windows 下实现函数打桩:拦截API方式
最近因为工作需要,开始研究函数打桩的方法。由于不想对工程做过多的修改,于是放弃了使用Google gmock的想法。但是也足足困扰另外我一天一宿。经过奋战,终于有所收获。闲话少说,开始看看有什么方法。
一、基础准备
1. 函数调用的原理:通过函数名(函数的入口地址)对函数进行访问,假设我们能够改变函数首地址指向的内存的话,使其跳转到另一个函数去执行的话,那么就可以实现函数打桩了。
2. 方法:对函数首地址出写入一条汇编语言 jmp xxx (其中xxx是要跳转的相对地址)。
3. 令原函数为oldFun,新函数为newFun,那么打桩时函数跳转的相对地址 offset = newFun - oldFun - (我们制定的这条指令的大小),此处为绝对跳转指令的长度=5。 jmp xxx一共6字节。
函数:
1. VirtualQuery
WINBASEAPI SIZE_T WINAPI VirtualQuery( __in_opt LPCVOID lpAddress, //所查内存地址 __out_bcount_part(dwLength, return) PMEMORY_BASIC_INFORMATION lpBuffer, //保存内存区域的buffer __in SIZE_T dwLength //信息长度 );
该函数用于查询某一段内存区域的内存信息,事实VirtualQueryEx也可以使用。
2. VirtualProtect
WINBASEAPI BOOL WINAPI VirtualProtect( __in LPVOID lpAddress, __in SIZE_T dwSize, __in DWORD flNewProtect, __out PDWORD lpflOldProtect );
该函数用于修改指定内存区dwSize个字节的保护模式。
3. VirtualProtectEx
WINBASEAPI BOOL WINAPI VirtualProtectEx( __in HANDLE hProcess, //进程句柄 __in LPVOID lpAddress, //需要修改的内存首地址 __in SIZE_T dwSize, //修改的字节数 __in DWORD flNewProtect, //新的保护属性 __out PDWORD lpflOldProtect //旧的保护属性 );
VirtualProtectEx 用于改变指定进程内存段的保护模式,默认情况下函数的内存空间不可写,这就是为什么要用改变保护属性的函数。
4. ReadProcessMemory
WINBASEAPI BOOL WINAPI ReadProcessMemory( __in HANDLE hProcess, __in LPCVOID lpBaseAddress, __out_bcount_part(nSize, *lpNumberOfBytesRead) LPVOID lpBuffer, __in SIZE_T nSize, __out_opt SIZE_T * lpNumberOfBytesRead );
读取进程内存,lpProcess是首地址,而lpBuffer用于保存读出的数据,nSize是需要读出的字节数。
5. WriteProcessMemory
WINBASEAPI BOOL WINAPI WriteProcessMemory( __in HANDLE hProcess, __in LPVOID lpBaseAddress, __in_bcount(nSize) LPCVOID lpBuffer, __in SIZE_T nSize, __out_opt SIZE_T * lpNumberOfBytesWritten );
该函数用于写进程的内存空间,可以向进程内存注入想要注入的数据,例如函数等。
6. GetCurrentProcess
WINBASEAPI __out HANDLE WINAPI GetCurrentProcess( VOID );
该函数返回一个伪进程句柄0xffffffff,任何需要进程句柄的内存都可以使用它。
二、对库中API打桩
方案一:
打桩:
#define FLATJMPCODE_LENGTH 5 //x86 平坦内存模式下,绝对跳转指令长度 #define FLATJMPCMD_LENGTH 1 //机械码0xe9长度 #define FLATJMPCMD 0xe9 //对应汇编的jmp指令 // 记录被打桩函数的内容,以便恢复 BYTE g_apiBackup[FLATJMPCODE_LENGTH+FLATJMPCMD_LENGTH]; BOOL setStub(LPVOID ApiFun,LPVOID HookFun) { BOOL IsSuccess = FALSE; DWORD TempProtectVar; //临时保护属性变量 MEMORY_BASIC_INFORMATION MemInfo; //内存分页属性信息 VirtualQuery(ApiFun,&MemInfo,sizeof(MEMORY_BASIC_INFORMATION)); if(VirtualProtect(MemInfo.BaseAddress,MemInfo.RegionSize, PAGE_READWRITE,&MemInfo.Protect)) //修改页面为可写 { memcpy((void*)g_apiBackup,(const void*)ApiFun, sizeof(g_apiBackup)); *(BYTE*)ApiFun = FLATJMPCMD; //拦截API,在函数代码段前面注入jmp xxx *(DWORD*)((BYTE*)ApiFun + FLATJMPCMD_LENGTH) = (DWORD)HookFun - (DWORD)ApiFun - FLATJMPCODE_LENGTH; VirtualProtect(MemInfo.BaseAddress,MemInfo.RegionSize, MemInfo.Protect,&TempProtectVar); //改回原属性 IsSuccess = TRUE; } return IsSuccess; }
清桩:
BOOL clearStub(LPVOID ApiFun) { BOOL IsSuccess = FALSE; DWORD TempProtectVar; //临时保护属性变量 MEMORY_BASIC_INFORMATION MemInfo; //内存分页属性信息 VirtualQuery(ApiFun,&MemInfo,sizeof(MEMORY_BASIC_INFORMATION)); if(VirtualProtect(MemInfo.BaseAddress,MemInfo.RegionSize, PAGE_READWRITE,&MemInfo.Protect)) //修改页面为可写 { memcpy((void*)ApiFun, (const void*)g_apiBackup, sizeof(g_apiBackup)); //恢复代码段 VirtualProtect(MemInfo.BaseAddress,MemInfo.RegionSize, MemInfo.Protect,&TempProtectVar); //改回原属性 IsSuccess = TRUE; } return IsSuccess; }
方案二:
打桩:
bool setStub(LPVOID ApiFun,LPVOID HookFun) { HANDLE file_handler = GetCurrentProcess(); //获取进程伪句柄 DWORD oldProtect,TempProtectVar; char newCode[6]; //用于读取函数原有内存信息 int SIZE = FLATJMPCODE_LENGTH+FLATJMPCMD_LENGTH; //需要修改的内存大小 if(!VirtualProtectEx(file_handler,ApiFun,SIZE,PAGE_READWRITE,&oldProtect)) //修改内存为可读写 { return false; } if(!ReadProcessMemory(file_handler,ApiFun,newCode,SIZE,NULL)) //读取内存 { return false; } memcpy((void*)g_apiBackup,(const void*)newCode, sizeof(g_apiBackup)); //保存被打桩函数信息 *(BYTE*)ApiFun = FLATJMPCMD; *(DWORD*)((BYTE*)ApiFun + FLATJMPCMD_LENGTH) = (DWORD)HookFun - (DWORD)ApiFun - FLATJMPCODE_LENGTH; //桩函数注入 VirtualProtectEx(file_handler,ApiFun,SIZE,oldProtect,&TempProtectVar); //恢复保护属性 }
清桩:
bool clearStub(LPVOID ApiFun) { BOOL IsSuccess = FALSE; HANDLE file_handler = GetCurrentProcess(); DWORD oldProtect,TempProtectVar; int SIZE = FLATJMPCODE_LENGTH+FLATJMPCMD_LENGTH; if(VirtualProtectEx(file_handler,ApiFun,SIZE,PAGE_READWRITE,&oldProtect)) { memcpy((void*)ApiFun, (const void*)g_apiBackup, sizeof(g_apiBackup)); //恢复被打桩函数内存 VirtualProtectEx(file_handler,ApiFun,SIZE,oldProtect,&TempProtectVar); IsSuccess = TRUE; } return IsSuccess; }
方案三:
打桩:
bool setStub(LPVOID ApiFun,LPVOID HookFun) { HANDLE file_handler = GetCurrentProcess(); DWORD oldProtect,TempProtectVar; char newCode[6]; int SIZE = FLATJMPCODE_LENGTH+FLATJMPCMD_LENGTH; if(!ReadProcessMemory(file_handler,ApiFun,newCode,SIZE,NULL)) { return false; } memcpy((void*)g_apiBackup,(const void*)newCode, sizeof(g_apiBackup)); *(BYTE*)newCode = FLATJMPCMD; *(DWORD*)((BYTE*)newCode + FLATJMPCMD_LENGTH) = (DWORD)HookFun - (DWORD)ApiFun - FLATJMPCODE_LENGTH; if(!WriteProcessMemory(file_handler,ApiFun,newCode,FLATJMPCODE_LENGTH,NULL)) { return false; } }
说来也怪,这个方案没有改变读取权限,居然也可以,这里写入的方式是用WriteProcessMemory来实现,与直接用指针同理。清桩同上。但是如果直接用指针来写就会出错,暂时不知道原因。
至此我们实现了函数的打桩,但是有个小小的问题,若仅仅是如此,对类函数中成员函数打桩有点小问题,指针无法转换,这是因为类成员函数的指针不仅仅是一个普通的指针,他还包括其他信息。所有这里需要解决这个问题,网上找到了两个方法:
1. 类的普通函数成员地址转换
LPVOID GetClassFnAddress(...) { LPVOID FnAddress; __asm { lea eax,FnAddress mov edx,[ebp+8] // ebp+8 为第一个形参的地址,ebp+C 为第二个形参的地址,以此类推 mov [eax],edx } return FnAddress; }
2. 类的虚成员函数地址转换
LPVOID GetClassVirtualFnAddress(LPVOID pthis,int Index) //Add 2010.8.6 { LPVOID FnAddress; *(int*)&FnAddress = *(int*)pthis; //lpvtable *(int*)&FnAddress = *(int*)((int*)FnAddress + Index); return FnAddress; }
至此函数打桩的介绍告一段落。