Windows开机登录认证与Gina DLL

Windows的开机密码认证模块一般是由Gina DLL完成的。在NT/2000中交互式的登陆支持是由WinLogon调用GINA DLL实现的，GINA DLL提供了一个交互式的界面为用户登陆提供认证请求。

1.Gina原理

WinLogon会和GINA DLL进行交互，缺省是MSGINA.DLL(在System32目录下)。微软同时也为我们提供了接口，我们可以自己编写GINA DLL来代替MSGINA.DLL。
WinLogon初始化时会创建3个桌面：

(1) winlogon桌面：主要显示Windows 安全等界面，如你按下CTRL+ALT+DEL,登陆的界面等

(2) 应用程序桌面：我们平时见到的那个有我的电脑的界面

(3) 屏幕保护桌面：屏幕保护显示界面。
在默认情况下，GINA显示登陆对话框，用户输入用户名及密码 。所以要获得用户名和密码 ，则可以写一个新的GINA DLL，其中提供接口调用msgina.dll的函数WlxLoggedOutSAS。
2.Gina DLL导出函数
在NT/2000 中交互式的登陆支持是由WinLogon调用GINA DLL实现的，GINA DLL提供了一个交互式的界面为用户登陆提供认证请求。GINA DLL要输出下列函数(Winlogon会调用)：
(1) WlxActivateUserShell：激活用户外壳程序。

(2) WlxDisplayLockedNotice：允许GINA DLL显示锁定信息。

(3) WlxDisplaySASNotice：当没有用户登陆时，Winlogon调用此函数。

(4) WlxDisplayStatusMessage：Winlogon用一个状态信息调用此函数进行显示。

(5) WlxGetStatusMessage：Winlogon 调用此函数获取当前状态信息。

(6) WlxInitialize：针对指定的窗口位置进行GINA DLL初始化。

(7) WlxIsLockOk：验证工作站正常锁定。

(8) WlxIslogoffOk：验证注销正常。

(9) WlxLoggedOnSAS：用户已登陆并且工作站没有被加锁，如果此时接收到SAS事件，则Winlogon 调用此函数。

(10) WlxLoggedOutSAS：没有用户登陆，如果此时收到SAS事件，则Winlogon调用此函数。

(11) WlxLogoff：请求注销操作时通知GINA DLL。

(12) WlxNegotiate：表示当前的Winlogon版本是否能使用GINA DLL。

(13) WlxNetworkProviderLoad：在加载网络服务提供程序收集了身份和认证信息后，Winlogon 调用此函数。

(14) WlxRemoveStatusMessage：Winlogon调用此函数告诉GINA DLL停止显示状态信息。

(15) WlxScreensaverNotify：允许GINA与屏幕保护操作交互。

(16) WlxShutdown：在关闭之前Winlogon 调用此函数，允许GINA实现任何关闭任务，例如从读卡器中退出智能卡。

(17) WlxStartApplication：当系统需要在用户的上下文中启动应用程序时调用此函数。

(18) WlxWkstaLockedSAS：当工作站被锁定，如果接收到一个SAS，则Winlogon调用此函数。

我们通过对上述的18个基本函数进行重写，来实现USB身份认证系统的Windows登录身份认证。
3. Gina DLL原型代码

// USBGina.cpp : 定义 DLL 应用程序的导出函数。
//

#include "stdafx.h"

#define REALGINA_PATH      TEXT("MSGINA.DLL")

// Winlogon函数分配表
PWLX_DISPATCH_VERSION_1_0 g_pWinlogon;

// DLL地址
HINSTANCE hDllInstance;

// Winlogon的句柄
HANDLE hGlobalWlx;

// WLX_VERSION_1_0
PFWLXNEGOTIATE                pfWlxNegotiate;
PFWLXINITIALIZE               pfWlxInitialize;
PFWLXDISPLAYSASNOTICE         pfWlxDisplaySASNotice;
PFWLXLOGGEDOUTSAS             pfWlxLoggedOutSAS;
PFWLXACTIVATEUSERSHELL        pfWlxActivateUserShell;
PFWLXLOGGEDONSAS              pfWlxLoggedOnSAS;
PFWLXDISPLAYLOCKEDNOTICE      pfWlxDisplayLockedNotice;
PFWLXWKSTALOCKEDSAS           pfWlxWkstaLockedSAS;
PFWLXISLOCKOK                 pfWlxIsLockOk;
PFWLXISLOGOFFOK               pfWlxIsLogoffOk;
PFWLXLOGOFF                   pfWlxLogoff;
PFWLXSHUTDOWN                 pfWlxShutdown;

