[翻译] Windows API Hooking 基礎
本帖最后由 asciibase64 于 2024-7-22 11:03 编辑# Windows API Hooking 基础
API Hooking在过去十年中早已被详细讲解过了，為了你们(reader)及让我能更深刻理解API Hooking，我试写了一篇逻辑性的教程。API Hooking是恶意软件，逆向工程，或随便哪个涉及OS内存领域中非常重要的主题之一。当其与进程注入一起出现时，Hooking能让你了解该进程想做甚麼，或恶意截断并更改对WinAPI的任意调用。
## 背景
我会介绍一种很流行的技术: in-line hooking，它仅需修改目标进程DLL所导出的函数中前几个字节。修改后，若进入函数，就会跳向进程中你所指定的内存地址。嘿嘿! 这时你就可以做坏事了: 对所截断的调用做任何你想做的事。比如，你可以Hook CreateFile函数，当调用被拦截时，取消其调用并返回失败。在此例中，实现的效果是拒绝创建任何文件，又或是更有针对性，仅拒绝创建特定文件。
可想而知，这种强大的技术非常的好用。很多软件都用到了Hooking技术，反作弊，反病毒/EDR，及恶意软件都有使用此种技术。
## 经典的5-Byte Hook
我们会Hook MessageBoxA，用jmp指令修改其前5个字节，并jmp到我们自订的函数裡。当调用MessageBoxA函数时，它会弹出一个对话框，其中包含标题和显示的文字。我们可以Hook它并修改其参数。
我反汇编了user32.dll，找到了MessageBoxA，其便是我们Hook的目标。标示出的5个字节和右边的汇编代码互相对应，这组指令在许多API函数中非常常见。用jmp覆写前5字节，便可将函数重定向到我们自己的函数中。我们要保存原始的指令，以便将执行传回该函数时可以引用(注: 用来恢復函数)。jmp指令是种相对跳转，其跳向一个偏移地址。jmp的操作码是E9，而其需要一组4字节的偏移量(注: 目标地址)，这需要我们自己计算。
首先，从内存中取得MessageBoxA的地址。
```cpp
// 1. get memory address of the MessageBoxA function from user32.dll
hinstLib= LoadLibraryA(TEXT("user32.dll"));
function_address= GetProcAddress(hinstLib, "MessageBoxA");
```
通过动态连接技术，我们调用LoadLibraryA来载入包含所需函数的DLL，用GetProcAddress读取MessageBoxA在内存中的地址。用ReadProcessMemory将函数的前5个字节保存到缓衝区中。
```cpp
// 2. save the first 5 bytes into saved_buffer
ReadProcessMemory(GetCurrentProcess(), function_address, saved_buffer, 5, NULL);
```
修改函数之前，我们得计算MessageBoxA到代{过}{滤}理函数(马上就写! )的偏移(距离)。jmp <offset>指令会令EIP步过当前指令(5字节)，并加上偏移: eip = eip + 5 + offset
```cpp
偏移 = <目标地址> - (<指令地址> + 5)
```
```cpp
proxy_address= &proxy_function;
src= (DWORD)function_address + 5;
dst= (DWORD)proxy_address;
relative_offset= (DWORD *)(dst-src);
```
以下是完整的实现过程，其会将我们写的补丁写入内从中的MessageBoxA。
```cpp
void install_hook()
{
HINSTANCE hinstLib;
VOID *proxy_address;
DWORD *relative_offset;
DWORD src;
DWORD dst;
CHAR patch= {0};
// 1. get memory address of the MessageBoxA function from user32.dll
hinstLib= LoadLibraryA(TEXT("user32.dll"));
function_address= GetProcAddress(hinstLib, "MessageBoxA");
// 2. save the first 5 bytes into saved_buffer
ReadProcessMemory(GetCurrentProcess(), function_address, saved_buffer, 5, NULL);
// 3. overwrite the first 5 bytes with a call to proxy_function
proxy_address= &proxy_function;
src= (DWORD)function_address + 5;
dst= (DWORD)proxy_address;
relative_offset= (DWORD *)(dst-src);
memcpy(patch, 1, "\xE9", 1);
memcpy(patch + 1, 4, &relative_offset, 4);
WriteProcessMemory(GetCurrentProcess(), (LPVOID)function_address, patch, 5, NULL);
}
```
*说明: WriteProcessMemory和ReadProcessMemory会查询要访问的内存权限并修改它们，它真的很希望你能成功诶~*
我们的代{过}{滤}理函数要用与原函数一模一样的参数，调用约定，以及返回值类型。
```cpp
// The proxy function we will jump to after the hook has been installed
int __stdcall proxy_function(HWND hWnd, LPCSTR lpText, LPCSTR lpCaption, UINT uType)
{
std::cout << "Hello from MessageBox!\n";
std::cout << "Text: " << (LPCSTR)lpText << "\nCaption: " << (LPCSTR)lpCaption << "\n";
// unhook the function (re-write the saved buffer) to prevent infinite recursion
WriteProcessMemory(GetCurrentProcess(), (LPVOID)hooked_address, saved_buffer, 5, NULL);
// return to the original function and modify the intended parameters
return MessageBoxA(NULL, "yeet", "yeet", uType);
