渗透学习笔记（十）PowerShell基础

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前言

上一章我们学习了shell编程，这一章学习powershell的内容。powershell主要是应用在windows上，但是也兼容Linux的命令，比如说ls等命令也是可以用的，对于shell和powershell这两部分内容，我们一定要多加熟悉练习，具体学习可以参考https://learn.microsoft.com/zh-cn/powershell/scripting/overview?view=powershell-7.4 这个官方文档地址。

PowerShell知识总结

一、概述

PowerShell是一种强大的命令行工具和脚本语言，可用于自动化管理任务、系统配置、软件部署等。它基于.NET框架构建，能够与Windows操作系统及其他微软技术深度集成，同时也支持跨平台操作（在Windows、Linux和macOS上运行）。

二、基础概念

（一）命令（Cmdlet）

1. 命名规范 ：采用"动词 - 名词"结构，如 Get-Process、Set-Item 等，便于理解和记忆。动词表示操作，名词表示操作对象。
2. 获取帮助 ：使用 Get-Help 命令获取Cmdlet的帮助信息，例如 Get-Help Get-Process 可查看 Get-Process 命令的详细帮助，包括语法、参数说明、示例等。

（二）变量

1. 定义与赋值 ：变量以 $ 开头，如 $var = "Hello"，无需提前声明数据类型，PowerShell会根据赋值自动推断。变量可以存储各种数据类型，如字符串、整数、数组、对象等。
2. 作用域 ：变量有不同的作用域，包括全局、局部、脚本、函数等。默认在函数内定义的变量是局部变量，若要定义全局变量，可使用 $global:变量名 格式。

（三）表达式与运算符

1. 表达式 ：由变量、常量、运算符和函数等组成，用于执行计算、比较和操作数据。例如，$a = 5 + 3 是一个简单的表达式，计算结果为8并赋值给变量 $a。
2. 算术运算符 ：包括 +（加）、-（减）、*（乘）、/（除）、%（取模）等，用于执行基本的数学运算。例如，$b = 10 / 2 的结果为5。
3. 比较运算符 ：如 -eq（等于）、-ne（不等于）、-gt（大于）、-lt（小于）、-ge（大于等于）、-le（小于等于）等，用于比较两个值的大小关系。例如，$a -eq 8 的结果为 $true。
4. 逻辑运算符 ：-and（与）、-or（或）、-not（非）等，用于组合多个条件判断。例如，($a -gt 5) -and ($a -lt 10) 用于判断变量 $a 是否大于5且小于10。

（四）流程控制语句

1. 条件语句（if - else）：根据条件执行不同的代码块，例如：

$num = 10
if ($num -gt 5) {
    Write-Output "数字大于5"
} else {
    Write-Output "数字小于等于5"
}

2. 循环语句（for、foreach、while、do - while）
   • for循环：用于指定次数的循环，例如：

for ($i = 0; $i -lt 5; $i++) {
    Write-Output $i
}

- **foreach循环**：用于遍历集合或数组中的元素，例如：

$arr = 1, 2, 3, 4, 5
foreach ($item in $arr) {
    Write-Output $item
}

- **while循环**：在条件为真时重复执行代码块，例如：

$count = 0
while ($count -lt 3) {
    Write-Output $count
    $count++
}

- **do - while循环**：先执行一次代码块，然后在条件为真时继续循环，例如：

$num = 0
do {
    Write-Output $num
    $num++
} while ($num -lt 2)

（五）函数

1. 定义函数 ：使用 function 关键字定义函数，例如：

function SayHello {
    Write-Output "Hello, World!"
}

2. 函数参数：函数可以接受参数，参数在函数定义中声明，例如：

function AddNumbers ($num1, $num2) {
    return $num1 + $num2
}

3. 函数返回值 ：使用 return 语句返回函数的值，例如上述 AddNumbers 函数返回两个数的和。

（六）脚本

1. 脚本文件 ：扩展名为 .ps1，可包含一系列PowerShell命令和逻辑，实现更复杂的自动化任务。
2. 执行脚本 ：在PowerShell中，通过指定脚本文件的路径来执行脚本，例如 .\script.ps1。需要注意的是，默认情况下，PowerShell的执行策略可能限制脚本的执行，需要根据实际情况调整执行策略。

（七）管道（|）

管道用于将一个命令的输出作为另一个命令的输入，实现命令之间的数据传递和处理。例如，Get-Process | Where-Object {$_.CPU -gt 50} 先获取所有进程，然后筛选出CPU使用率大于50的进程，其中 $_ 表示管道中当前传递的对象。