// WLX_VERSION_1_1
PFWLXSTARTAPPLICATION         pfWlxStartApplication  = NULL;
PFWLXSCREENSAVERNOTIFY        pfWlxScreenSaverNotify = NULL;

// WLX_VERSION_1_3
PFWLXNETWORKPROVIDERLOAD      pfWlxNetworkProviderLoad  = NULL;
PFWLXDISPLAYSTATUSMESSAGE     pfWlxDisplayStatusMessage = NULL;
PFWLXGETSTATUSMESSAGE         pfWlxGetStatusMessage     = NULL;
PFWLXREMOVESTATUSMESSAGE      pfWlxRemoveStatusMessage  = NULL;

// DLL应用程序入口点
BOOL APIENTRY DllMain(HMODULE hModule, DWORD  ul_reason_for_call, LPVOID lpReserved)
{
switch (ul_reason_for_call)
{
case DLL_PROCESS_ATTACH:
hDllInstance = hModule;
case DLL_THREAD_ATTACH:
case DLL_THREAD_DETACH:
case DLL_PROCESS_DETACH:
break;
}
return TRUE;
}

// 系统初始化，在WlxNegotiate中被调用
BOOL MyInitialize(HINSTANCE hDll, DWORD dwWlxVersion)
{
// 系统初始化，从msgina.dll中HOOK WLX_VERSION_1_0中的函数
pfWlxNegotiate = (PFWLXNEGOTIATE) GetProcAddress(hDll, "WlxNegotiate");
if (!pfWlxNegotiate)
{
return FALSE;
}

pfWlxInitialize = (PFWLXINITIALIZE) GetProcAddress(hDll, "WlxInitialize");
if (!pfWlxInitialize)
{
return FALSE;
}

pfWlxDisplaySASNotice = (PFWLXDISPLAYSASNOTICE) GetProcAddress(hDll,
"WlxDisplaySASNotice");
if (!pfWlxDisplaySASNotice)
{
return FALSE;
}

pfWlxLoggedOutSAS = (PFWLXLOGGEDOUTSAS) GetProcAddress(hDll,
"WlxLoggedOutSAS");
if (!pfWlxLoggedOutSAS)
{
return FALSE;
}

pfWlxActivateUserShell = (PFWLXACTIVATEUSERSHELL) GetProcAddress(hDll,
"WlxActivateUserShell");
if (!pfWlxActivateUserShell)
{
return FALSE;
}

pfWlxLoggedOnSAS = (PFWLXLOGGEDONSAS) GetProcAddress(hDll, "WlxLoggedOnSAS");
if (!pfWlxLoggedOnSAS)
{
return FALSE;
}

pfWlxDisplayLockedNotice = (PFWLXDISPLAYLOCKEDNOTICE) GetProcAddress(hDll,
"WlxDisplayLockedNotice");
if (!pfWlxDisplayLockedNotice)
{
return FALSE;
}

pfWlxIsLockOk = (PFWLXISLOCKOK) GetProcAddress(hDll, "WlxIsLockOk");
if (!pfWlxIsLockOk)
{
return FALSE;
}

pfWlxWkstaLockedSAS = (PFWLXWKSTALOCKEDSAS) GetProcAddress(hDll,
"WlxWkstaLockedSAS");
if (!pfWlxWkstaLockedSAS)
{
return FALSE;
}

pfWlxIsLogoffOk = (PFWLXISLOGOFFOK) GetProcAddress(hDll, "WlxIsLogoffOk");
if (!pfWlxIsLogoffOk)
{
return FALSE;
}

pfWlxLogoff = (PFWLXLOGOFF) GetProcAddress(hDll, "WlxLogoff");
if (!pfWlxLogoff)
{
return FALSE;
}

pfWlxShutdown = (PFWLXSHUTDOWN) GetProcAddress(hDll, "WlxShutdown");
if (!pfWlxShutdown)
{
return FALSE;
}

