从应用层到MCU,看Windows处理键盘输入 [2.a.1.传球手User32.dll]

news2024/10/6 8:30:06

副标题:精准型消息断点

引言1.

前文作为系列的开篇,我们站在Notepad.exe的视角,看它接过系统传来的消息,交由Notepad的窗口处理函数(WndProc)进行处理的过程。User32.dll!DispatchMessage API是前面"系统传来"4个字中的一环,也是最靠近应用层的一环。本文从该API切入,逐渐远离熟悉的应用层。开始前先回顾1个User32.dll导出的API(也是本文的主角):

1. User32.dll!DispatchMessage。 当Notepad.exe接受到消息后,通过该API调用RegisterClassEx注册的窗口过程。

引言2.

【原本本文我想结合Ollydbg的消息断点做佐证,奈何消息断点实在有各种限制,因此我在DispatchMessage上下条件断点,更精准的达到相同目的。】

用过Ollydbg的读者一定对Ollydbg中的条件断点并不陌生,我先演示在CrackMe中下条件断点的标准流程。

2.1.查找RegisterClassEx并下断

2.2.Notepad被断点中断后,分析调用RegisterClassExW时传入的窗口类:

上图堆栈区ESP指向函数返回地址(指向notepad.exe) ;ESP+4存放传入RegisterClassExW的WNDCLASSEX结构的地址。WNDCLASS结构定义如下,域变量lpfnWndProc位于结构体中的Offset 8 Byte处:

typedef struct tagWNDCLASSEXW {
    UINT        cbSize; //4 Byte
    /* Win 3.x */
    UINT        style; //4 Byte
    WNDPROC     lpfnWndProc; //窗口过程地址
    int         cbClsExtra;
    int         cbWndExtra;
    HINSTANCE   hInstance;
    HICON       hIcon;
    HCURSOR     hCursor;
    HBRUSH      hbrBackground;
    LPCWSTR     lpszMenuName;
    LPCWSTR     lpszClassName;
    /* Win 4.0 */
    HICON       hIconSm;
} WNDCLASSEXW, *PWNDCLASSEXW, NEAR *NPWNDCLASSEXW, FAR *LPWNDCLASSEXW;

在ESP+4处右键"Follow in dump",即可在数据区查看WNDCLASSEX各个域变量的值。图中0x19FB64(WNDCLASSEX + 0x08)处存有Notepad窗口过程(WndProc)地址: 

数据区0x19FB64处右键"Follow DWORD in Disassembler",即可在指令窗口显示Notepad窗口过程的反汇编。(我用LoadMapEx加载了Notepad的map文件,因此Comment区域会显示窗口过程的符号名)

 Notepad的窗口过程位于0x0401B90(很明显该过程位于Notepad.exe 代码段内),先记录这个地址并在窗口过程入口处下断点

 2.3.给Notepad.exe窗口下条件断点.

原本想给Notepad.exe下消息断点,奈何消息断点无效(百度搜索"消息断点失效",提问者不少解答者寥寥),于是变通为给DispatchMessageA/W下条件断点。DispatchMessage的唯一参数为MSG,结构如下:

typedef struct tagMSG {
    HWND        hwnd;
    UINT        message;
    WPARAM      wParam;
    LPARAM      lParam;
    DWORD       time;
    POINT       pt;
#ifdef _MAC
    DWORD       lPrivate;
#endif
} MSG, *PMSG, NEAR *NPMSG, FAR *LPMSG;

先给DispatchMessage下个普通断点,断下后结合堆栈来拼凑成条件断点:

上图CommandBar中用于给 DispatchMessageW下断点;

堆栈区:ESP ==>指向返回地址;ESP+4指向参数MSG的地址。

在ESP+4处右键"Follow in Dump"将在数据区解析MSG各个成员:
MSG+0x00 (0x19FCD0):0x00307E4,为窗口句柄
MSG+0x04 (0x19FCD4):0x60,为消息值

这是最终条件断点的表达式: 

2.4.F9运行Ollydbg

当Notepad收到按键抬起消息时,ollydbg会中断在条件断点处。一般为了追踪处理消息的窗口过程中,Cracker此时会在Ollydbg中下内存访问断点,对于本文就是对Notepad的代码段下内存访问断点。

点击Ollydbg工具栏的"M",显示模块窗口:

 再次运行ollydbg,程序马上会暂定在Notepad的代码段中。当然也包含窗口过程所在的地址。

等等别走,还没完。此处,我提出2个调试过程中遇到的值得深思的问题:

1.如果Notepad.exe的代码量极大,窗口过程恰好位于其他dll中,那么通过下内存访问断点来定位窗口过程的方式是不是失效了?

