羽夏逆向指引—— Hook

羽夏逆向指引之 Hook ,介绍在3环层面常见的挂钩技术。

写在前面

  此系列是本人一个字一个字码出来的,包括示例和实验截图。可能有错误或者不全面的地方,如有错误,欢迎批评指正,本教程将会长期更新。 如有好的建议,欢迎反馈。码字不易,如果本篇文章有帮助你的,如有闲钱,可以打赏支持我的创作。如想转载,请把我的转载信息附在文章后面,并声明我的个人信息和本人博客地址即可,但必须事先通知我

你如果是从中间插过来看的,请仔细阅读 羽夏逆向指引——序 ,方便学习本教程。

简述

  在软件安全对抗方面,还是在外挂和反外挂方面,你可能经常听到Hook这个名词,中文翻译就是钩子。所谓挂钩子就是试图改变代码程序的原有流程,执行到自己的代码区域,这就是挂钩子的作用。在看本篇介绍之前,最好先来阅读 羽夏笔记——Hook攻防基础羽夏笔记——硬编码(32位),以防下面相关操作可能有些看不懂,本篇讨论32位的,64位的实现是一样的。
  Hook实现无非常用如下类似组合:

//组合1
jmp 0x4001200;

//组合2
push 0x4001200;
ret;

//组合3
sub esp,4;
mov [esp],0x4001200;
ret;

//组合4
call 0x4001200;

//组合5
mov eax,0x4001200;
jmp eax;

//组合6
mov eax,0x4001200;
call eax;

  上面的地址都是我假设的我让流程跑到0x4001200这个地址。
  但是,程序存的并不是上面的汇编代码,而是实实在在的硬编码。jmp分为长跳和短跳,它的汇编指令编码方式是不同的。如果直接跳转到目标地址,还需要特定的算法进行转化,由于在 羽夏笔记——硬编码(32位) 介绍了,这里我就不赘述了,我们来看看几个在3环比较常见的Hook以及它们的示例。

InlineHook

  内联钩子,就是直接在程序不用的空间直接写硬编码。因为程序不可能是紧凑的,每一个函数都有一定的空间可以利用,我们可以看如下图:

  如果你注入别人的程序需要保证有充分的空间来存储你的内联钩子代码。仅展示一下原理,我们就偷懒就Hook自己进程的函数,实验思路如下:
  先看看我们Hook的地址的汇编情况:

  我们用jmp来实现Hook,先看看受影响的汇编代码:

  确认好受影响的汇编指令后,我们就可以写代码了:

#include <iostream>
#include <Windows.h>

using namespace std;

UINT HookAddr = 0;
char shellcode[] = { 0xE9,0,0,0,0 };

void __stdcall HookProc(LPCWSTR Caption, LPCWSTR Text)
{
    wcout << "Capiton : " << Caption << endl << "Text : " << Text << endl;
}

void __declspec(naked) HookDispatcher()
{
    _asm
    {
        /*执行 Hook 处理*/
        mov eax, [esp + 0xC];    //Caption
        mov ebx, [esp + 0x8];    //Text
        push ebx;
        push eax;
        call HookProc;

        /*补充被损坏的硬编码*/
        push ebp;    
        mov ebp, esp;

        /*回去执行*/
        mov eax, [HookAddr];
        add eax, 5;
        jmp eax;
    }
}


int main(int argc, char* argv[])
{
    HMODULE lib = LoadLibrary(L"user32.dll");
    if (lib)
    {
        FARPROC msgboxW = GetProcAddress(lib, "MessageBoxW");
        if (msgboxW)
        {
            HookAddr = (UINT)msgboxW;