（八）别名

别名是命令的简短替代名称，方便用户快速输入常用命令。可以使用 Get-Alias 命令查看已定义的别名，也可以使用 New-Alias 命令创建自定义别名，例如 New-Alias -Name np -Value Notepad 创建了一个名为 np 的别名，用于启动记事本。

（九）模块

模块是扩展PowerShell功能的一种方式，它可以包含Cmdlet、函数、变量、脚本等资源。PowerShell提供了许多内置模块，同时也可以安装第三方模块。使用 Import-Module 命令导入模块，使其提供的功能在当前会话中可用，例如 Import-Module ActiveDirectory 导入Active Directory模块，以便执行与Active Directory相关的操作。

（十）对象

在PowerShell中，几乎所有的数据和操作结果都是对象。对象具有属性和方法，可以通过 . 运算符访问对象的属性和调用对象的方法。例如，$process = Get-Process -Name "chrome" 获取名为 chrome 的进程对象，然后可以访问其属性如 $process.Id（进程ID）、$process.Name（进程名称），或调用其方法如 $process.Kill()（终止进程）。

（十一）帮助系统

PowerShell提供了丰富的帮助系统，帮助用户了解命令的用法、参数、示例等。可以使用 Get-Help 命令获取命令的帮助，例如 Get-Help Get-Process。还可以使用 Get-Command 命令查找系统中安装的所有命令，以及使用 Get-Member 命令查看对象的成员（属性和方法）。

（十二）错误处理

在PowerShell中，可以使用 try - catch 语句块来捕获和处理错误。在 try 块中放置可能出错的代码，若发生错误，控制将转移到 catch 块中进行错误处理，例如：

try {
    $result = 10 / 0  # 故意引发除零错误
} catch {
    Write-Error "发生错误：$_"
}

（十三）远程处理

PowerShell支持远程执行命令，可对远程计算机进行管理操作。需要在远程计算机上启用PowerShell远程处理，并配置相应的权限和防火墙规则。使用 Enter-PSSession 命令建立与远程计算机的交互式会话，例如 Enter-PSSession -ComputerName "Server01" -Credential (Get-Credential) 以指定的凭据连接到远程计算机 Server01。还可以使用 Invoke-Command 命令在远程计算机上执行命令或脚本块，例如 Invoke-Command -ComputerName "Server01", "Server02" -ScriptBlock {Get-Process} 在两台远程计算机上获取进程信息。

（十四）提供程序

提供程序是PowerShell访问不同类型数据存储的接口，如文件系统、注册表、证书存储等。通过提供程序，用户可以使用与访问文件系统类似的方式来操作其他数据存储。例如，使用 Get-PSProvider 命令查看系统中安装的提供程序，使用 Get-PSDrive 命令查看当前可用的驱动器，包括由提供程序公开的驱动器。可以像操作文件系统一样使用 Get-ChildItem 等命令来浏览和操作提供程序所管理的数据，如 Get-ChildItem -Path Cert:\LocalMachine\CA 查看本地计算机证书存储中的证书颁发机构。

（十五）配置管理（PowerShell Desired State Configuration - DSC）

DSC是PowerShell中的一个管理框架，用于以声明性的方式管理企业基础结构的配置。通过DSC，可以创建配置脚本，定义系统应处于的状态，例如安装特定软件、配置服务等。DSC会自动检查和确保系统的实际配置与定义的期望状态一致，并可报告配置偏差。支持推送（将配置主动推送到目标节点）和拉取（目标节点定期从配置服务器获取配置）模型来部署配置，便于大规模管理和维护系统配置的一致性。

三、在不同操作系统上的安装与使用

（一）Windows

1. 安装方法
   • Winget（推荐） ：适用于Windows客户端，在Windows 11和现代版本的Windows 10中默认捆绑，可通过命令行搜索和安装PowerShell，例如 winget search Microsoft.PowerShell 搜索PowerShell，winget install --id Microsoft.PowerShell --source winget 安装PowerShell。
   • MSI包 ：适用于Windows Server和企业部署，可从GitHub下载安装包，如 PowerShell-7.4.6-win-x64.msi 等，安装过程中可选择安装位置、启用更新等选项，安装后会在 "开始" 菜单创建快捷方式。
   • ZIP包 ：用于 "旁加载" 或安装多个版本，将下载的ZIP文件解压到指定位置，然后运行 pwsh.exe 启动PowerShell。此方法不会检查先决条件，使用WSMan远程处理时需确保满足相关条件。
   • .NET全局工具 ：若已安装.NET Core SDK，可使用 dotnet tool install --global PowerShell 安装PowerShell作为全局工具，但当前运行的shell需重新启动才能使用新的PATH环境变量。
   • Microsoft Store包：安装方便，但存在一些限制，如在应用程序沙盒中运行，可能无法修改某些系统级配置。可在Microsoft Store网站或应用程序中找到PowerShell版本进行安装。
2. 版本支持：PowerShell 7.4及更高版本可安装在Windows 10内部版本1607及更高版本、Windows 11、Windows Server 2016及更高版本上。不同版本的Windows对PowerShell的支持可能有所不同，具体取决于操作系统的生命周期和更新策略。