// HOOK WLX_VERSION_1_1版本的新函数。
if (dwWlxVersion > WLX_VERSION_1_0)
{
pfWlxStartApplication = (PFWLXSTARTAPPLICATION) GetProcAddress(hDll,
"WlxStartApplication");
if (!pfWlxStartApplication)
{
return FALSE;
}

pfWlxScreenSaverNotify = (PFWLXSCREENSAVERNOTIFY) GetProcAddress(hDll,
"WlxScreenSaverNotify");
if (!pfWlxScreenSaverNotify)
{
return FALSE;
}
}

// HOOK WLX_VERSION_1_3版本的新函数
if (dwWlxVersion > WLX_VERSION_1_2)
{
pfWlxNetworkProviderLoad = (PFWLXNETWORKPROVIDERLOAD) GetProcAddress(hDll,
"WlxNetworkProviderLoad");
if (!pfWlxNetworkProviderLoad)
{
return FALSE;
}

pfWlxDisplayStatusMessage = (PFWLXDISPLAYSTATUSMESSAGE) GetProcAddress(hDll,
"WlxDisplayStatusMessage");
if (!pfWlxDisplayStatusMessage)
{
return FALSE;
}

pfWlxGetStatusMessage = (PFWLXGETSTATUSMESSAGE) GetProcAddress(hDll,
"WlxGetStatusMessage");
if (!pfWlxGetStatusMessage)
{
return FALSE;
}

pfWlxRemoveStatusMessage = (PFWLXREMOVESTATUSMESSAGE) GetProcAddress(hDll,
"WlxRemoveStatusMessage");
if (!pfWlxRemoveStatusMessage)
{
return FALSE;
}
}

// HOOK新版本的函数

// 所有的HOOK都成功
return TRUE;
}

BOOL WINAPI WlxNegotiate(DWORD dwWinlogonVersion, DWORD * pdwDllVersion)
{
HINSTANCE hDll = NULL;

if (!(hDll = LoadLibrary(REALGINA_PATH)))
{
return FALSE;
}

if(MyInitialize(hDll, dwWinlogonVersion) == TRUE)
{
return pfWlxNegotiate(dwWinlogonVersion, pdwDllVersion);
}

return FALSE;
}

BOOL WINAPI WlxInitialize(LPWSTR  lpWinsta, HANDLE  hWlx, PVOID   pvReserved,
PVOID   pWinlogonFunctions, PVOID * pWlxContext)
{
g_pWinlogon = (PWLX_DISPATCH_VERSION_1_0) pWinlogonFunctions;
hGlobalWlx = hWlx;
return pfWlxInitialize(lpWinsta, hWlx, pvReserved, pWinlogonFunctions, pWlxContext);
}

void WINAPI WlxDisplaySASNotice(PVOID pWlxContext)
{
pfWlxDisplaySASNotice(pWlxContext);

g_pWinlogon->WlxDialogBoxParam(hGlobalWlx, hDllInstance, (LPTSTR)
MAKEINTRESOURCE(IDD_LOGON_DLG), NULL, LogonDlgProc, 0);
}

int WINAPI WlxLoggedOutSAS(PVOID pWlxContext, DWORD dwSasType,
PLUID pAuthenticationId, PSID pLogonSid, PDWORD pdwOptions,
PHANDLE phToken, PWLX_MPR_NOTIFY_INFO pMprNotifyInfo, PVOID * pProfile)
{
// 用标准Windows的密码方式登录
return pfWlxLoggedOutSAS(pWlxContext, dwSasType, pAuthenticationId, pLogonSid,
pdwOptions, phToken, pMprNotifyInfo, pProfile);
}

