HOOK(钩子技术)
这里的hook我理解的意思就是通过拦截指令,将指令换成自己想要的指令,从而做道绕过原本的程序指令,要修改这个指令,要用汇编技术,从二进制入手。
扩展:
木马病毒之所以会被拦截掉,是因为现在的安全软件在内核中的HOOK了大量的关键位置,使得病毒木马的进程、文件、网络行为都将受到监控,一举一动都难逃杀软的眼睛,想要拦截易如反掌。
商业软件通过逆向分析和lnline HOOK,可以篡改掉商业软件的注册校验机制,让校验函数返回成功,绕开软件的限制。
系统漏洞如何被补丁修复的:统一通过Inline HOOK,操作系统能够修改原来有bug的代码,转而执行修复后的新版本,解决系统漏洞。
总结:
以上就是要介绍的全部HOOK技术了。当然有HOOK,就有反HOOK,很多安全软件都会检查关键的位置是否被篡改。不仅如此,因为流氓软件随意修改系统,Windows从Win7 x64开始加入了PatchGuard机制,针对操作系统核心数据结构都加入了定时检测机制,一旦发现被篡改,立刻蓝屏给你看,而且在随着系统升级换代,这个检查的粒度和强度变得越来越强。
Inline HOOK(内联HOOK)
以下是我自己个人的理解:
这里也就是直接截取指令消息,从而实现自己的目的
Inline HOOK(内联HOOK)的目标就是直接修改程序编译后的指令,属于最基础也最常见的HOOK技术。
IAT挂钩
以下是我自己个人的理解:
这里就要和dll劫持漏洞有点相似了,这里因为程序会调用很多dll进行操作,而为了方便调用这些dll,所以会有一个PE文件的导入表IAT存在,而我们要做的,则是修改IAT表中的参数地址,从而实现自己的操作,比如实现自己的dll文件运行。
一个程序的所有代码一般不会全部都编译到一个模块中,分拆到不同的模块既有利于合作开发,也有利于代码管理,降低耦合。
动态链接库就提供了这样的能力,将不同的模块编译成一个个的动态库文件,在使用时引入调用。
在Windows平台上,动态链接库一般以DLL文件的形式存在,主程序模块一般是EXE文件形式存在。无论是EXE还是DLL,都是属于PE文件。
一个模块引用了哪些模块的哪些函数,是被记录在PE文件的导入表IAT中。这个表格位于PE文件的头部,里面记录了模块的名字,函数的名字。
在模块加载时,模块加载器将解析对应函数的实际地址,填入到导入表中。
通过修改导入表IAT中函数的地址,这种HOOK叫IAT HOOK。
SEH 钩子
以下是我自己个人的理解:
这里的意思就是在操作系统异常是,操作系统会向上报告错误,如果上级处理不了,就会报告给上上级,要是一直处理不了,则会弹出一个报错对话框,而我们要修改的也正是这异常处理器中记录的函数指针,当异常发生时就能获得执行,从而劫持到执行流!因为这些异常处理器都位于线程的栈空间,修改起来并非难事。
SEH是Windows操作系统上结构化异常处理的缩写,在代码中通过try/except来捕获异常时,操作系统将会在线程的栈空间里安置一个异常处理器(其实就是一个数据结构),里面定义了发生异常时该去执行哪里的代码处理异常。
异常处理可以多级嵌套,那多个异常处理就构成了一个链表,存在于栈空间之上。
当发生异常时,操作系统系统就从最近的异常处理器进行寻求处理,如果能处理则罢了,不能处理就继续寻求更上一级的异常处理器,直到找到能处理的异常处理器。如果都没法处理,那对不起,只好弹出那个经典的报错对话框,进程崩溃。
SEH HOOK针对的目标就是修改这些异常处理器中记录的函数指针,当异常发生时就能获得执行,从而劫持到执行流!因为这些异常处理器都位于线程的栈空间,修改起来并非难事。
C++ 可触发的 HOOK
以下是我自己个人的理解:
这里也就是修改用c++写的程序中的虚函数表中的地址,从而实现自己的目的
C++是一门面向对象的编程语言,支持面向对象的三大特性:封装性、继承性、多态性。
其中的多态性,各个C++编译器基本上都是通过一种叫虚函数表的机制来实现。
下面通过一个实际的例子来感受一下虚函数表在C++多态性上发挥的作用。