            //构造 ShellCode
            UINT dest = (UINT)HookDispatcher - HookAddr - 5;
            memcpy_s(&shellcode[1], 4, &dest, sizeof(UINT));

            if (WriteProcessMemory((HANDLE)-1, (LPVOID)HookAddr, shellcode, sizeof(shellcode), NULL))
            {
                MessageBoxW(NULL, L"This is the text!!!", L"Caption", MB_ICONINFORMATION);    //调用测试
            }
        }
    }

    system("pause");
    return 0;
}

  这个实现的功能就是拦截字符串参数,只要程序调用了MessageBoxW函数,就会被拦截。

IATHook

  对于Windows的可执行程序,调用系统的API并不是直接调用对应的函数地址,而是通过间接的方式来进行的,如下是实际情况:

push        40h  
push        offset string L"Caption" (0405220h)  
push        offset string L"This is the tex\x4000\0\0\0" (0405230h)  
push        0  
call        dword ptr [__imp__MessageBoxW@16 (04050B0h)] 

  如果我们修改了这个地址,我们就可以实现对该函数的挂钩,由于这里需要PE结构的知识,所以请详细学习之后再回来看看这部分代码:

#include <iostream>
#include <Windows.h>

using namespace std;

typedef  int (*WINAPI MsgBoxW)(
    _In_opt_ HWND hWnd,
    _In_opt_ LPCWSTR lpText,
    _In_opt_ LPCWSTR lpCaption,
    _In_ UINT uType);

MsgBoxW msgboxw;

void WINAPI HookProc(HWND hWnd, LPCWSTR lpText, LPCWSTR lpCaption, UINT uType)
{
    wcout << "Capiton : " << lpCaption << endl << "Text : " << lpText << endl;
    msgboxw(hWnd, lpText, lpCaption, uType);
}


int main(int argc, char* argv[])
{

    HMODULE lib = LoadLibrary(L"user32.dll");
    if (!lib)
    {
        cout << "LoadLibrary Error!" << endl;
        system("pause");
        return 0;
    }

    msgboxw = (MsgBoxW)GetProcAddress(lib, "MessageBoxW");
    if (!msgboxw)
    {
        cout << "GetProcAddress Error!" << endl;
        system("pause");
        return 0;
    }

    UINT pdos = (UINT)GetModuleHandle(NULL);
    PIMAGE_NT_HEADERS pfile = (PIMAGE_NT_HEADERS)(pdos + ((PIMAGE_DOS_HEADER)pdos)->e_lfanew);
    UINT optHeaderSize = pfile->FileHeader.SizeOfOptionalHeader;
    auto iat = pfile->OptionalHeader.DataDirectory[IMAGE_DIRECTORY_ENTRY_IMPORT];
    auto importd = (PIMAGE_IMPORT_DESCRIPTOR)(pdos + iat.VirtualAddress);
    IMAGE_IMPORT_DESCRIPTOR emptyImport = { 0 };

    for (;memcmp(&emptyImport, &importd, sizeof(IMAGE_IMPORT_DESCRIPTOR)); importd++)
    {
        auto item = *importd;
        if (_stricmp((char*)(pdos + item.Name), "user32.dll"))    //不区分大小写比较
            continue;

        auto othunk = (PIMAGE_THUNK_DATA)(pdos + item.OriginalFirstThunk);
        IMAGE_THUNK_DATA emptyThunk = { 0 };

        for (int i = 0; ; i++)
        {
            auto iitem = othunk[i];

            if (!memcmp(&othunk[i], &emptyThunk, sizeof(IMAGE_THUNK_DATA)))
                break;

            if (iitem.u1.Ordinal & 0x80000000)
                continue;

            auto byname = (PIMAGE_IMPORT_BY_NAME)(pdos + iitem.u1.AddressOfData);
            if (!strcmp((char*)&byname->Name, "MessageBoxW"))
            {
                auto thunk = (PIMAGE_THUNK_DATA)(pdos + item.FirstThunk);
                DWORD old;
                if (VirtualProtect(&thunk[i].u1.Function, sizeof(UINT), PAGE_READWRITE, &old))
                {
                    thunk[i].u1.Function = (UINT)HookProc;
                    VirtualProtect(&thunk[i].u1.Function, sizeof(UINT), old, &old);
                    MessageBoxW(NULL, L"This is the text!!!", L"Caption", MB_ICONINFORMATION);    //调用测试
                }
                goto EndProc;
            }
        }
    }
EndProc:
    system("pause");
    return 0;
}

