线程注入、HOOK APIs(附VC6源码)
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工作关系,想HOOK并修改一些API,使得不支持某些设备的第三方工具可以正常运行,因此花时间写了这么个工具。比如ReadFile时,某些设备不支持指定的缓存大小(如512KB),可以HOOK ReadFile,把缓存大小修改为更小,可能ReadFile就能正常工作,第三方工具也能正常使用。其实,只是想借工作这个契机,学习远程线程注入和HOOK API。工作上测试的设备和第三方工具运行在64位机上,还没有时间在64位机上修改并编译。
运行DEMO说明:
首先进入TestExe目录,打开MFCDialogApplication.exe,8个按钮分别简单的调用8个API,可一一点击查看效果,标题栏显示进程ID:
打开DllImport.exe,弹出Console,以下显示的是我输入并HOOK完的界面:
首先输入需要HOOK的进程ID,这里输入对话框进程ID12600。然后提示选择需HOOK的API,每个API有FLAG值,占一位,可以用位组合,这里输入511,即9个API都需HOOK。然后选择是HOOK还是UNHOOK,这里当然输入1。然后这个程序向对话框程序注入线程,调用DllExport.dll,DllExport.dll中HOOK这9个API。结果全部成功,见上图。HOOK对话框后,会在对话框进程中弹出一个Console窗口,用以显示相关信息,见下图:
然后在对话框上一一点击各个按钮,并随时查看弹出的Console窗口中内容,单击完后,见下图:
每点击一个按钮后,在Console中会显示相关信息。这些信息是HOOK时打印的,我只设置了打印简单的信息。还要注意,HOOK MessageBoxA和MessageBoxW时,改变了弹出消息框的标题、文字等。
然后再打开DllImport.exe,把HOOK的API还原,并从对话框进程中卸载DllExport.dll,输入顺序与HOOK一致,只是第三步时需指定0,见下图:
UNHOOK API时我选择的全部还原。完后,9个API不再被HOOK,正常执行,之前显示信息的Console关闭,对话框正常运行。所有API UNHOOK后,DllExport.dll被卸载,可改名、删除等。此时,再点击对话框按钮,就不再有任何显示显示。注意点击两个MessageBox后,消息框的标题与文字。
编译说明:
MFCDialogApplication是生成被注入的对话框工程;DllWorkspace中,DllExport生成需注入的DllExport.dll,DllImport生成执行注入操作的DllImport.exe。
DllWorkspace工作空间中,两个项目都是用的安全字符串操作函数,如果出现找不到头文件,需要更新SDK,我的VC6 Include路径包括“C:Program FilesMicrosoft SDKsWindowsv6.0AInclude”和“C:Program FilesMicrosoft Visual Studio 9.0VCinclude”,即可编译通过。
DllWorkspace下的两个项目,ANSI、UNICODE编译均可,既四种组合的编译,都可正常注入并HOOK。
注入及HOOK代码简要说明:
注入主要代码如下:
- // create a remote thread, and start LoadLibrary to load dll that we make, in the dll, we can
- // hook apis and can do everything we want
- BOOL CreateRemoteThread(HANDLE hProcess, LPTHREAD_START_ROUTINE pfnStartAddr, LPVOID pRemoteMem)
- {
- BOOL bRet = FALSE;
- HANDLE hThread = CreateRemoteThread(hProcess, NULL, 0, pfnStartAddr, pRemoteMem, 0, NULL);
- do
- {
- if(!hThread)
- {
- PrintError(_T("CreateRemoteThread"), GetLastError(), __MYFILE__, __LINE__);
- break;
- }
- TCOUT << _T("Waiting for the end of the remote thread…") << endl;
- WaitForSingleObject(hThread, INFINITE);
- CloseHandle(hThread);
- hThread = NULL;
- bRet = TRUE;
- } while (FALSE);
- return bRet;
- }
用CreateRemoteThread创建一个远程进程下的线程,开始执行pfnStartAddr(为LoadLibrary的地址)地址处的代码,传递的参数为pRemoteMem(远程进程下的一段内存空间,保存的是DllExport.dll的路径),创建的远程线程由LoadLibrary开始执行,然后加载DllExport.dll,在DllExport.dll中可执行我们的处理。注意:DllExport.dll的路径是相对于被注入进程的,因此被注入进程需要能找到这个Dll。程序中szDllPath保存路径。
