SSDT Hook实现内核级的进程保护
2013-06-29 17:02
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SSDT Hook效果图
加载驱动并成功Hook NtTerminateProcess函数：
当对 指定的进程进行保护后，尝试使用“任务管理器”结束进程的时候，会弹出“拒绝访问”的窗口，说明，我们的目的已经达到：
SSDT简介
SSDT 的全称是 System Services Descriptor Table，系统服务描述符表。这个表就是一个把 Ring3 的 Win32 API 和 Ring0 的内核 API 联系起来。
SSDT 并不仅仅只包含一个庞大的地址索引表，它还包含着一些其它有用的信息，诸如地址索引的基地址、服务函数个数等。
通过修改此表的函数地址可以对常用 Windows 函数及 API 进行 Hook，从而实现对一些关心的系统动作进行过滤、监控的目的。
一些 HIPS、防毒软件、系统监控、注册表监控软件往往会采用此接口来实现自己的监控模块。
SSDT结构
SSDT即系统服务描述符表，它的结构如下(参考《Undocument Windows 2000 Secretes》第二章):// KSYSTEM_SERVICE_TABLE 和 KSERVICE_TABLE_DESCRIPTOR
// 用来定义 SSDT 结构
typedef struct _KSYSTEM_SERVICE_TABLE
{
PULONG ServiceTableBase; // SSDT (System Service Dispatch Table)的基地址
PULONG ServiceCounterTableBase; // 用于 checked builds, 包含 SSDT 中每个服务被调用的次数
ULONG NumberOfService; // 服务函数的个数, NumberOfService * 4 就是整个地址表的大小
ULONG ParamTableBase; // SSPT(System Service Parameter Table)的基地址
} KSYSTEM_SERVICE_TABLE, *PKSYSTEM_SERVICE_TABLE;
typedef struct _KSERVICE_TABLE_DESCRIPTOR
{
KSYSTEM_SERVICE_TABLE ntoskrnl; // ntoskrnl.exe 的服务函数
KSYSTEM_SERVICE_TABLE win32k; // win32k.sys 的服务函数(GDI32.dll/User32.dll 的内核支持)
KSYSTEM_SERVICE_TABLE notUsed1;
KSYSTEM_SERVICE_TABLE notUsed2;
}KSERVICE_TABLE_DESCRIPTOR, *PKSERVICE_TABLE_DESCRIPTOR; 内核中有两个系统服务描述符表,一个是KeServiceDescriptorTable(由ntoskrnl.exe导出),一个是KeServieDescriptorTableShadow(没有导出)。两者的区别是，KeServiceDescriptorTable仅有ntoskrnel一项，KeServieDescriptorTableShadow包含了ntoskrnel以及win32k。一般的Native API的服务地址由KeServiceDescriptorTable分派，gdi.dll/user.dll的内核API调用服务地址由KeServieDescriptorTableShadow分派。还有要清楚一点的是win32k.sys只有在GUI线程中才加载，一般情况下是不加载的，所以要Hook KeServieDescriptorTableShadow的话，一般是用一个GUI程序通过IoControlCode来触发(想当初不明白这点，蓝屏死机了N次都想不明白是怎么回事)。
SSDT HOOK原理
关于内核 Hook 有多种类型，下面也给出一副图示：
SSDT HOOK只是其中一种Hook技术，本篇文章主要讲解SSDT Hook的使用。
SSDT HOOK原理图
通过Kernel Detective工具，我们可以发现，SSDT Hook前后，NtTerminateProcess的当前地址会发生变化，其中，变化后的当前地址：0xF885A110为我们自定义的Hook函数（即：HookNtTerminateProcess）的地址。这样，以后每次执行NtTerminateProcess的时候，就会根据执行“当前地址”所指向的函数了，这也就是SSDT Hook的原理。
另外，看雪的"堕落天才"写的不错，我直接引用下：
SSDT HOOK 的原理其实非常简单，我们先实际看看KeServiceDescriptorTable是什么样的。
lkd> dd KeServiceDescriptorTable
8055ab80 804e3d20 00000000 0000011c 804d9f48
8055ab90 00000000 00000000 00000000 00000000
8055aba0 00000000 00000000 00000000 00000000
8055abb0 00000000 00000000 00000000 00000000 在windbg.exe中我们就看得比较清楚，KeServiceDescriptorTable中就只有第一项有数据，其他都是0。其中804e3d20就是KeServiceDescriptorTable.ntoskrnel.ServiceTableBase，服务函数个数为0x11c个。我们再看看804e3d20地址里是什么东西：
lkd> dd 804e3d20
804e3d20 80587691 805716ef 8057ab71 80581b5c
804e3d30 80599ff7 80637b80 80639d05 80639d4e
804e3d40 8057741c 8064855b 80637347 80599539
