Hook函數(shù)在進(jìn)程操作中的應(yīng)用

王 琚，張 偉

(1. 國家計算機(jī)病毒應(yīng)急處理中心 天津 300457；2. 天津市公安局公共信息網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)察總隊案件支隊 天津 300020)

Hook(鉤子)實際上是 1個消息處理的程序段，它通過系統(tǒng)調(diào)用實現(xiàn)掛入系統(tǒng)。鉤子程序總能先于目的程序率先截獲原本發(fā)往該地的消息，從而率先得到控制權(quán)。隨后鉤子函數(shù)可以對消息進(jìn)行修改，或放行接著傳遞，或直接結(jié)束該消息。

Hook程序與消息緊密相關(guān)，其主要功能是對消息進(jìn)行監(jiān)聽。Hook根據(jù)要截獲的消息可以分為若干類。但無論何種消息，Hook對“對象的搭接”不是硬性的，它是一種柔性連接，一經(jīng)接觸，Hook的搭鉤立刻能“化”進(jìn)監(jiān)聽的線路中，即Hook的代碼能變成對象進(jìn)程的一部分。原本用戶進(jìn)程間彼此互相獨立，互不聯(lián)系，而 Hook機(jī)制提供了操縱特定程序行為的方法。

1 對API實現(xiàn)Hook

Hook程序想發(fā)揮更大的作用，要找到一種系統(tǒng)內(nèi)置函數(shù)，最佳的目標(biāo)為 API。API函數(shù)是用戶應(yīng)用程序需求的接收者和工作的完成者。API Hook的基本思想是由 Hook“套”到API的入口點，把它的地址指向自定義函數(shù)地址。

談Hook獲得API入口點，要從內(nèi)存空間中的PE可執(zhí)行文件說起。

PE文件頭的格式為：

其中“IMAGE_FILE_HEADER”與“MAGE_OPTIONAL_HEADER32”這 2個結(jié)構(gòu)，分別對 PE文件的屬性進(jìn)行定義，兩者共同構(gòu)造了 PE文件的結(jié)構(gòu)。在后者的結(jié)構(gòu)中擁有不下30個字段的描述，最后一條是：

IMAGE_DATA_DIRECTORY，這個 DataDirectory是一個結(jié)構(gòu)數(shù)組，有16個成員，它們的結(jié)構(gòu)是相同的，均為：

根據(jù) winnt.H中的定義，將 DataDirectory結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)目錄定義列表(見表1)。

表1 Data Directory結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)目錄定義子表Tab.1 Subtable of Data directory definitions

在 PE文件中查找想要的數(shù)據(jù)需先從表 1中搜尋對應(yīng)的信息，如需要找DLL文件中有哪些API函數(shù)(導(dǎo)入函數(shù))在運行，則需要查 IMAGE_IMPORT_DESCRIPTOR(導(dǎo)入表)，它是1個結(jié)構(gòu)數(shù)組，其中的每個元素代表1個動態(tài)鏈接庫，而各成員變量則包括了動態(tài)鏈接庫導(dǎo)入了哪些函數(shù)及這些函數(shù)地址的信息。想找到導(dǎo)入表，需要知道它的地址。從表 1中得知導(dǎo)入表對應(yīng)第 2個目錄 IMAGE_DIRECTORY_EN-TRY_IMPORT，即從IMAGE_DATA_DIRECTORY結(jié)構(gòu)數(shù)組中查第2個元素的Virtual Address和Size值，從中找到導(dǎo)入表的地址和大小，這里數(shù)據(jù)的起始地址稱為 RVA(RVA是相對虛地址，Relative Virtual Addresses。它是相對于基址 Base address而言。一個 PE文件加載進(jìn)內(nèi)存后，就以當(dāng)前內(nèi)存地址作為基址，文件中各個模塊都以 RVA表示，只要參照基址就能得出各自實際地址)。

