预取文件执行历史分析 是做什么的?
何时使用
- 当需要确定 Windows 系统上执行了哪些程序及执行时间时
- 在恶意软件调查中,确认可疑二进制文件是否运行
- 构建事件期间应用程序使用的时间线
- 将程序执行与其他取证构件进行关联
- 识别运行过的反取证工具或未经授权的软件
前置条件
- 从取证镜像中访问 Windows 预取目录(C:\Windows\Prefetch\)
- PECmd(Eric Zimmerman)、WinPrefetchView 或 python-prefetch 解析器
- 了解预取文件格式(版本 17、23、26、30)
- 启用了预取的 Windows 系统(客户端操作系统默认启用,服务器禁用)
- 了解预取命名约定(APPNAME-HASH.pf)
工作流程
步骤 1:从取证镜像中提取预取文件
# 挂载取证镜像
mount -o ro,loop,offset=$((2048*512)) /cases/case-2024-001/images/evidence.dd /mnt/evidence
# 复制所有预取文件
mkdir -p /cases/case-2024-001/prefetch/
cp /mnt/evidence/Windows/Prefetch/*.pf /cases/case-2024-001/prefetch/
# 统计和列出预取文件
ls -la /cases/case-2024-001/prefetch/ | wc -l
ls -la /cases/case-2024-001/prefetch/ | head -30
# 为所有预取文件计算哈希以确保完整性
sha256sum /cases/case-2024-001/prefetch/*.pf > /cases/case-2024-001/prefetch/pf_hashes.txt
# 注意:预取文件名格式为 EXECUTABLE_NAME-XXXXXXXX.pf
# 哈希值(XXXXXXXX)基于可执行文件路径计算
# 不同路径下的同一可执行文件会产生不同的预取文件
步骤 2:使用 PECmd 解析预取文件
# 使用 Eric Zimmerman 的 PECmd(Windows 上,或 Linux 上通过 Mono/Wine)
# 从 https://ericzimmerman.github.io/ 下载
# 解析单个预取文件
PECmd.exe -f "C:\cases\prefetch\POWERSHELL.EXE-A]B2C3D4.pf"
# 解析所有预取文件并输出为 CSV
PECmd.exe -d "C:\cases\prefetch\" --csv "C:\cases\analysis\" --csvf prefetch_results.csv
# 解析并以 JSON 格式输出
PECmd.exe -d "C:\cases\prefetch\" --json "C:\cases\analysis\" --jsonf prefetch_results.json
# 每个文件的输出包括:
# - 可执行文件名称和路径
# - 运行次数
# - 最后运行时间(Windows 10 中最多 8 个时间戳)
# - 执行期间引用的文件和目录
# - 卷信息(序列号、创建日期)
# - 预取文件创建时间
步骤 3:在 Linux 环境下使用 Python 解析
pip install prefetch
python3 << 'PYEOF'
import os
import json
from datetime import datetime
# 使用 python 解析预取文件
import struct
def parse_prefetch(filepath):
"""解析 Windows 预取文件。"""
with open(filepath, 'rb') as f:
data = f.read()
# 检查 MAM 压缩格式(Windows 10)
if data[:4] == b'MAM\x04':
import lznt1 # 或使用 DecompressBuffer
# Windows 10 预取文件是压缩的
print(f" [已压缩的 Win10 格式 - 请使用 PECmd 进行完整解析]")
return None
# 版本 17 (XP)、23 (Vista/7)、26 (8.1)、30 (10)
version = struct.unpack('<I', data[0:4])[0]
signature = data[4:8]
if signature != b'SCCA':
print(f" 无效的预取签名")
return None
file_size = struct.unpack('<I', data[8:12])[0]
exec_name = data[16:76].decode('utf-16-le').strip('\x00')
run_count = struct.unpack('<I', data[208:212])[0] if version >= 23 else struct.unpack('<I', data[144:148])[0]
result = {
'version': version,
'executable': exec_name,
'file_size': file_size,
'run_count': run_count,
}
# 提取最后执行时间戳
if version == 23: # Vista/7 - 1 个时间戳