2.有别于练手的CrackMe程序,对于多线程程序,就如Notepad.exe,设置内存访问断点后,其他线程也会访问代码段,如何从中挑选出窗口过程?这无异于引入了大量的噪声,增加的分析的难度。(简单如Notepad.exe也有15个线程)

 如何解决上述2个问题?让我们深入DispatchMessage函数。

1.USER32._InternalCallWinProc

借助前面给窗口过程下的断点,继续运行Ollydbg,Ollydbg中断。点击Ollydbg工具栏"K",查看函数调用堆栈:

第一第四栈帧有点眼熟,它显示了窗口程序在User32模块中从DispatchMessage API进入窗口过程的全过程。借助IDA为User32.dll生成map文件/Ollydbg LoadMap插件加载新生成的Map文件,可以获得相对友好的调用堆栈:

1.1. IDA生成User32.Map

IDA加载User32.dll,点击File--Produce file--Create MAP file,生成User32.map:

 

 1.2. Ollydbg加载Map

Ollydbg--Plugins--LoadMapEx--LoadMapEx加载IDA生成的MAP:

(注:一定要在User32.dll模块的地址空间中加载User32.map,否则会干扰ollydbg的分析功能.一旦干扰ollydbg的分析功能,只能通过移除分析结果来恢复)

 再次打开调用堆栈,得到较为友好的调用堆栈:

虽然图中有部分函数地址没有解析出来,但是通过单步跟踪可以得到如下调用链:

DispatchMessageW
|-->DispatchMessageWorker
    |-->UserCallWinProcCheckWow
        |-->InternalCallWinProc

同时借助泄露的win xp源码一探究竟:

UserCallWinProcCheckWow的实现位于NT\windows\core\ntuser\client\clmsg.c

LRESULT
UserCallWinProcCheckWow(
    PACTIVATION_CONTEXT pActCtx,
    WNDPROC pfn,
    HWND hwnd,
    UINT msg,
    WPARAM wParam,
    LPARAM lParam,
    PVOID pww,
    BOOL fEnableLiteHooks)
{
    BOOL fInsideHook;
    LRESULT lRet = 0;

    BEGIN_CALLWINPROC(fInsideHook, lRet)

        BOOL fOverride = fInsideHook && fEnableLiteHooks && IsMsgOverride(msg, &guah.uoiWnd.mm);

        pfn = MapKernelClientFnToClientFn(pfn);

        if (fOverride) {
            /*
             * NOTE: It is important that the same lRet is passed to all three
             * calls, allowing the Before and After OWP's to examine the value.
             */
            void * pvCookie = NULL;
            if (guah.uoiWnd.pfnBeforeOWP(hwnd, msg, wParam, lParam, &lRet, &pvCookie)) {
                goto DoneCalls;
            }

            lRet = (IsWOWProc(pfn) ? (*pfnWowWndProcEx)(hwnd, msg, wParam, lParam, PtrToUlong(pfn), KPVOID_TO_PVOID(pww)) :
                InternalCallWinProc((WNDPROC)KPVOID_TO_PVOID(pfn), hwnd, msg, wParam, lParam));

            if (guah.uoiWnd.pfnAfterOWP(hwnd, msg, wParam, lParam, &lRet, &pvCookie)) {
                // Fall through and exit normally
            }
DoneCalls:
            ;
        } else {
            lRet = (IsWOWProc(pfn) ? (*pfnWowWndProcEx)(hwnd, msg, wParam, lParam, PtrToUlong(pfn), KPVOID_TO_PVOID(pww)) :
                InternalCallWinProc((WNDPROC)KPVOID_TO_PVOID(pfn), hwnd, msg, wParam, lParam));
        }
    END_CALLWINPROC(fInsideHook)

    return lRet;
#ifdef _WIN64
    UNREFERENCED_PARAMETER(pww);
#endif // _WIN64
}

InternalCallWinProc是宏,定义于NT\windows\core\ntuser\client\callproc.h 

#define InternalCallWinProc(winproc, hwnd, message, wParam, lParam)    \
    (winproc)(hwnd, message, wParam, lParam)

其中winproc是函数指针,随之猜想,winproc可能会有机会指向Notepad.exe代码段中的某个地址。

2.精准型消息断点

先给前面猜想的结论,当UserCallWinProcCheckWow函数调用InternalCallWinProc时,winproc有机会(winproc还会指向ntdll中的回调函数)会指向Notepad的窗口过程:

 如上图,调用InternalCallWinProc,EBX指向notepad.NPWndProc。既然如此,我可以在调用InternalCallWinProc时下条件断点(我就称它为精准型消息断点)

图中ebx的取值需要根据代码段的起始/结束位置做调整。

当ollydbg中断时,结合InternalCallWinProc的函数原型可知:

EBX指向窗口过程

ESI指向接受消息的窗口 ;

EDI指向消息类型

当然,我们还能进一步编辑条件断点的条件,过滤出特定的窗口消息WM_KEYUP消息。

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