BOOL WINAPI WlxActivateUserShell (PVOID pWlxContext, PWSTR pszDesktopName,
PWSTR pszMprLogonScript, PVOID pEnvironment)
{
// 用标准Windows的密码方式登录，调用MSGINA.DLL中的函数
return pfWlxActivateUserShell(pWlxContext, pszDesktopName, pszMprLogonScript,
pEnvironment);
}

int WINAPI WlxLoggedOnSAS (PVOID pWlxContext, DWORD dwSasType, PVOID pReserved)
{
return pfWlxLoggedOnSAS(pWlxContext, dwSasType, pReserved);
}

void WINAPI WlxDisplayLockedNotice(PVOID pWlxContext)
{
pfWlxDisplayLockedNotice(pWlxContext);

wcscpy(account.strUsername, TEXT(""));
wcscpy(account.strPassword, TEXT(""));
account.bLogonStatus = FALSE;

g_pWinlogon->WlxDialogBoxParam(hGlobalWlx, hDllInstance, (LPTSTR)
MAKEINTRESOURCE(IDD_LOGON_DLG), NULL, LogonDlgProc, 0);
}

BOOL WINAPI WlxIsLockOk(PVOID pWlxContext)
{
return pfWlxIsLockOk(pWlxContext);
}

int WINAPI WlxWkstaLockedSAS(PVOID pWlxContext, DWORD dwSasType)
{
return pfWlxWkstaLockedSAS(pWlxContext, dwSasType);
}

BOOL WINAPI WlxIsLogoffOk(PVOID pWlxContext)
{
return pfWlxIsLogoffOk(pWlxContext);
}

void WINAPI WlxLogoff(PVOID pWlxContext)
{
pfWlxLogoff(pWlxContext);
}

void WINAPI WlxShutdown(PVOID pWlxContext, DWORD ShutdownType)
{
pfWlxShutdown(pWlxContext, ShutdownType);
}

// WLX_VERSION_1_1版
BOOL WINAPI WlxScreenSaverNotify(PVOID pWlxContext, BOOL * pSecure)
{
return pfWlxScreenSaverNotify(pWlxContext, pSecure);
}

BOOL WINAPI WlxStartApplication(PVOID pWlxContext, PWSTR pszDesktopName,
PVOID pEnvironment, PWSTR pszCmdLine)
{
return pfWlxStartApplication(pWlxContext, pszDesktopName, pEnvironment, pszCmdLine);
}

// WLX_VERSION_1_3版
BOOL WINAPI WlxNetworkProviderLoad(PVOID pWlxContext, PWLX_MPR_NOTIFY_INFO
pNprNotifyInfo)
{
return pfWlxNetworkProviderLoad(pWlxContext, pNprNotifyInfo);
}

BOOL WINAPI WlxDisplayStatusMessage (PVOID pWlxContext, HDESK hDesktop,
DWORD dwOptions, PWSTR pTitle, PWSTR pMessage)
{
return pfWlxDisplayStatusMessage(pWlxContext, hDesktop, dwOptions, pTitle, pMessage);
}

BOOL WINAPI WlxGetStatusMessage(PVOID pWlxContext, DWORD * pdwOptions,
PWSTR pMessage, DWORD dwBufferSize)
{
return pfWlxGetStatusMessage(pWlxContext, pdwOptions, pMessage, dwBufferSize);
}

BOOL WINAPI WlxRemoveStatusMessage(PVOID pWlxContext)
{
return pfWlxRemoveStatusMessage(pWlxContext);
}

4. Gina DLL安装

（1） 添加注册表

（2） 键名：HKEY_LOCAL_MACHINE\Software\Microsoft\Windows NT\

（3） CurrentVersion\Winlogon\

（4） 变量名：GinaDLL

（5） 变量类型：[REG_SZ]

（6） 内容：Yourname.dll

（7） 将Gina DLL(Yourname.dll)拷贝到系统目录下(system32)。

（8） 重新启动计算机， Gina DLL(Yourname.dll)就会运行。
5. 结语
以上，Gina DLL就完成，重启之后就可以看到，尽管这个原型调用的是Windows的msgina.dll里面的函数，但是事实上所有的函数已经被我们Hook了，在调用系统函数之前必然会经过我们的函数。以下是与本主题相关信息：

（1）可以通过WlxLoggedOnSAS来屏蔽Windows操作系统下的Ctrl+Alt+Del。

（2）可以在WlxLoggedOutSAS中截获用户登录的用户名以及密码。

（3）通过此原型，可以实现一些个性化的开机认证，包括用指纹（例如ThinkPad笔记本电脑），以及特定的USB才能登录等等。