ts = struct.unpack('<Q', data[128:136])[0]
result['last_run'] = filetime_to_datetime(ts)
elif version >= 26: # Win8+ - 最多 8 个时间戳
timestamps = []
for i in range(8):
ts = struct.unpack('<Q', data[128+i*8:136+i*8])[0]
if ts > 0:
timestamps.append(filetime_to_datetime(ts))
result['last_run_times'] = timestamps
return result
def filetime_to_datetime(ft):
"""将 Windows FILETIME 转换为日期时间字符串。"""
if ft == 0:
return None
timestamp = (ft - 116444736000000000) / 10000000
try:
return datetime.utcfromtimestamp(timestamp).strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S UTC')
except (OSError, ValueError):
return None
# 处理所有预取文件
prefetch_dir = '/cases/case-2024-001/prefetch/'
results = []
for filename in sorted(os.listdir(prefetch_dir)):
if filename.lower().endswith('.pf'):
filepath = os.path.join(prefetch_dir, filename)
print(f"\n=== {filename} ===")
result = parse_prefetch(filepath)
if result:
print(f" 可执行文件: {result['executable']}")
print(f" 运行次数: {result['run_count']}")
if 'last_run' in result:
print(f" 最后运行: {result['last_run']}")
elif 'last_run_times' in result:
for i, ts in enumerate(result['last_run_times']):
print(f" 运行时间 {i+1}: {ts}")
results.append(result)
# 保存结果
with open('/cases/case-2024-001/analysis/prefetch_analysis.json', 'w') as f:
json.dump(results, f, indent=2)
PYEOF
步骤 4:识别可疑执行证据
# 搜索预取文件中已知的恶意工具名称
ls /cases/case-2024-001/prefetch/ | grep -iE \
'(MIMIKATZ|PSEXEC|WMIC|COBALT|BEACON|PWDUMP|PROCDUMP|LAZAGNE|RUBEUS|BLOODHOUND|SHARPHOUND|CERTUTIL|BITSADMIN)'
# 搜索脚本解释器(潜在恶意执行)
ls /cases/case-2024-001/prefetch/ | grep -iE \
'(POWERSHELL|CMD\.EXE|WSCRIPT|CSCRIPT|MSHTA|REGSVR32|RUNDLL32|MSIEXEC)'
# 搜索远程访问工具
ls /cases/case-2024-001/prefetch/ | grep -iE \
'(TEAMVIEWER|ANYDESK|LOGMEIN|VNC|SPLASHTOP|SCREENCONNECT|AMMYY)'
# 搜索数据外泄工具
ls /cases/case-2024-001/prefetch/ | grep -iE \
'(RAR|7Z|ZIP|RCLONE|MEGA|DROPBOX|ONEDRIVE|GDRIVE|FTP|CURL|WGET)'
# 查找最近创建的预取文件(最新运行的可执行文件)
ls -lt /cases/case-2024-001/prefetch/ | head -20
# 与 Shimcache 和 Amcache 交叉验证
# 预取文件存在 = 程序至少运行了一次
步骤 5:构建执行时间线
# 从预取数据创建时间线
python3 << 'PYEOF'
import json
import csv
with open('/cases/case-2024-001/analysis/prefetch_analysis.json') as f:
data = json.load(f)
timeline = []
for entry in data:
if 'last_run_times' in entry:
for ts in entry['last_run_times']:
if ts:
timeline.append({
'timestamp': ts,
'executable': entry['executable'],
'run_count': entry['run_count'],