804e3d50 8062f4ec 8057a98c 8059155e 8062661f 如上,80587691 805716ef 8057ab71 80581b5c 这些就是系统服务函数的地址了。比如当我们在ring3调用OpenProcess时，进入sysenter的ID是0x7A(XP SP2)，然后系统查KeServiceDescriptorTable，大概是这样KeServiceDescriptorTable.ntoskrnel.ServiceTableBase(804e3d20) + 0x7A * 4 = 804E3F08,然后804E3F08 ->8057559e 这个就是OpenProcess系统服务函数所在,我们再跟踪看看: lkd> u 8057559e
nt!NtOpenProcess:
8057559e 68c4000000 push 0C4h
805755a3 6860b54e80 push offset nt!ObReferenceObjectByPointer+0x127 (804eb560)
805755a8 e8e5e4f6ff call nt!InterlockedPushEntrySList+0x79 (804e3a92)
805755ad 33f6 xor esi,esi 原来8057559e就是NtOpenProcess函数所在的起始地址。 嗯，如果我们把8057559e改为指向我们函数的地址呢？比如 MyNtOpenProcess，那么系统就会直接调用MyNtOpenProcess，而不是原来的NtOpenProcess了。这就是SSDT HOOK 原理所在。
另外，关于Ring3层转入Ring0层的具体流程，可以参考下我的这篇博文，对加深理解SSDT Hook技术还是有帮助的：Ring3转入Ring0跟踪
Hook前准备
我们要修改SSDT表，首先这个表必须是可写的，但在xp以后的系统中他都是只读的，三个办法来修改内存保护机制(1) 更改注册表
恢复页面保护：HKLM\SYSTEM\CurrentControlset\Control\Session Manger\Memory Management\EnforceWriteProtection=0
去掉页面保护：HKLM\SYSTEM\CurrentControlset\Control\Session Manger\Memory Management\DisablePagingExecutive=1
(2)改变CR0寄存器的第1位
Windows对内存的分配，是采用的分页管理。其中有个CR0寄存器，如下图：
其中第1位叫做保护属性位，控制着页的读或写属性。如果为1，则可以读/写/执行；如果为0，则只可以读/执行。
SSDT，IDT的页属性在默认下都是只读，可执行的，但不能写。
代码如下：
//设置为不可写
void DisableWrite()
{
__try
{
_asm
{
mov eax, cr0
or eax, 10000h
mov cr0, eax
sti
}
}
__except(1)
{
DbgPrint("DisableWrite执行失败！");
}
}
// 设置为可写
void EnableWrite()
{
__try
{
_asm
{
cli
mov eax,cr0
and eax,not 10000h //and eax,0FFFEFFFFh
mov cr0,eax
}
}
__except(1)
{
DbgPrint("EnableWrite执行失败！");
}
}（3）通过Memory Descriptor List(MDL)
具体做法可以google下，这里就不介绍了
如何获得SSDT中函数的地址呢？
这里主要使用了两个宏：①获取指定服务的索引号：SYSCALL_INDEX②获取指定服务的当前地址：SYSCALL_FUNCTION这两个宏的具体定义如下：//根据 ZwServiceFunction 获取 ZwServiceFunction 在 SSDT 中所对应的服务的索引号 #define SYSCALL_INDEX(ServiceFunction) (*(PULONG)((PUCHAR)ServiceFunction + 1)) //根据ZwServiceFunction 来获得服务在 SSDT 中的索引号，然后再通过该索引号来获取ntServiceFunction的地址 #define SYSCALL_FUNCTION(ServiceFunction) KeServiceDescriptorTable->ntoskrnl.ServiceTableBase[SYSCALL_INDEX(ServiceFunction)]SSDT Hook流程
在驱动的入口函数中(DriverEntry),对未进行SSDT Hook前的SSDT表进行了备份（用一个数组保存），备份时，一个索引号对应一个当前地址，如上图所示。这样，在解除Hook的时候，就可以从全局数组中根据索引号获取未Hook前的服务名的当前地址，以便将原来的地址写回去，这一步很重要。当用户选择保护某个进程的时候，就会通过DeviceIoControl发送一个IO_INSERT_PROTECT_PROCESS控制码给驱动程序，此时驱动程序会生成一个IRP:IRP_MJ_DEVICE_CONTROL,我们事先已经在驱动程序中为IRP_MJ_DEVICE_CONTROL指定了一个派遣函数：SSDTHook_DispatchRoutine_CONTROL。在该派遣函数中：我们通过获取控制码（是保护进程还是取消保护进程），如果是要保护某个进程，则通过 DeviceIoControl的第3个参数将要保护的进程的pid传递给驱动程序。然后在派遣函数SSDTHook_DispatchRoutine_CONTROL中从缓冲区中读取该pid，如果是要保护进程，则将要“保护进程”的pid添加到一个数组中，如果是要“取消保护进程”，则将要取消保护的进程PID从数组中移除。在Hook NtTermianteProcess函数后，会执行我们自定义的函数：HookNtTerminateProcess，在HookNtTerminateProcess函数中，我们判断当前进程是否在要保护的进程数组中，如果该数组中存在该pid，则我们返回一个“权限不够”的异常，如果进程保护数组中不存在该pid，则直接调用原来 SSDT 中的 NtTerminateProcess 来结束进程。[/code]