#include <iostream> using namespace std; class Animal { public: virtual void breathe() { cout << "Animal breathe" << endl; } virtual void eat() { cout << "Animal eat" << endl; } }; class Fish : public Animal { public: virtual void breathe() { cout << "Fish breathe" << endl; } virtual void eat() { cout << "Fish eat" << endl; } }; class Cat : public Animal { public: virtual void breathe() { cout << "Cat breathe" << endl; } virtual void eat() { cout << "Cat eat" << endl; } }; int main() { Animal* animal = nullptr; Fish* fish = new Fish(); Cat* cat = new Cat(); animal = fish; animal->breathe(); animal->eat(); cout << "--------------" << endl; cout << "sizeof(fish) = " << sizeof(fish) << endl; cout << "sizeof(cat) = " << sizeof(cat) << endl; cout << "--------------" << endl; animal = cat; animal->breathe(); animal->eat(); delete fish; delete cat; return 0; } |
输出:
通过上面的输出,可以看到,fish和cat对象都只占据4个字节。因为这两个类都没有成员变量,唯一需要存储的就是一个虚函数表指针。
以cat对象为例,看一下它的地址,是0x005cfc30:
看一下这个地址起始的4个字节,是什么:
虚表指针是0x000d9b90(这里需要注意字节顺序)。
通过这个地址,找到虚函数表,里面有两个函数地址:
查看这两个地址,都是指向了一个jmp指令,分别跳到了Cat类的两个虚函数。
通过上面的实例,总结一下对象、虚函数表和虚函数代码之间的关系如下图所示:
每个包含虚函数的类对象,在内存中都有一个指针,位于对象头部,指向的是一个虚函数表,表中的每一项都是虚函数地址。
类继承后,如果重写了父类的虚函数,子类对象指向的表格中对应函数的地址将会更新为子类的函数。
这样,使用父类指针指向子类对象,通过指针调用虚函数时,就能调用到子类重写的虚函数,从而实现多态性。
既然是记录函数地址的表格,那就有存在被篡改的可能,这就是C++ virtable HOOK。
通过篡改对应虚函数的地址,实现对相应函数调用的拦截。
实施这种HOOK,需要逆向分析目标C++对象的结构,掌握虚函数表中各个函数的位置,才能精准打击。
上面几种HOOK,修改的都是应用层的函数指针,而操作系统内核中还有一些非常重要的表格,它们的表项中记录了一些更加关键的函数,HOOK这些表格中的函数是非常高危的操作,操作不当将导致操作系统崩溃。当然,高风险高回报,HOOK这些函数,能实现一些非常强大的功能,是病毒、木马、安全软件非常爱干的事情。
SSDT 挂钩
以下是我自己个人的理解:
因为操作系统会提供给程序API接口,来进行消息交互,而在操作系统中,会将所有的系统服务函数地址存放在一张表中,而这张表在windows中叫做SSDT,我们要修改的也正是这张表中的函数地址,从而实现自己的操作。
系统调用是操作系统提供给应用程序的编程接口API,应用程序通过这些API得以操作计算机的资源(如进程、网络、文件等)。
执行系统调用的时候,CPU将从用户模式切换到内核模式,进入内核后,将会根据系统调用的API编号,去找到对应的系统服务函数,实现对应API的功能。
操作系统将所有的系统服务函数地址,存放在了一个表格中,这个表格就是系统服务描述符表。在Linux上,这个表格的名字叫sys_call_table,在Windows上,它叫KeServiceDescriptorTable,简称SSDT。
