補程式更新,到受管檔案傳輸及第三方整合服務皆然。惡意檔案的偽裝手法日益精進,足以讓它們在關鍵時刻與合法檔案難以區分。

隱蔽型惡意軟體的設計旨在於自動化分析環境中表現得無害,並僅在真實終端設備上才顯露其真實意圖。常見的技術包括:

  • 在執行任何惡意邏輯之前,會檢查是否存在虛擬機器殘留物、除錯器或沙箱專用的登錄檔鍵值
  • 因長時間休眠及延遲執行迴圈所導致的執行延遲,其持續時間超過了典型的沙箱分析時窗
  • 基於地區設定檢查來決定是否傳送有效載荷,但此類地區設定檢查或系統配置在分析環境中通常並不存在
  • 混淆打包或對多階段有效載荷進行混淆處理,使第一階段看似無害,而惡意行為則在稍後才顯現

安全團隊無法手動調查每個被標記的檔案,因此自動化判定會驅動自動化決策:封鎖或允許、隔離或釋放、升級處理或駁回。當沙箱被欺騙時,它不僅僅是漏判了一個威脅。它還會發出「安全無虞」的判定,而後續處理流程會信任這個判定。這種錯誤的信任,往往比偵測漏洞本身更為危險。

基於虛擬機的沙箱正逐漸被先進的規避技術所取代

基於虛擬機的沙箱會在隔離環境中執行可疑檔案,並觀察其行為。然而,大量文獻指出,進階惡意軟體能夠識別此類環境,並會暫緩惡意行為,直到抵達真實目標為止。

基於虛擬機的沙箱存在結構性限制,這些限制會影響速度、規模和安全性:

  • 防虛擬機檢測、防除錯技術以及基於時間的延遲機制,可使惡意軟體在整個分析期間保持休眠狀態
  • 啟動和關閉虛擬機器會在大量檔案的工作流程中造成瓶頸
  • 正如 vm2 事件所清楚顯示的,當沙箱依賴共用執行環境或可識別的虛擬環境時,它便會繼承該環境所帶有的任何弱點

一個真實世界的Supply Chain 情境

試想一個透過可信賴供應商入口網站推送的例行韌體更新。它通過了多重掃描,在沙箱測試中未被偵測到任何可疑行為,並獲准部署至各運維技術系統。然而,沙箱未能察覺安裝程式內嵌了一個休眠的載入器——該載入器會檢查虛擬機器的相關痕跡,一旦發現便在分析過程中保持靜默。但在真實系統上,它會執行。

這並非最壞的情況。這僅僅反映了日益增多的供應鏈攻擊與邊界攻擊的運作模式,這些攻擊正是利用了沙箱所觀察到的內容與目標終端上實際發生的情況之間的落差。要彌合這道鴻溝,必須對檔案分析的方式採取根本不同的方法。

基於模擬技術的沙箱機制迫使惡意軟體暴露行蹤

指令層級模擬透過徹底移除可識別的執行環境,來解決這個核心問題。它不再將可疑檔案置於惡意軟體能夠辨識指紋的虛擬機器中執行,而是直接在指令層級模擬 CPU 與作業系統的執行過程。反虛擬機器檢測機制因此找不到任何可觸發的目標,計時延遲也隨之耗盡。而惡意軟體在發現沒有理由繼續休眠的情況下,便會在受監控的狀態下執行其完整的有效載荷。

這就是OPSWAT 的 Adaptive Sandbox 技術的核心原理。該技術運作於規避技術生效的層級之下,透過設計而非設定來繞過這些技術。

傳統虛擬機器沙箱與Adaptive Sandbox

Sandbox傳統的基於虛擬機的Sandbox
Adaptive Sandbox 自適應性沙箱
防虛擬機器規避能力有限 – 可被惡意軟體偵測透過指令層級的設計,成功挫敗了各種規避嘗試
傳輸量受虛擬機器啟動與關閉程序所造成的瓶頸每台伺服器每天處理超過 25,000 次分析
多階段有效載荷偵測部分——迴避階段可能不會觸發無論條件如何,均強制執行
部署靈活性通常為雲端或本地部署Cloud、本地部署、混合式及物理隔離
共享攻擊面風險繼承自主機執行階段或虛擬機器層因建築結構的分隔而被排除
IOC 提取深度取決於可觀察的行為900 多個行為指標,深度 IOC 提取

根據Filescan.io的效能測試,相較於傳統沙箱方法,此方法每天能產生多出 48% 的高可信度判定結果,以及多出 224% 的指標(IOC)。這直接反映出先前有多少惡意行為未能被偵測到。

由於該引擎具備輕量級且確定性的特點,因此不僅能用於事後分析,亦可直接部署於處理流程中。這使其在電子郵件閘道、網頁上傳管道以及受管檔案傳輸工作流程中具有實用價值,因為在這些場景中,傳統基於虛擬機的沙箱因資源消耗過高,難以實現即時運作。

從檔案提交到可操作的情報

「Adaptive Sandbox 」Sandbox 循三個結構化的階段Sandbox ,旨在逐步揭露檔案所隱藏的內容。在每個階段,它都會針對單次掃描分析可能忽略的規避技術進行處理:

  1. 深度結構分析會對 120 多種檔案類型進行靜態檢查,在動態執行開始之前,先提取其中的嵌入式內容、腳本、巨集及外殼程式碼。
  2. Adaptive 分析透過模擬 CPU、作業系統及應用程式的行為,以觸發執行路徑、繞過反分析檢查,並揭露隱藏的多階段有效載荷。
  3. IOC 提取與報告功能會產生結構化輸出,其中包含行為指標、網路痕跡及配置資料,以便匯出至 SIEM、SOAR、MISP 及 STIX 工作流程。

透過Adaptive 提升零日漏洞偵測能力

Adaptive OPSWAT 統一零日漏洞偵測解決方案MetaDefender 內建的四大整合偵測層之一。單靠沙箱雖能解答關於檔案行為的重要問題,但具有隱蔽性的惡意軟體已清楚表明,單一技術並不足夠。

MetaDefender 正是基於這一現實而打造,結合了四個防護層,每個層級皆針對其他層級無法獨立完全覆蓋的盲點進行補強。其結果是針對每個檔案提供單一且可信的判定結果,不僅能實現 99.9% 的零日漏洞偵測效能,同時也不會拖慢企業工作流程所依賴的檔案傳輸速度。

四層零日漏洞偵測流程

功能
威脅聲譽比對 50B+ 個雜湊值、IP 位址及網域,以追溯已知威脅的來源
Adaptive透過模擬執行來揭露隱藏行為與多階段載荷,並將新發現的指標(IOC)傳送至威脅聲譽引擎
威脅評分將沙箱結果、聲譽資料及行為指標整合為單一風險評分
機器學習相似度搜尋識別惡意軟體變種、攻擊活動之間的關聯性,以及共用的基礎設施

從Sandbox 到人工智慧驅動的執行前偵測

MetaDefender 內所有經沙箱驗證的零日漏洞發現,都會被導入Predictive Alin AI 的訓練流程。Predictive Alin AI 是一款執行前零日漏洞偵測引擎,能在惡意程式觸發之前預測其惡意意圖。每項經確認的威脅,都能強化該模型的偵測能力,使其能在檔案進入沙箱階段之前,更早地攔截下一個威脅。

這在深度行為分析與預執行預測偵測之間建立了一個持續的回饋循環。沙箱能揭露簽名偵測漏網之處,而這些發現將用於訓練預測模型,進而讓該模型在邊界處攔截下一代威脅。

深入洞察難以察覺的威脅

傳統的虛擬機器(VM)沙箱是針對已不復存在的威脅環境所設計的。專門為躲避分析而設計的惡意軟體,能夠識別其特徵、拖延其運作,甚至繞過其防禦機制。

指令層級的模擬技術徹底改變了局面。透過在迴避技術無法發揮作用的層級之下運作,Adaptive Sandbox 惡意軟體完整執行,並將已確認的發現結果導入偵測管道,使偵測準確度隨時間推移而提升。因為在面對檔案型威脅時,採用何種沙箱技術與是否使用沙箱同樣重要。

若貴組織處理高風險的檔案傳輸,且需要能與先進的規避技術同步的深度檢測,請諮詢OPSWAT 了解MetaDefender 指令級模擬功能如何強化貴組織的安全防禦能力。


常見問題

什麼是沙箱逃脫漏洞?

當惡意程式碼突破其隔離的執行環境,並在底層主機系統上運行時,便會發生沙箱逃逸。近期出現的 vm2 漏洞(CVE-2026-22709)便是個例子,它揭示了基於共用執行環境建構的沙箱,如何會繼承其所依賴環境的弱點。

隱蔽型惡意軟體是如何偵測虛擬機器的?

迴避型惡意軟體會偵測其運作環境中是否存在虛擬機器相關跡象,例如特定的登錄檔金鑰、除錯器追蹤記錄、硬體識別碼、時間異常,以及其他通常與沙箱環境相關的指標。當這些指標出現時,惡意軟體可能會抑制或延遲其惡意行為,導致沙箱返回「無害」的判定結果,而後續的安全工作流程可能會採信此結果。

在惡意軟體分析中,何謂指令層級模擬?

指令級模擬相較於傳統基於虛擬機的沙箱技術,能在更底層的層級模擬 CPU 與作業系統的行為。透過移除惡意軟體常用來偵測虛擬化分析環境的許多痕跡,此技術能揭露原本會處於休眠狀態的行為,並提升對隱藏有效載荷執行的可視性。

自適應沙箱與傳統的基於虛擬機的沙箱有何不同?

傳統的虛擬機器(VM)沙箱會在虛擬化環境中執行檔案,而現代惡意軟體往往能夠識別並規避此類環境。Adaptive 採用指令級模擬,在更底層的層級分析執行路徑,有助於揭露那些在傳統虛擬機器分析中可能被忽略的反虛擬機器檢測機制、時序延遲以及多階段行為。

MetaDefender 會分析哪些檔案類型?

MetaDefender 支援對 50 多種檔案類型的分析,包括可執行檔、腳本、壓縮檔、安裝程式及修補檔。如此廣泛的涵蓋範圍,使其非常適合需要對軟體套件、電子郵件附件,以及營運或供應鏈更新等檔案進行深入檢查的環境。

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