}
```
现在我们可以输出MessageBoxA的参数，修改它们，并继续执行原本的MessageBoxA函数。但如果此时我们直接调用MessageBoxA，便会进入不断被Hook的死循环中，然后造成堆栈溢出。為了避免此种情况发生，我们要将之前储存在缓衝区的字节重新写入MessageBoxA的开头。
此例只会引响一进程中的MessageBoxA调用，若想从导入的DLL中修改其他进程的函数，我会在另一篇文章中教你，你可以参考这个(https://github.com/jayo78/basic-hooking/blob/master/hook_v1.cpp)范例。
因為代{过}{滤}理函数会将旧字节重新写入函数中(unhook)，我们还得不断重新Hook该函数以拦截接下来的调用。让我们谈谈TrampolineHook。
## Trampolines
哂肨rampoline函数，可以在保持Hook的状态下防止死循环。Trampoline的作用是执行被修改掉的5字节指令的工作，并跳过已安装的Hook。其通过代{过}{滤}理函数调用。
在原函数处跳过5字节，故不会执行jmp指令，也不会运行代{过}{滤}理函数，我们直接传递已安装的Hook。我们把被hook的函数+5 的地址push进栈，然后用ret实现跳转。这两条指令用4字节地址，总共要6字节。故需要11字节(注: 原先5字节，加上后来的6字节)。修改原本的install_hook()函数实现Trampoline的功能。
```cpp
void install_hook()
{
HINSTANCE hinstLib;
VOID *proxy_address;
DWORD *relative_offset;
DWORD *hook_address;
DWORD src;
DWORD dst;
CHAR patch= {0};
char saved_buffer; // buffer to save the original bytes
FARPROC function_address= NULL;
// 1. get memory address of the MessageBoxA function from user32.dll
hinstLib= LoadLibraryA(TEXT("user32.dll"));
function_address= GetProcAddress(hinstLib, "MessageBoxA");
// 2. save the first 5 bytes into saved_buffer
ReadProcessMemory(GetCurrentProcess(), function_address, saved_buffer, 5, NULL);
// 3. overwrite the first 5 bytes with a jump to proxy_function
proxy_address= &proxy_function;
src= (DWORD)function_address + 5;
dst= (DWORD)proxy_address;
relative_offset= (DWORD *)(dst-src);
memcpy(patch, "\xE9", 1);
memcpy(patch + 1, &relative_offset, 4);
WriteProcessMemory(GetCurrentProcess(), (LPVOID)function_address, patch, 5, NULL);
// 4. Build the trampoline
trampoline_address= VirtualAlloc(NULL, 11, MEM_COMMIT, PAGE_EXECUTE_READWRITE);
hook_address= (DWORD *)((DWORD)function_address + 5);
memcpy((BYTE *)trampoline_address, &saved_buffer, 5);
memcpy((BYTE *)trampoline_address + 5, "\x68", 1);
memcpy((BYTE *)trampoline_address + 6, &hook_address, 4);
memcpy((BYTE *)trampoline_address + 10, "\xC3", 1);
}
```
我们首先调用VirtualAlloc来分配11字节的内存空间，并将其指定為可执行，可读，且可写。这样才能让我们修改已分配的字节并执行它。在将trampoline写入内存后，可以通过代{过}{滤}理函数调用它。
```cpp
int __stdcall proxy_function(HWND hWnd, LPCSTR lpText, LPCSTR lpCaption, UINT uType)
{
std::cout << "----------intercepted call to MessageBoxA----------\n";
std::cout << "Text: " << (LPCSTR)lpText << "\nCaption: " << (LPCSTR)lpCaption << "\n";
// pass to the trampoline with altered arguments which will then return to MessageBoxA
defTrampolineFunc trampoline= (defTrampolineFunc)trampoline_address;
return trampoline(hWnd, "yeet", "yeet", uType);
}
```
可在(https://github.com/jayo78/basic-hooking/blob/master/hook_v2.cpp)找到完整代码，在[此处](http://jbremer.org/x86-api-hooking-demystified/)可以找到更多关於Hooking的例子。
原文连接: (https://medium.com/geekculture/basic-windows-api-hooking-acb8d275e9b8) 本帖最后由 爱飞的猫 于 2024-7-20 23:03 编辑
32 位系统下，Hook 系统函数其实有个更方便的方法，因为这些系统 DLL 函数通常启用了 Hot Patching 机制方便补丁。
入口的 `mov edi, edi` 本质上就是个 2 字节的 `NOP` 指令，而且它的前面预留了 5 字节的空间。
因此可以将函数入口的 `mov edi, edi` (`8b ff`) 改为 `jmp $-5` (`EB F9`) 跳到之前的 5 个字节，然后将这五个字节修改为你的长跳转 `E9 xx xx xx xx` 就好。
如果需要调用原始函数，直接 CALL 原 API 地址+2 的地址就可以了。
64 位的 API 好像没看到这个机制了，得写跳板函数。
谢谢分享！ 谢谢分享 谢谢分享 就不能弄个简体中文吗 看着不舒服 感谢技术分享 谢谢分享 一直想学hook，苦于技术贴不好找，感谢分享 感谢分享