（二）Linux

1. 支持的发行版：支持多种Linux发行版，如Debian、Ubuntu、Red Hat Enterprise Linux（RHEL）、Alpine等。不同发行版使用不同的包管理器进行安装，例如Debian和Ubuntu使用APT，RHEL使用yum或dnf。
2. 安装步骤示例（以Ubuntu为例）
   • 通过包存储库安装（首选）
     1. 更新包列表：sudo apt-get update。
     2. 安装必要的依赖项：sudo apt-get install -y wget apt-transport-https software-properties-common。
     3. 下载并注册Microsoft存储库密钥：wget -q https://packages.microsoft.com/config/ubuntu/$VERSION_ID/packages-microsoft-prod.deb 和 sudo dpkg -i packages-microsoft-prod.deb。
     4. 更新包列表后安装PowerShell：sudo apt-get update 和 sudo apt-get install -y powershell。
   • 通过直接下载安装
     1. 从GitHub版本页下载通用包，如 powershell_7.4.6-1.deb_amd64.deb。
     2. 安装下载的包：sudo dpkg -i powershell_7.4.6-1.deb_amd64.deb，若有依赖问题，使用 sudo apt-get install -f 解决。
3. 其他安装方法
   • Snap包 ：适用于支持Snap的Linux发行版，可从Snap Store安装。例如，使用 sudo snap install powershell --classic 安装稳定版本，sudo snap install powershell-preview --classic 安装预览版本。Snap包会自动升级，可使用 sudo snap refresh 命令触发升级。
   • 二进制存档 ：从GitHub版本页下载 tar.gz 包，解压到指定位置并设置执行权限，然后创建符号链接指向 pwsh 可执行文件。此方法可用于在不支持正式安装方法的Linux发行版上安装PowerShell，但需注意安装依赖项。例如，在Alpine Linux上安装的具体步骤如下：
     1. 安装依赖项：sudo apk add --no-cache ca-certificates less ncurses-terminfo-base krb5-libs libgcc libintl libssl1.1 libstdc++ tzdata userspace-rcu zlib icu-libs curl 和 sudo apk -X https://dl-cdn.alpinelinux.org/alpine/edge/main add --no-cache lttng-ust。
     2. 下载并解压PowerShell二进制存档：curl -L https://github.com/PowerShell/PowerShell/releases/download/v7.4.6/powershell-7.4.6-linux-musl-x64.tar.gz -o /tmp/powershell.tar.gz 和 sudo mkdir -p /opt/microsoft/powershell/7 以及 sudo tar zxf /tmp/powershell.tar.gz -C /opt/microsoft/powershell/7。
     3. 设置执行权限并创建符号链接：sudo chmod +x /opt/microsoft/powershell/7/pwsh 和 sudo ln -s /opt/microsoft/powershell/7/pwsh /usr/bin/pwsh。

（三）macOS

1. 安装要求：PowerShell 7或更高版本需要macOS 11或更高版本。
2. 安装方法
   • 使用Homebrew安装（首选）
     1. 若未安装Homebrew，先安装：/bin/bash -c "$(curl -fsSL https://raw.githubusercontent.com/Homebrew/install/HEAD/install.sh)"。
     2. 安装PowerShell：brew install powershell/tap/powershell 安装最新稳定版本，brew install powershell/tap/powershell-preview 安装预览版本。
     3. 更新PowerShell：brew update 和 brew upgrade powershell 或 brew upgrade powershell-preview。
   • 通过直接下载安装
     1. 从版本页下载安装包，如 powershell-7.4.6-osx-x64.pkg 或 powershell-7.4.6-osx-arm64.pkg。
     2. 双击安装包并按照提示操作，若遇到 "无法打开...因为Apple无法检查其是否有恶意软件" 的错误，可通过查找器控制单击包并选择 "打开"，或在命令行中使用 sudo xattr -rd com.apple.quarantine./Downloads/powershell-7.4.6-osx-x64.pkg（需包含完整路径）后再安装。
   • 作为.NET全局工具安装 ：若已安装.NET Core SDK，使用 dotnet tool install --global PowerShell 安装，安装后需重新启动shell或在新shell中启动PowerShell。