  针对于如上的Hook,我们可以有一些反制措施,比如加载PE完毕后直接抹掉INT表,因为这个表就没啥用处了,调用函数都是IAT表。

虚表 Hook

  在C++面向对象使用带有虚函数的就会有这东西,我们可以通过调试窗口的局部变量来观察情况:

  具体的测试代码如下所示:

#include <iostream>
#include <Windows.h>

using namespace std;

void HookProc()
{
    cout << "HookProc" <<endl;
}


class MyClass
{
public:
    virtual void Test()
    {
        cout << "MyClass" << endl;
    }

private:

};

class MyClassSub :MyClass
{
public:
    void Test()
    {
        cout << "MyClassSub" << endl;
    }

private:

};


int main(int argc, char* argv[])
{
    MyClassSub* cls = new MyClassSub();
    cls->Test();

    UINT* vfptr = (UINT*)*(UINT*)cls;
    DWORD old;
    if (VirtualProtect(vfptr,sizeof(UINT),PAGE_READWRITE,&old))
    {
        *vfptr = (UINT)HookProc;
        VirtualProtect(vfptr, sizeof(UINT), old, &old);
        cls->Test();
    }

    system("pause");
    return 0;
}

  如果第二次输出的是HookProc,说明我们的虚表钩子实现成功。

异常 Hook

  在外挂补丁层面,有一些基于异常实现的钩子。在这里我们实现硬件断点配合VEH实现挂钩:

#include <iostream>
#include <Windows.h>

using namespace std;

void HookProc()
{
    cout << "HookProc" << endl;
}

void Proc()
{
    cout << "Proc" << endl;
}

LONG NTAPI VECTORED_EXCEPTION_HANDLER(struct _EXCEPTION_POINTERS* ExceptionInfo)
{
    if (ExceptionInfo->ExceptionRecord->ExceptionCode== EXCEPTION_SINGLE_STEP &&
        ExceptionInfo->ExceptionRecord->ExceptionAddress == (PVOID)Proc)
    {
        ExceptionInfo->ContextRecord->Eip = (DWORD)HookProc;
        return EXCEPTION_CONTINUE_EXECUTION;
    }
    return EXCEPTION_CONTINUE_SEARCH;
}

PVOID pveh;

DWORD WINAPI THREAD_START_ROUTINE(LPVOID lpThreadParameter)
{
    auto tid = (DWORD)lpThreadParameter;    //获取主进程的线程 ID

    Proc();    //测试函数
    pveh = AddVectoredExceptionHandler(1, VECTORED_EXCEPTION_HANDLER);
    
    HANDLE hthread = OpenThread(THREAD_ALL_ACCESS, FALSE, tid);
    if (hthread)
    {
        CONTEXT context;
        context.ContextFlags = CONTEXT_ALL;
        SuspendThread(hthread);
        GetThreadContext(hthread, &context);
        context.Dr0 = (DWORD)Proc;
        context.Dr7 |= 1;
        SetThreadContext(hthread, &context);
        ResumeThread(hthread);
        CloseHandle(hthread);
    }
    return 0;
}

int main(int argc, char* argv[])
{
    HANDLE hthread = CreateThread(NULL, NULL, THREAD_START_ROUTINE, (LPVOID)GetCurrentThreadId(), 0, NULL);
    if (hthread)
    {
        WaitForSingleObject(hthread, -1);
        Proc();    //调用测试
        CloseHandle(hthread);
    }
    if (pveh) RemoveVectoredExceptionHandler(pveh);
    system("pause");
    return 0;
}

  有关基于异常的钩子,我就介绍这么多。

下一篇

  羽夏逆向指引——注入

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