dll运行时可以和执行注入的进程交换数据,我使用file-mapping实现,代码如下:
- // write infomation to file-mapping, the infomation includes witch apis need to be (un)hooked,
- // and includes the (un)hook results and so on
- LPVOID WriteFileMapping(HANDLE hMap, CONTENT_FILE_MAPPING content)
- {
- LPVOID pContent = NULL;
- do
- {
- if(!hMap)
- {
- PrintMsg(_T("WriteFileMapping fail : hMap is null, file : %s, line : %dn"),
- __FILE__, __LINE__);
- break;
- }
- pContent = MapViewOfFile(hMap, FILE_MAP_ALL_ACCESS, 0, 0, sizeof(content));
- if(!pContent)
- {
- PrintError(_T("MapViewOfFile"), GetLastError(), __MYFILE__, __LINE__);
- break;
- }
- memcpy(pContent, &content, sizeof(content));
- } while (FALSE);
- return pContent;
- }
hMap是名字为宏NAME_FILE_MAPPING定义的一个file-mapping,然后向其中写入数据。dll执行时,再打开这个file-mapping,从中读取数据,再把结果写回。
然后是卸载被注入进程中DllExport.dll的代码:
- // if no apis be hooked, we must free the library
- BOOL UnLoadModule(DWORD dwProcesssId, LPCTSTR lpModuleName)
- {
- BOOL bRet = FALSE;
- HANDLE hModuleSnap = INVALID_HANDLE_VALUE;
- MODULEENTRY32 me32;
- HANDLE hProcess = NULL;
- HMODULE hModule = NULL;
- me32.dwSize = sizeof(me32);
- hProcess = OpenProcess(PROCESS_ALL_ACCESS, TRUE, dwProcesssId);
- do
- {
- if(!hProcess)
- {
- PrintError(_T("OpenProcess"), GetLastError(), __MYFILE__, __LINE__);
- break;
- }
- hModuleSnap = CreateToolhelp32Snapshot(TH32CS_SNAPMODULE, dwProcesssId);
- if(INVALID_HANDLE_VALUE == hModuleSnap)
- {
- PrintError(_T("CreateToolhelp32Snapshot"), GetLastError(), __MYFILE__, __LINE__);
- break;
- }
- if(!Module32First(hModuleSnap, &me32))
- {
- PrintError(_T("Module32First"), GetLastError(), __MYFILE__, __LINE__);
- break;
- }
- int nRefCount = 0;
- do
- {
- if(!StrCmpI(me32.szModule, lpModuleName) || !StrCmpI(me32.szExePath, lpModuleName))
- {
- hModule = me32.hModule;
- nRefCount = me32.ProccntUsage;
- break;
- }
- } while(Module32Next(hModuleSnap, &me32));
- LPTHREAD_START_ROUTINE pfnStartAddr =
- (LPTHREAD_START_ROUTINE)GetProcAddress(GetModuleHandle(_T("Kernel32")), "FreeLibrary");
- if (!pfnStartAddr)
- {
- PrintError(_T("GetProcAddress"), GetLastError(), __MYFILE__, __LINE__);
- break;
- }
- for (int i = 0; i < nRefCount; i++)
- {
- HANDLE hThread = ::CreateRemoteThread(hProcess, NULL, 0, pfnStartAddr, hModule, 0, NULL);
- WaitForSingleObject(hThread, INFINITE);