'source': 'Prefetch'
})
elif 'last_run' in entry and entry['last_run']:
timeline.append({
'timestamp': entry['last_run'],
'executable': entry['executable'],
'run_count': entry['run_count'],
'source': 'Prefetch'
})
# 按时间顺序排序
timeline.sort(key=lambda x: x['timestamp'])
# 写入时间线 CSV 文件
with open('/cases/case-2024-001/analysis/execution_timeline.csv', 'w', newline='') as f:
writer = csv.DictWriter(f, fieldnames=['timestamp', 'executable', 'run_count', 'source'])
writer.writeheader()
writer.writerows(timeline)
# 打印可疑时间窗口内的记录
for entry in timeline:
if '2024-01-15' in entry['timestamp'] or '2024-01-16' in entry['timestamp']:
print(f" {entry['timestamp']} | {entry['executable']} (x{entry['run_count']})")
PYEOF
关键概念
| 概念 | 描述 |
|---|---|
| 预取 | Windows 性能优化,预加载应用程序数据并跟踪执行 |
| SCCA 签名 | 标识有效预取文件的魔法字节 |
| 路径哈希 | 基于可执行文件路径的 CRC 哈希,构成 .pf 文件名的一部分 |
| 运行次数 | 可执行文件启动的次数(可能溢出) |
| 最后运行时间戳 | Windows 8+ 存储最多 8 个最近的执行时间戳 |
| 引用的文件 | 执行前 10 秒内访问的文件和目录列表 |
| 卷信息 | 标识源卷的驱动器序列号和创建日期 |
| MAM 压缩 | Windows 10 预取文件使用 MAM4 压缩,需要解压后才能解析 |
工具与系统
| 工具 | 用途 |
|---|---|
| PECmd | Eric Zimmerman 的预取解析器,支持 CSV/JSON 输出 |
| WinPrefetchView | NirSoft 图形界面工具,用于查看预取文件 |
| python-prefetch | 用于解析预取文件的 Python 库 |
| 预取哈希计算器 | 根据可执行文件路径计算预期哈希的工具 |
| KAPE | 自动化构件收集工具,支持预取文件收集 |
| Autopsy | 取证平台,包含预取分析模块 |
| Plaso/log2timeline | 超级时间线工具,包含预取解析器 |
| Velociraptor | 端点代理,支持预取收集和分析构件 |
常见场景
场景 1:确认恶意软件执行 在预取目录中搜索恶意软件可执行文件名,通过预取文件是否存在来确认执行情况,提取运行次数和最后运行时间,识别引用的 DLL 以了解恶意软件行为,与注册表自动启动项进行关联。
场景 2:攻击者工具使用时间线 识别 PsExec、Mimikatz、BloodHound 及其他攻击者工具的预取文件,构建工具执行的时间顺序时间线,确定攻击顺序(侦查、凭据窃取、横向移动),将时间戳与网络连接日志匹配。
场景 3:数据准备与外泄 查找压缩工具(7z、WinRAR、zip)的预取条目,识别文件传输实用程序(rclone、FTP 客户端)的执行情况,检查云存储客户端的执行,时间线记录数据准备和传输的时刻。
场景 4:反取证检测 检查已知的反取证工具执行情况(CCleaner、Eraser、SDelete),确认预取目录是否被最近清除(活跃系统上文件数量少于预期),记录反取证工具执行的时间戳并与其他证据进行比对。
输出格式
预取分析摘要:
系统:Windows 10 Pro(版本 19041)
预取文件数:234
分析周期:所有可用的执行历史
执行统计:
唯一可执行文件总数:234
首次执行:2023-06-15(系统安装)
最近执行:2024-01-18 23:45 UTC
可疑执行:
MIMIKATZ.EXE-5F2A3B1C.pf
运行次数:3 | 最后运行:2024-01-16 02:30:15 UTC
PSEXEC.EXE-AD70946C.pf
运行次数:7 | 最后运行:2024-01-16 02:45:30 UTC
RCLONE.EXE-1F3E5A2B.pf
运行次数:2 | 最后运行:2024-01-17 03:15:00 UTC
POWERSHELL.EXE-022A1004.pf
运行次数:145 | 最后运行:2024-01-18 14:00:00 UTC
攻击时间线(来自预取):
2024-01-15 14:32 - POWERSHELL.EXE(初始访问)
2024-01-16 02:30 - MIMIKATZ.EXE(凭据窃取)
2024-01-16 02:45 - PSEXEC.EXE(横向移动)
2024-01-17 03:15 - RCLONE.EXE(数据外泄)
报告:/cases/case-2024-001/analysis/execution_timeline.csv