成員變量OriginalFirstThunk包含1個IMAGE_THUNK_DATA結(jié)構(gòu)數(shù)組的地址，該數(shù)組存儲著函數(shù)序號和名稱。成員變量 Name記錄的是引入的動態(tài)鏈接庫名稱，這提醒我們，1個IMAGE_IMPORT_DESCRIPTOR直接對應(yīng)1個動態(tài)鏈接庫。而成員變量FirstThunk包含1個IMAGE_THUNK_DATA結(jié)構(gòu)數(shù)組的地址?？梢钥闯?，這是兩個同名函數(shù)。IMAGE_THUNK_DATA數(shù)組結(jié)構(gòu)為：

在導(dǎo)入表加載之前，F(xiàn)irstThunk所指向的數(shù)組與OriginalFirstThunk指向的數(shù)組有相同的內(nèi)容，都包含了要導(dǎo)入的函數(shù)的名稱和序號。而在導(dǎo)入表加載之后，F(xiàn)irstThunk所指向的數(shù)組所包含的內(nèi)容就變成了要導(dǎo)入函數(shù)的實際地址。

這樣，通過 PE文件頭，一路找尋，最終找到了 API函數(shù)的入口點，從而可以為Hook操作所用。

2 Hook在進(jìn)程監(jiān)控的應(yīng)用

利用進(jìn)程Hook操作可以實現(xiàn)對特定進(jìn)程的監(jiān)控，對目標(biāo)實現(xiàn)限時、關(guān)閉、暫停的操作。監(jiān)控可以通過定期獲得系統(tǒng)當(dāng)前進(jìn)程的快照隊列完成，而每次將隊列中進(jìn)程名逐個與監(jiān)控目標(biāo)進(jìn)程名作比較，不一致就調(diào)用隊列的下一個進(jìn)程；一致則對其進(jìn)行相應(yīng)控制。對系統(tǒng)當(dāng)前進(jìn)程的掌握可以借助ToolHelp API的幾個函數(shù)完成。首先是 CreateToolhelp32 Snapshot函數(shù)，它的結(jié)構(gòu)是：

參數(shù)dwFlags：DWORD根據(jù)用戶針對的目標(biāo)類型不同而采取不同設(shè)置，對進(jìn)程、線程、進(jìn)程的堆列表、進(jìn)程的模塊列表進(jìn)行信息捕獲時分別對應(yīng)的設(shè)置值為：TH32CS_SNAPPROCESS、TH32CS_SNAPTHREAD、TH32CS_SNAPHEAPLIS、TH32CS_SNAPMODULE。

利用以上 2個函數(shù)可以實現(xiàn)對系統(tǒng)當(dāng)前進(jìn)程隊列的遍歷，Process32First捕獲隊列中首個進(jìn)程的信息，Process32Next則對下一個進(jìn)程操作。其中參數(shù) hSnapshot返回CreateToolhelp32Snapshot函數(shù)建立的當(dāng)前進(jìn)程快照的句柄；有了快照，還要設(shè) 1個存放它們的所在，于是又有了 1個PROCESSENTRY32結(jié)構(gòu)體來承擔(dān)這項工作，而參數(shù)LPPROCESSENTRY32就充當(dāng)指向結(jié)構(gòu) PROCESSENTRY32的指針。

對進(jìn)程的控制用到OpenProcess函數(shù)和TerminateProcess函數(shù)。它們的結(jié)構(gòu)分別為：

HANDLE OpenProcess(DWORD dwDesiredAccess，BOOL bInheritHandle，DWORD dwProcessId)；

BOOL TerminateProcess(HANDLE hProcess；UINT uExit-Code)；

OpenProcess函數(shù)用來獲得要訪問進(jìn)程的句柄，參數(shù)dwDesiredAccess存放目標(biāo)進(jìn)程的訪問權(quán)限，參數(shù)bInheritHandle表示所得到的目標(biāo)進(jìn)程的句柄能否被繼承，參數(shù)dwProcessId表示目標(biāo)進(jìn)程的PID值。

