Использовать auditd, чтобы знать откуда появился Шелл и кто модифицирует файлы. Логи аудита хранить как можно дольше.
В данной ситуации, чтобы узнать откуда шелл, скорее всего придется гадать на кофейной гуще и искать по логам веб-сервера по дате модификации файла шелла.