- CLOSE_HANDLE(hThread);
- }
- PrintMsg(_T("FreeLibrary %s in the process %d finished!n"), lpModuleName, dwProcesssId);
- bRet = TRUE;
- } while (FALSE);
- CLOSE_HANDLE(hModuleSnap);
- CLOSE_HANDLE(hProcess);
- return bRet;
- }
遍历被注入进程加载的模块,如果找到了DllExport.dll,得到被这个进程引用的次数,然后再循环创建远程线程使用FreeLibrary来卸载DllExport.dll。注意,DllExport.dll被加载几次,就必须执行几次FreeLibrary才能完全卸载。至此,DllExport.dll就可以任意操作了。
HOOK代码简要说明:
使用的是跳转法,先保存API的前几个字节,再把这几个字节设置为跳转到我们自己函数的地方去。我们自己的函数中,进行相应处理后,再执行保存的API前几个字节的代码,然后跳转到API相应的位置执行。代码如下:
- // hook the specify api
- // pRecallApiInfo : infomation of the api
- BOOL HookSpecifyApi(PRECALL_API_INFO pRecallApiInfo)
- {
- BOOL bRet = FALSE;
- do
- {
- if (!pRecallApiInfo)
- {
- break;
- }
- if (pRecallApiInfo->pOrgfnMem)
- {
- bRet = TRUE;
- break;
- }
- HMODULE hModule = LoadLibrary(pRecallApiInfo->lpDllName);
- if (!hModule)
- {
- PrintError(_T("LoadLibrary"), GetLastError(), __MYFILE__, __LINE__);
- break;
- }
- USES_CONVERSION;
- FARPROC pfnStartAddr = (FARPROC)GetProcAddress(hModule, T2CA(pRecallApiInfo->lpFunctionName));
- pRecallApiInfo->lpApiAddr = pfnStartAddr;
- if (!pfnStartAddr)
- {
- PrintError(_T("GetProcAddress"), GetLastError(), __MYFILE__, __LINE__);
- break ;
- }
- // we must save the first few bytes of the api(at least five, and these few bytes must complete
- // the assembly codes), then make the 5 bytes in front of api to jump to our function, and our
- // function must execute the few bytes saved before, and then jump to the api to execute
- // the rest code in the api
- int nSize = 0;
- int nDisassemblerLen = 0;
- while(nSize < 5)
- {
- // GetOpCodeSize can get the assembly code size
- nDisassemblerLen = GetOpCodeSize((BYTE*)(pfnStartAddr) + nSize);
- nSize = nDisassemblerLen + nSize;
- }
- DWORD dwProtect = 0;
- if (!VirtualProtect(pfnStartAddr, nSize, PAGE_EXECUTE_READWRITE, &dwProtect))
- {
- PrintError(_T("VirtualProtect"), GetLastError(), __MYFILE__, __LINE__);
- break ;
- }
- // be sure that we must change pOrgfnMem's protect, because the code in pOrgfnMem
- // also need to execute
- pRecallApiInfo->pOrgfnMem = new BYTE[5 + nSize];
- DWORD dwMemProtect = 0;
- if (!VirtualProtect(pRecallApiInfo->pOrgfnMem, 5 + nSize, PAGE_EXECUTE_READWRITE, &dwMemProtect))
- {
- delete [] pRecallApiInfo->pOrgfnMem;
- pRecallApiInfo->pOrgfnMem = NULL;
- PrintError(_T("VirtualProtect"), GetLastError(), __MYFILE__, __LINE__);
