實戰 Linux 系統數位鑑識 (Practical Linux Forensics: A Guide for Digital Investigators)

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實戰 Linux 系統數位鑑識 (Practical Linux Forensics: A Guide for Digital Investigators)

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內容描述

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這是一本深入探討如何分析遭受破壞之Linux系統的書籍。你可以藉由本書瞭解如何鑑識Linux桌面、伺服器與物聯網裝置上的數位證據，並在犯罪或安全事件發生後重建事件的時間線。

在對Linux操作系統進行概述之後，你將學習如何分析儲存、火力系統和安裝的軟體，以及各種發行版的軟體套件系統。你將研究系統日誌、systemd日誌、核心和稽核日誌，以及守護程序和應用程序日誌。此外，你將檢查網路架構，包括接口、位址、網路管理員、DNS、無線裝置、VPN、防火牆和Proxy設定。

．如何鑑識時間、地點、語言與鍵盤的設定，以及時間軸與地理位置
．重構Linux的開機過程，從系統啟動與核心初始化一直到登入畫面
．分析分割表、卷冊管理、檔案系統、目錄結構、已安裝軟體與與網路設定
．對電源、溫度和物理環境，以及關機、重新開機和當機進行歷史分析

• 調查用戶登錄會話，並識別連結周邊裝置痕跡，包括外接硬碟、印表機等

這本綜合指南是專為需要理解Linux的調查人員所編寫的。從這裡開始你的數位鑑證之旅。  

<序>
市面上已有好幾本關於Windows，甚至Mac的鑑識分析書籍，但針對Linux系統的鑑識分析書籍卻很少見，專門剖析裝有Linux系統的靜態硬碟（簡稱死碟〔dead disk〕）之書籍更是稀少。筆者看到社群裡的數位鑑識人員不斷埋怨「有愈來愈多的Linux磁碟映像送到實驗室來，可是不曉得如何下手！」這些抱怨的聲音來自私營部門（公司）和公家機構（執法單位）的鑑識實驗室，本書目標是希望為此日益增長的證據領域提供活用的資源，協助鑑識人員勘查及萃取Linux系統上的數位證據，以便重現過往的活動軌跡，描繪出符合事件邏輯的結論，並針對分析結果撰寫完整的鑑識報告。
撰寫本書的另一個原因是基於個人興趣，以及想要更深入瞭解現代Linux系統的內部結構，十幾年來，Linux發行版的重大進展已改變Linux鑑識分析的處理方式，筆者在瑞士伯爾尼應用科技大學教授數位鑑識和Linux課程，撰寫本書正可驅動我去理解這些主題。
人們對目標系統執行鑑識分析的動機或有不同，有關電腦系統的鑑識分析大致可分為受害方和加害方兩大類。
就受害方的角度，分析作業常涉及網路攻擊、系統入侵和網路詐騙等事件，鑑識對象是受害方所擁有，通常他們會願意提供給鑑識人員分析，這類鑑識對象有：
• 因漏洞或不當組態而遭受技術入侵或危害的伺服器。
• 因身分憑據被盜而遭到未經授權存取的伺服器。
• 遭到惡意軟體入侵的個人桌面系統。常因使用者點擊惡意鏈結或下載及執行惡意程式和腳本所致。
• 社交工程的受害者，因受誘騙而執行非自願的動作。
• 受到脅迫或勒索的使用者，不得不執行非自願的行為。
• 針對受害組織的大型調查行動中，電腦系統也是鑑識分析的標的之一。
上述場景所找到的數位軌跡都有助於重建過往事件或作為證據。
從加害方的角度，就是分析執法當局所扣押或企業事件應變團隊所沒收的電腦系統，這些系統可能是嫌疑人或犯罪者所擁有、管理或操作。底下列出一些常見的例子：
• 被設置成託管釣魚網站或散播惡意軟體的伺服器。
• 用於管理殭屍網路的命令和控制（C&C）伺服器。
• 濫用存取權而進行惡意活動或違反組織政策的使用者。
• 執行非法活動的個人桌面系統，例如保有或散發非法素材、從事入侵活動或參與非法地下網站活動（如賭博、兒童色情等）。
• 因大型犯罪調查（如組織犯罪、毒品買賣、恐怖行動等）而須鑑識分析的電腦系統。
• 配合大型民事調查（如訴訟或電子搜索）而須鑑識分析的電腦系統。
上述場景所找到的數位軌跡都有助於重建過往事件或作為證據。
當Linux電腦被執法人員依法扣押、經擁有該電腦的組織沒收，或由受害者自願提供，它們將被製作成映像系統再交由數位鑑識人員分析。Linux已是伺服器、物聯網（IoT）和嵌入式裝置上的常見平台，使用Linux的個人桌面系統亦不斷成長中，隨著Linux佔有率的增高，受害方和加害方的鑑識分析需求愈加殷切。
某些情況下，特別是人們受誣告或無端受到懷疑時，鑑識分析是證明其清白的重要手段。

目錄大綱

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第1章｜數位鑑識簡介
本章介紹數位鑑識的歷史及未來展望，並就數位鑑識分析的重點，說明現今的趨勢和挑戰，以及數位鑑識分析的基本原則和業界的最佳實務。