SSDT Hook实现进程保护
有了上面的理论基础之后，接下来可以谈谈SSDT Hook实现进程保护的具体实现了。实现进程保护，可以Hook NtTermianteProcess，另外也可以Hook NtOpenProcess，这里，我是Hook NtTermianteProcess。
SSDT Hook原理一节中已经说过，SSDT Hook原理的本质是：自定义一个函数（HookNtTerminateProcess），让系统服务NtTermianteProcess的当前地址指向我们自定义函数地址。
这一步工作是在驱动入口函数中执行的。当驱动加载的时候，将自定义函数的地址写入SSDT表中NtTermianteProcess服务的当前地址：
// 实现 Hook 的安装，主要是在 SSDT 中用 newService 来替换掉 oldService
NTSTATUS InstallHook(ULONG oldService, ULONG newService)
{
__try
{
ULONG uOldAttr = 0;
EnableWrite(); //去掉页面保护
KdPrint(("伪造NtTerminateProcess地址: %x\n",(int)newService));
//KeServiceDescriptorTable->ntoskrnl.ServiceTableBase[SYSCALL_INDEX(oldService)] = newService;
SYSCALL_FUNCTION(oldService) = newService;//
DisableWrite(); //恢复页面保护
return STATUS_SUCCESS;
}
__except(1)
{
KdPrint(("安装Hook失败!"));
}
}这里需要注意的是：在Hook前，需要去掉内存的页面保护属性，Hook后，需要回复内存的页面保护属性。
HookNtTerminateProcess函数的代码如下：
//************************************
// 函数名称 : HookNtTerminateProcess
// 描 述 : 自定义的 NtOpenProcess，用来实现 Hook Kernel API
// 日 期 : 2013/06/28
// 参 数 : ProcessHandle:进程句柄 ExitStatus:
// 返 回 值 :
//************************************
NTSTATUS HookNtTerminateProcess(__in_opt HANDLE ProcessHandle,__in NTSTATUS ExitStatus)
{
ULONG uPID;
NTSTATUS rtStatus;
PCHAR pStrProcName;
PEPROCESS pEProcess;
ANSI_STRING strProcName;
// 通过进程句柄来获得该进程所对应的 FileObject 对象，由于这里是进程对象，自然获得的是 EPROCESS 对象
rtStatus = ObReferenceObjectByHandle(ProcessHandle, FILE_READ_DATA, NULL, KernelMode, (PVOID*)&pEProcess, NULL);
if (!NT_SUCCESS(rtStatus))
{
return rtStatus;
}
// 保存 SSDT 中原来的 NtTerminateProcess 地址
pOldNtTerminateProcess = (NTTERMINATEPROCESS)oldSysServiceAddr[SYSCALL_INDEX(ZwTerminateProcess)];
// 通过该函数可以获取到进程名称和进程 ID，该函数在内核中实质是导出的(在 WRK 中可以看到)
// 但是 ntddk.h 中并没有到处，所以需要自己声明才能使用
uPID = (ULONG)PsGetProcessId(pEProcess);
pStrProcName = _strupr((TCHAR *)PsGetProcessImageFileName(pEProcess));//使用微软未公开的PsGetProcessImageFileName函数获取进程名
// 通过进程名来初始化一个 ASCII 字符串
RtlInitAnsiString(&strProcName, pStrProcName);
if (ValidateProcessNeedProtect(uPID) != -1)
{
// 确保调用者进程能够结束(这里主要是指 taskmgr.exe)
if (uPID != (ULONG)PsGetProcessId(PsGetCurrentProcess()))
{
// 如果该进程是所保护的的进程的话，则返回权限不够的异常即可
return STATUS_ACCESS_DENIED;
}
}
// 对于非保护的进程可以直接调用原来 SSDT 中的 NtTerminateProcess 来结束进程
rtStatus = pOldNtTerminateProcess(ProcessHandle, ExitStatus);
return rtStatus;
}
Ring3与Ring0的通信
请看考：张帆《Windows驱动开发技术详解》一书第7章：派遣函数
如何安装、启动、停止、卸载服务
请参考我的另一篇博文：NT式驱动加载器（附带源码）
参考文献
SSDT Hook的妙用－对抗ring0 inline hook：http://bbs.pediy.com/showthread.php?t=40832进程隐藏与进程保护(SSDT Hook 实现)：http://www.cnblogs.com/BoyXiao/archive/2011/09/03/2164574.html
张帆的《Windows驱动开发技术详解》一书
C++黑客编程揭秘
源码附件
SSDT Hook实现内核级的进程保护
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