Windows上的SSDT向来是兵家必争之地,安全软件为了监控应用程序的行为,通常都会替换SSDT表格中的系统服务函数地址为它们的函数。当系统调用触发时,安全软件将会及时知晓,并通过应用程序的参数来判定是否“放行”这次调用。
IDT 挂钩
以下是我自己个人的理解:
这里是在CPU异常的情况下,会根据知道好的函数跳转道哪里去的操作,而该转向哪里去处理这些情况的函数地址,而这些地址会存放道一张表中,让CPU进行查阅,而这里有所不同的是,CPU异常后可能跳转的次数有点多,所有会有多种表存放了跳转的函数地址,所以我们要进行修改的话必须知道每张表中的函数地址,这样我们才可以进行函数地址的修改,从而实现自己的操作。
内核中除了记录系统服务的SSDT,还有一个非常重要的表格:中断描述符表IDT。
IDT用于记录CPU执行过程中遇到中断、异常等情况时,该转向哪里去处理这些情况的函数地址。
HOOK IDT有一个注意事项,不同于SSDT是全局唯一的,IDT是与CPU核心紧密相关的,对于多核处理器,会对应多个IDT表。如果想通过HOOK IDT中的函数来搞事情的话,可能需要同时处理多个表。
除了直接修改函数指令和修改函数指针之外,还有一类特殊的HOOK,它们通过系统提供的机制拦截某些消息、通知,从而有机会介入监听、拦截。
IRP HOOK
以下是我自己个人的理解:
这个hook技术就是去截获驱动程序发送出去的消息并进行篡改,从而实现自己想要的操作
在Windows系统上,用户程序和内核驱动之间的交互是通过一种称为IRP的数据结构实现的,你可以简单将其理解为应用程序发送了一个消息下去,这个消息就是一个IRP。
而接收消息的目标,是驱动程序创建的设备Device。注意,这个设备不一定是物理设备,也可能完全不存在的虚拟设备,驱动程序可以任意创建一个不存在的设备。
Windows内核中提供了驱动设备的挂载操作,允许别的驱动程序对指定设备进行挂载,从而可以截获发送给该设备的“消息”,这种HOOK方式被称为IRP HOOK。
国内一些安全软件为了互相攻击,经常用这种方式拦截对方驱动程序的消息,从而可以“保护”自己不被对方干掉。
TDI HOOK && NDIS HOOK
以下是我自己个人的理解:
这里就是在windows内核中的网络结构层次中进行截获消息,之所以能够截获消息,是因为TDI和NDIS这两个标准的接口,因为这两个接口可以用来被理解成事用来分别向各层传递消息用的,而windows为了扩展支持,允许类似防火墙之类的软件通过这些接口接入,从而能够截获到网络通信流量,进行安全审计,而我们也正是装了这个空子,从而截获指令消息
这两种HOOK方式与Windows内核中的网络子系统密切相关。
Windows内核中的网络结构是分层式设计。从最上层的API socket层、到TCP/IP协议栈层、再到底层的网卡驱动程序,分了很多个层次。
而层与层之间的交互,是通过一系列标准接口来实现的,其中最重要的两个接口标准就是TDI和NDIS。TDI封装了不同协议栈的差异(Windows不止支持TCP/IP协议栈)提供给上层统一的调用接口。NDIS则封装了底层不同网卡的驱动程序接口差异,提供给上层统一的收发数据包接口。
Windows为了扩展性支持,允许类似防火墙之类的软件通过这些接口接入,从而能够截获到网络通信流量,进行安全审计。
既然开了这些接口,一些流氓软件和木马病毒也就盯上了它们,通过这些接口就能轻松监听、篡改网络数据,达到邪恶的目的。
Windows Message HOOK
以下是我自己个人的理解:
这个就是应用与程序中的,我们日常应用程序时,程序和系统之间会有交互的,而windows通过开启API接口和这些程序进行交互消息,而也正是因为API接口的开启,使得我们可以截获指令消息从而篡改
Windows操作系统的UI交互是以消息来驱动的,用户的键盘输入、鼠标操作都会被操作系统以消息的形式发送到各个应用程序处理。
Windows提供了API接口,可以被程序用于捕获这些消息,从而实现一些特定的功能。
这种机制叫做Windows消息钩子,最常见的就要数键盘钩子了,在十多年前流氓软件和木马病毒大行其道的时候,这些恶意软件经常喜欢通过这种方式来监听用户的键盘输入,从而来盗取QQ密码(当然,现在肯定是不行的了)。