- break ;
- }
- pRecallApiInfo->nOrgfnMemSize = 5 + nSize;
- memcpy(pRecallApiInfo->pOrgfnMem, pfnStartAddr, nSize);
- *(BYTE*)(pRecallApiInfo->pOrgfnMem + nSize) = 0xE9;
- *(DWORD*)(pRecallApiInfo->pOrgfnMem + nSize + 1)
- = (DWORD)pfnStartAddr + nSize - (DWORD)(pRecallApiInfo->pOrgfnMem + 5 + nSize);
- *(BYTE*)(pfnStartAddr) = 0xE9;
- *(DWORD*)((BYTE*)pfnStartAddr + 1) = (DWORD)pRecallApiInfo->lpRecallfn - ((DWORD)pfnStartAddr + 5);
- memset((BYTE*)pfnStartAddr + 5, 0×90, nSize - 5);
- // be sure that we must set the rest to 0×90(assembly code for nop, do nothing,
- // and occupy one byte), because we should't change the assembly code
- VirtualProtect(pfnStartAddr, nSize, dwProtect, &dwProtect);
- bRet = TRUE;
- } while (FALSE);
- return bRet;
- }
需要注意的是:保存的可能并不是API的前5个字节,因为前5个字节可能不是一个或几个完整的汇编指令,比如第5、6个字节合起来才是一个指令,我们就不能只保存前5个字节,最后执行这5个字节,再跳转到第6个字节处执行。这样破坏了指令,必然造成崩溃。这时需要保存前6个字节才行。程序中,我使用了从网上找到的一段代码GetOpCodeSize,GetOpCodeSize可以得到当前地址处的汇编指令长度。然后保存API前至少5个字节,并且这些字节可以组成完整的汇编指令。实际也可以不用这样,可以用另一方式,我们函数中先恢复API的前5个字节,然后再调用API,调用完后再改API前5个字节为跳转到我们函数的指令。但是,这种方式并不好,如果调用API时,API的前5个字节正常,如果再有进程中其他线程调用API,这时流程完全正常,没有被HOOK。
另外,还需要修改保存API前几个字节内存的属性,因为这些内存是需要执行的,因此修改为可读、可写、可执行。代码修改pRecallApiInfo->pOrgfnMem段内存在属性。
最后,如果保存的API前5个以上的字节,比如保存的6个字节,还需要把第6个字节修改为0×90,编译指令为NOP,不执行任何操作。否则,第6个字节可能和后面的几个字节组合成新的指令,也是不正确的。其实,这里也可以不修改,因为我们是直接跳到第7个字节执行的,既使第6、7个字节组合成一个新指令也没关系,因为不是从第6个指令开始执行的。但是,这样处理后,调试方便,打开汇编窗口,一目了解。
还原就简单了,直接用之前保存的字节恢复即可。
我们替换API的函数代码如下:
- int WINAPI MyMessageBoxA(IN HWND hWnd, IN LPCSTR lpText, IN LPCSTR lpCaption, IN UINT uType)
- {
- int nOrderHookApi = ORDER_MESSAGEBOXA;
- int nRet = 0;
- static int i = 1;
- if (g_arHookAPIs[nOrderHookApi].pOrgfnMem)
- {
- USES_CONVERSION;
- PrintMsgA("%-18s %08d : 0x%08x "%s" "%s" 0x%08xn",
- T2CA(g_arHookAPIs[nOrderHookApi].lpFunctionName),
- i++, hWnd, VALID_CHAR(lpText), VALID_CHAR(lpCaption), uType);
- nRet = ((pfnMessageBoxA)(LPVOID)g_arHookAPIs[nOrderHookApi].pOrgfnMem)(
- hWnd, "HelloWorld", "Caption", MB_OKCANCEL);
- }
- return nRet;
- }
最后一定要从保存的API的地址处开始执行。
代码中已实现同时HOOK9个API(MessageBoxA、MessageBoxW、DeviceIoControl、CreateFileA、CreateFileW、ReadFile、ReadFileEx、WriteFile、WriteFileEx),稍加修改,即可实现HOOK更多的API。
编译环境:Windows XP SP3、VC++ 6.0 SP6
源码及DEMO下载地址:线程注入、HOOK APIs(附VC6源码)
学习日记,兼职软件设计,软件修改,毕业设计。
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