第2章｜關於Linux
簡要介紹現代Linux系統的技術基礎，說明Unix的歷史與影響、Linux發行版的進化及Linux桌面的演變，並介紹主要的Linux發行版家族和構成現代Linux系統的組件。最後，以鑑識分析呼應第１章內容，共同構成本書的基礎。

第3章｜儲存裝置和檔案系統裡的證物
從磁碟分割區、卷冊管理和RAID系統下手，開始進行磁碟分析，討論三種最常見的Linux檔案系統（ext4、xfs和btrfs）證物，並從鑑識視角探討Linux的交換（swap）體系，包括針對休眠分割區的分析，還會介紹不同形式的檔案系統加密機制。

第4章｜目錄結構和檔案鑑識分析
介紹典型Linux系統所安裝的檔案和目錄階層結構，如何透過雜湊資料來篩選或找出特定檔案，並說明如何分析Linux裡找到的不同檔案類型，包括POSIX類型、應用程式類型和Linux可執行檔，分析項目包含詮釋資料（metadata）和檔案內容，最後會分析當機資料和轉存的記憶體內容。

第5章｜日誌裡的證物
本章致力於解析日誌檔，探討從何處尋找被記錄的跡證，內容涵蓋Linux裡的各式日誌紀錄，包括傳統的syslog、systemd日誌及由背景服務程序（daemon；簡稱服務程序）或應用程式所產生的日誌，也一併介紹Linux的稽核系統和核心環形（kernel ring）緩衝區。

第6章｜重建開機和初始化過程
一般的系統生命週期是從啟動、運行到關機。本章將從＜I>開機引導程序（bootloader）的分析切入，接著探討核心初始化及建立記憶體虛擬磁碟（RAM disk）過程所產生的證物，詳細剖析systemd（init）的啟動過程與系統的其他操作面向，並分析systemd和D-Bus如何啟用隨選服務（on-demand service），最後介紹實體環境和電源管理、睡眠、休眠和關機等機制，並尋找人類接觸實體系統的證據。

第7章｜檢驗安裝的軟體套件
本章是唯一依不同Linux發行版作分節討論，內容包含套件安裝程序、分析已安裝的軟體套件、軟體套件的格式和軟體套件的組成，還會介紹如何判斷Linux發行版、發布版號和修補層級。

第8章｜網路組態裡的證物
Linux的網路子系統包括硬體介面、DNS解析和網路管理員。在無線網路部分，可能存在Wi-Fi、WWAN和藍牙等證物的活動歷史資訊。本章也會介紹網路安全，包括越來越受歡迎的新WireGuard VPN、逐漸取代iptables的nftables防火牆，以及識別網路代理（proxy）設定。

第9章｜時間和地域的鑑識分析
針對Linux系統的國際性和區域性面向的分析，包含重建鑑識時序所需的Linux時間格式、時區和其他時間戳記資訊，也會分析系統語系和鍵盤配置，還會介紹Linux的地理定位服務，以便重現系統的實體位置，特別是像筆記型電腦這種具有漫遊特性的設備。

第10章｜重建使用者桌面和登入活動
使用者登入命令環境（shell）和Linux桌面的過程是本章重點，將介紹X11和Wayland等Linux視窗系統，以及GNOME、KDE等桌面環境，也會探討人類使用者的活動軌跡和桌面環境裡常見的證物（檢驗過Windows或Mac機器的人就能理解），這些證物有縮圖、垃圾桶（資源回收筒）、書籤、最近存取的檔案、密碼管理員（password wallet）、桌面搜尋等，最後以探討使用者的網路活動（如遠端登入、遠端桌面、網路共享磁碟和雲端帳戶）做結尾。

第11章｜周邊裝置的使用跡證
本章將追蹤連接USB、Thunderbolt和PCI等周邊裝置所留下的跡證，說明如何判定從日誌裡找到的證據，以確認是哪一種周邊裝置在什麼時候連接到系統上，也會介紹Linux列印系統和SANE掃描功能的鑑識分析，以便找出作業過程所留下的歷史證物，還會介紹視訊會議系統所用的Video4Linux系統，最後以檢驗外接式儲存裝置做結尾。

後記
在此為Linux數位鑑識人員提供一些最終建議，根據筆者個人的數位鑑識經歷，為讀者們留下一些提示、建議和精神激勵。

附錄｜鑑識人員應注意的檔案及目錄清單
這裡提供本書介紹過的檔案和目錄清單，作為鑑識人員快速查找特定檔案或目錄時參考，並以數位鑑識的觀點簡單說明這些資源的用途。

作者介紹

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Bruce Nikkel
任教於瑞士伯爾尼應用科技大學，專攻數位鑑識和網路犯罪，是該大學網路安全與工程研究所的共同負責人，也是數位鑑識和網路調查碩士班的指導教授。除了學術工作外，自1997年服務於某家全球金融機構的風險和安全部門，帶領該機構的網路犯罪情資和證據調查團隊逾15年，目前擔任該機構的資安顧問，同時他也是《國際鑑識科學》（Forensic Science International）的數位鑑識期刊編輯，打從1990年代就與Unix和Linux結下不解之緣。

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