浅谈内联钩取原理与实现

2024-06-13 09:40 由蚁景网安实验室发表于 #其他

前言

导入地址表钩取的方法容易实现但是存在缺陷，若需要钩取的函数不存在导入地址表中，那么我们就无法进行钩取，出现以下几种情况时，导入函数是不会存储在导入地址表中的。

延迟加载：当导入函数还没调用时，导入函数还未写入到导入地址表中。
动态链接：使用LoadLibrary与GetProcAddress函数时，程序是显示获取函数地址的，因此不会写入到导入地址表中。
手动解析导入函数：即程序自身实现一套导入方法，那么此时也不会将导入函数写入到导入地址表中。

有一种钩取方法解决上述问题即内联钩取（inline hook）。

内联钩取(inline hook)

内联钩取实际是找到需要钩取的函数地址，这里与导入地址表钩取不同的是我们不再局限于导入地址表，而是程序中所有的函数地址都能够作为钩取的对象。

这里以CreateProcessW函数为例，在CreateProcessW函数中，第一条指令是mov edi，edi

那么根据钩取的思路，我们将mov edi，edi这条指令修改为jmp xxx（xxx为我们自定义函数的地址），那么在执行CreateaProcessW函数时即可跳转到我们的自定义函数中。

我们获取mov edi，edi指令的地址，并且将该指令篡改为jmp指令，并且把mov edi，edi指令的数据进行存储，那么在执行到CreateProcessW函数时就会执行jmp指令跳转到自定义函数中，在钩取操作时需要将指令写回，还原CreateProcessW函数的执行逻辑，就可以在钩取的同时无碍的执行程序。

那么总结一下内联钩取函数的流程

找到需要钩取的函数的指令地址，这个指令并不仅限于函数起始的指令。
将该指令篡改成跳转指令，跳转的目的就是自定义的函数。
在自定义函数内需要还原被钩取函数的指令。

因此内联钩取的实际就是修改程序执行逻辑，劫持程序的执行流程。由于32位程序与64位程序的汇编语言与寻址方式有些许差异，因此不同机器位数的程序的内联钩取方式不同。

机器码的获取

由于在篡改内存时需要将jmp xxx的机器码填写到内存中，因此做内联钩取时需要获取指令对应的机器码。在C语言中支持内联汇编，因此可以使用内联汇编然后查看对应的机器码即可。

但是直接使用visual studio编译64位程序的内联汇编代码会出错，这是因为visual studio自带的编译工具不支持x64的内联汇编。

因此需要先安装clang编译器

在项目的编译工具选择clang即可

在反汇编窗口中就有机器码了。

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32位的内联钩取

首先第一步是确定在32位程序下是如何进行跳转的，在32位情况使用跳转指令是根据偏移获取目的地址，偏移的计算公式如下

跳转偏移 = 跳转目的地址 - 当前指令地址 - 指令长度

因此jmp xxx中，xxx是偏移值而不是目的函数的绝对地址。

紧接着需要确定在32位下跳转指令的机器码是多少，用下面例子看看

void MyCreateProcess()
{

}

int main()
{

    __asm {
        jmp MyCreateProcess;
    };


}

可以看到对应的机器码为E9 EB FF FF FF

可以看到目标函数的地址为0xA71000，使用上述公式计算一下偏移为0xA71000 - 0x0A71010 - 5 = 0xffffffeb，因此E9为jmp的机器码

因此需要将待钩取函数的第一条指令修改为E9 XX XX XX XX XX，长度为5个字节

然后选择一个目标函数，这里还是使用CreateProcessW函数作为例子，需要先获取CreateProcessW函数的地址

    ...
    hMoudle = GetModuleHandleA(szDllName); //获取Kernel32.dll模块的地址
    if (hMoudle == NULL)
    {
        GetLastError();
    }
    
    pfnOld = GetProcAddress(hMoudle, funName);//获取CreateProcessW函数地址
    if (pfnOld == NULL)
    {
        GetLastError();
    }
    ...

然后需要保存原始指令，然后修改区域为可写权限，紧接着计算一下偏移把完整的指令写进到待钩取函数即可。

    ...
    //修改权限
    VirtualProtect(pfnOld, 5, PAGE_EXECUTE_READWRITE, &dwOldProtect);
    //存储原始的5个字节
    memcpy(pOrgBytes, pfnOld, 5);
    //计算需要跳转到的地址
    //跳转偏移 = 跳转目的地址 - 当前指令地址 - 指令长度
    dwAddress = (ULONGLONG)pfnNew - (ULONGLONG)pfnOld - 5;
    //将目标函数的地址写入到指令中
    memcpy(&pBuf[1], &dwAddress, 4);
    //篡改为跳转指令
    memcpy(pfnOld, pBuf, 5);
    //还原权限
    VirtualProtect(pfnOld, 5, dwOldProtect, &dwOldProtect);
    ...

64位的内联钩取

64位下的规则会与32位有差异，但是总体思路是一致的。在32位下我们采用了偏移的方式找到目标函数，在64位下可以换种方式，采用mov rax, xxx; jmp rax，将函数的绝对地址写入寄存器，然后跳转到指定寄存器的方式。

如下例子，我们首先获取自定义函数的绝对地址，紧接着将它存放于寄存器中，紧接着跳转即可。

int main()
{
    __asm {
        mov rax, 0x1122334455667788;
        jmp rax;
    };

}

可以看到mov rax, xxx; jmp rax指令的机器码为48 B8 xx xx xx xx xx xx xx xx FF E0，其中由于64位地址都是8字节的，因此需要xx需要填充8字节

因此总体代码与32位区别不大，这里需要注意的是篡改的指令长度需要根据实际进行更改。

    /*
    * 48 B8 88 77 66 55 44 33 22 11 mov rax, 0x1122334455667788
    * FF E0                         jmp rax
    * 需要12个字节进行跳转
    */

    //修改区域权限
    VirtualProtect((LPVOID)pfnOrg, 12, PAGE_EXECUTE_READWRITE, &dwOldProtect);
    //保存原有的12字节数据
    memcpy(pOrgBytes, pfnOrg, 12);
    //将HOOK函数的地址填进缓冲区
    //将目标地址拷贝到指令中
    memcpy(&pBuf[2], &pfnNew, 8);
    //篡改待钩取函数
    memcpy(pfnOrg, pBuf, 12);
    //恢复权限
    VirtualProtect((LPVOID)pfnOrg, 12, dwOldProtect, &dwOldProtect);

因此任意可以修改函数执行流程的汇编指令实际都可以例如push xxx; ret。

完整代码可以参考：

https://github.com/h0pe-ay/HookTechnology/tree/main/Hook-InlineHook

总结

优势

内联钩取相较于导入表钩取的选择性更广，可以选择任意的函数及函数内的任意指令地址。

劣势

每次都需要脱钩后再进行挂钩，影响效率
多线程写入时可能会出错

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