TerminateProcess函數(shù)用來無延時地終止特定進(jìn)程，參數(shù)HANDLE hProcess的值即目標(biāo)進(jìn)程的句柄，這個值要從Open Process函數(shù)獲得；參數(shù)uExitCode負(fù)責(zé)接收代碼退出值。

在進(jìn)行進(jìn)程操作時，先要調(diào)用 OpenProcess函數(shù)，接著再調(diào)用 TerminateProcess函數(shù)，一般使用完進(jìn)程句柄后，應(yīng)調(diào)用CloseHandle函數(shù)把它關(guān)閉，否則會造成句柄泄漏，降低系統(tǒng)效率。

實際上，如果對 OpenProcess函數(shù)進(jìn)行 Hook操作，能達(dá)到進(jìn)程免殺的效果。在進(jìn)程的眾多屬性中，只有 ProcessId值是唯一的，只有它能準(zhǔn)確標(biāo)識進(jìn)程。當(dāng)對 OpenProcess函數(shù)實施Hook，一旦OpenProcess函數(shù)被調(diào)用，我們就可以截獲它的調(diào)用信息，判斷被調(diào)用的 ProcessId值與設(shè)置的進(jìn)程 ID是否一致，只要一致，就為調(diào)用程序返回 1個錯誤值，這樣系統(tǒng)始終無法獲得我們的進(jìn)程句柄，也就無法停止它。這在實現(xiàn)進(jìn)程監(jiān)控和植入木馬的應(yīng)用上都是有效方法。

3 遠(yuǎn)程注入DLL

在進(jìn)程加載 DLL庫的過程中，要涉及到 LoadLibrary(lpFileName)函數(shù)，它返回DLL的句柄。而與之經(jīng)常配合使用的是 GetProcAddress(Hinstance，lpname)函數(shù)，其中參數(shù)Hinstance獲得 LoadLibrary函數(shù)返回的句柄，參數(shù) Ipname為文件名，最終的返回值為動態(tài)鏈接庫的地址。這2個函數(shù)均為動態(tài)調(diào)用，即只有當(dāng)需要調(diào)用它們時，才將函數(shù)實例引入。LoadLibrary函數(shù)可以對應(yīng)不同類型的 DLL 庫，而GetProcAddress函數(shù)對應(yīng)不同的實例。一旦調(diào)用鏈接庫失敗，不影響程序的運行。

但是，當(dāng)外部進(jìn)程要調(diào)用 LoadLibrary函數(shù)以實現(xiàn)加載DLL目的時，因為沒有訪問權(quán)限不能直接使用。這時可以使用CreateRemoteThread函數(shù)來建立遠(yuǎn)程線程，它能夠在其他進(jìn)程地址空間中創(chuàng)建線程。CreateRemoteThread函數(shù)不僅實現(xiàn)跨進(jìn)程地址空間訪問的目的，而且它的參數(shù) IpParameter是指向線程操作函數(shù)的指針，這與LoadLibrary函數(shù)的IpFileName參數(shù)有異曲同工的效果，這樣在完成遠(yuǎn)程線程的建立后又可以用LoadLibrary函數(shù)實現(xiàn)線程操作?！?/p>

［1］ Evil. eagle PE文件結(jié)構(gòu)詳解(四)PE導(dǎo)入表[EB/OL].http：//blog.csdn.net/evileagle/article/details/12357155.2013.

［2］ Qxiniu. Windows下 Hook API技術(shù)[EB/OL]. http：//wenku.baidu.com/link?url＝hl3FowyNyM8kIfKfg4ur_vj0rcligYxccbEtCQNpY3dADCH528tYu2n2Ut-9BC9LXTYrqQT7wuVFAznpO3GGXcT2bAQWJnQheUhFUh ZRxK. 2010.

［3］ 天堂水. 2009 Windows下Hook API技術(shù)小結(jié)[EB/OL].http：//www.cnblogs.com/heavenwater/articles/1527446.html. 2009.