（四）在Docker中使用

1. 查找可用映像 ：已发布的映像位于Microsoft工件注册表，需要Docker 17.05或更高版本。可使用 docker run -it mcr.microsoft.com/powershell 下载并启动包含最新稳定版本PowerShell的映像，使用 docker run -it mcr.microsoft.com/powershell:preview 启动预览版映像。
2. 使用PowerShell in Docker ：在容器中运行PowerShell命令，可进行各种操作，如管理容器内的文件系统、运行脚本等。例如，在容器中执行 Get-Process 查看容器内的进程信息。

四、安全相关

（一）执行策略

1. 执行策略设置 ：PowerShell执行策略控制脚本的执行条件，是一项安全功能，但不是绝对的安全边界。可通过 Get-ExecutionPolicy 命令查看当前执行策略，通过 Set-ExecutionPolicy 命令更改执行策略，例如 Set-ExecutionPolicy -ExecutionPolicy RemoteSigned 将执行策略设置为 "远程签名"，允许运行本地创建的脚本，但阻止运行未签名的下载脚本。执行策略可以在不同范围设置，包括本地计算机、当前用户、进程等，可使用 Get-ExecutionPolicy -List 查看所有范围的执行策略设置。
2. 常见执行策略
   • Restricted（默认，受限）：在Windows客户端操作系统中默认设置，不允许运行任何脚本，仅能以交互方式运行命令。
   • RemoteSigned：允许运行本地创建的脚本，但对于从网络下载的脚本，要求其具有受信任的发布者签名。

（二）遥测

默认情况下，PowerShell会收集有限的遥测数据（无个人身份信息），以帮助改进产品。若要选择不发送遥测，可在启动PowerShell之前创建名为 POWERSHELL_TELEMETRY_OPTOUT 且值为 1 的环境变量。收集的遥测数据详情可在Microsoft隐私声明中查看。

（三）安全注意事项

1. 避免在脚本或共享代码中使用别名，应使用完整的Cmdlet和参数名称，以提高代码的可读性和可维护性，避免潜在的命令混淆。
2. 谨慎使用方法，尤其是在处理系统配置或关键操作时，确保方法的使用符合预期且不会导致意外后果。例如，某些 Get-* 命令可能看似无破坏性，但实际上可能通过方法调用产生更改，需特别注意。
3. 在使用PowerShellGet从不受信任的存储库（如PowerShell库）获取模块时，应先在独立测试环境中全面评审代码，确保其安全性和适用性后再考虑用于生产环境，防止引入恶意代码。

（四）更新管理（适用于PowerShell 7.2及更高版本）

1. Microsoft更新功能：使用PowerShell的Microsoft更新功能，可在传统Microsoft更新管理流中获取最新的PowerShell 7更新，包括适用于企业的Windows更新、WSUS、Microsoft Endpoint Configuration Manager或交互式MU对话框。更新发布后，最多可能需要两周时间才能通过Microsoft更新提供，且更新作为可选软件更新提供。
2. 配置要求 ：必须在基于x64的系统上安装Windows版本1709或更高版本，才能支持Microsoft更新功能。在安装PowerShell时，可通过MSI包的相关选项（如 USE_MU 和 ENABLE_MU）选择是否启用更新功能及更新方式，但设置 ENABLE_MU = 0 不会禁用Microsoft更新，只是不使用其自动更新功能。
3. 故障排除 ：若未收到更新，可能原因包括更新尚未发布、系统管理员通过组策略阻止了更新，或者安装程序中的复选框设置不正确等。可检查相关设置，确保已选中相应复选框，或使用 msiexec.exe 命令修复安装并启用更新选项。例如，使用 msiexec.exe /fmu.\PowerShell - 7.4.1 - win - x64.msi USE_MU = 1 ENABLE_MU = 1 命令进行修复安装并启用更新。

（五）模块安全性

1. 在导入模块时，特别是从非官方或不可信来源获取的模块，要谨慎检查模块的来源和内容，确保其不包含恶意代码或潜在的安全风险。例如，在使用PowerShellGet模块从PowerShell库安装模块时，由于库中大多数模块并非由Microsoft编写，需要额外小心。
2. 模块清单（.PSD1文件）应包含准确的元数据信息，如作者、描述等，这有助于识别模块的来源和用途，同时也有助于确保模块的完整性和安全性。对于没有清单或清单信息不完整的模块，应谨慎使用。

（六）脚本签名

脚本签名是增强脚本安全性的一种方式，通过对脚本进行数字签名，可以验证脚本的来源和完整性，防止脚本被篡改。在企业环境或需要更高安全性的场景中，可考虑对重要的PowerShell脚本进行签名，以确保只有受信任的脚本才能在系统中执行。同时，对于从外部获取的签名脚本，也应验证签名的有效性和可信度。