简介
现在对于IT的安全来说，热插拨设备是个很大的威胁。在这篇文章中，我将试着开发一个用户应用程序来检测本机系统上的设备改变。例如：插入一个USB设备、Ipod、USB无线网卡等等。这个程序同样也可以停用任何支持插拔的设备。在文章的后面，我会简述一下程序的工作原理和它的局限性。
怎么来检测硬件设备的改变？
事实上，Windows操作系统会对上层程序发送WM_DEVICECHANGE消息来通知设备的改变。我们所要作的仅仅是添加一个句柄来处理这个事件。
Collapse
BEGIN_MESSAGE_MAP(CHWDetectDlg, CDialog)
// ... other handlers
ON_MESSAGE(WM_DEVICECHANGE, OnMyDeviceChange)
END_MESSAGE_MAP()
LRESULT CHWDetectDlg::OnMyDeviceChange(WPARAM wParam, LPARAM lParam)
{
// for more information, see MSDN help of WM_DEVICECHANGE
// this part should not be very difficult to understand
if ( DBT_DEVICEARRIVAL == wParam || DBT_DEVICEREMOVECOMPLETE == wParam ) {
PDEV_BROADCAST_HDR pHdr = (PDEV_BROADCAST_HDR)lParam;
switch( pHdr->dbch_devicetype ) {
case DBT_DEVTYP_DEVICEINTERFACE:
PDEV_BROADCAST_DEVICEINTERFACE pDevInf = (PDEV_BROADCAST_DEVICEINTERFACE)pHdr;
// do something...
break;
case DBT_DEVTYP_HANDLE:
PDEV_BROADCAST_HANDLE pDevHnd = (PDEV_BROADCAST_HANDLE)pHdr;
// do something...
break;
case DBT_DEVTYP_OEM:
PDEV_BROADCAST_OEM pDevOem = (PDEV_BROADCAST_OEM)pHdr;
// do something...
break;
case DBT_DEVTYP_PORT:
PDEV_BROADCAST_PORT pDevPort = (PDEV_BROADCAST_PORT)pHdr;
// do something...
break;
case DBT_DEVTYP_VOLUME:
PDEV_BROADCAST_VOLUME pDevVolume = (PDEV_BROADCAST_VOLUME)pHdr;
// do something...
break;
}
}
return 0;
}
然而默认情况下，Windows操作系统发送WM_DEVICECHANGE有些限制：
1 只有顶层窗体的程序才能收到这个消息
2 仅仅串口、磁盘发生改变，才对每个程序广播这个消息
的确不错，至少你可以知道移动U盘、移动硬盘、光盘被安装或弹出了，通过DEV_BROADCAST_VOLUME.dbcv_unitmask你也可以获得其对应的盘符。但实际上，你不知道底层处理的是哪个物理设备实际上被安装到了系统中。
API:RegisterDeviceNotification()
所以，你不得不调用RegisterDeviceNotification()API来注册其他类型的设备改变，或是你的程序仅仅是一个服务程序、没有顶层窗体的程序。例如：如下的例子是用来注册一个设备类型的接口的：
Collapse
1. DEV_BROADCAST_DEVICEINTERFACE NotificationFilter;
2. ZeroMemory( &NotificationFilter, sizeof(NotificationFilter) );
3. NotificationFilter.dbcc_size = sizeof(DEV_BROADCAST_DEVICEINTERFACE);
4. NotificationFilter.dbcc_devicetype = DBT_DEVTYP_DEVICEINTERFACE;
5. // assume we want to be notified with USBSTOR
6. // to get notified with all interface on XP or above
7. // ORed 3rd param with DEVICE_NOTIFY_ALL_INTERFACE_CLASSES and dbcc_classguid will be ignored
8. NotificationFilter.dbcc_classguid = GUID_DEVINTERFACE_USBSTOR;
9. HDEVNOTIFY hDevNotify = RegisterDeviceNotification(this->GetSafeHwnd(),
amp;NotificationFilter, DEVICE_NOTIFY_WINDOW_HANDLE);
10. if( !hDevNotify ) {
11. // error handling...
12. return FALSE;
13. }
请注意第8行，NotificationFilter.dbcc_classguid关注的就是你关心的一类设备。
参考这个blog： Doron Holan's blog
一个支持即插即用的设备，有2个不同的GUID相关，一个设备接口GUID， 一个是设备类GUID
设备类GUID:定义了广泛意义上一类设备的GUID，如果你打开设备管理器[我的电脑右键—>设备管理器],默认的是按照“类型”排列的，每一个“类型”就是一个设备类，同时每一个设备类有一个唯一的ID就是设备类GUID。设备GUID定义了此类设备的图标、默认的安全设置、安装属性（例如用户不能手动安装这类设备，而必须通过PNP来遍历），以及其他的设置信息。设备类GUID没有定义对应的I/O接口(请参考术语表),而更像是设备的分组。我认为一个比较好的例子是端口类。串口COM和并口LPT 都是端口类的一部分，但其各有各的I/O接口，而且彼此互不兼容.一个设备仅仅属于一个设备类。我们可以通过设备驱动的INF文件的开头来查看该设备的设备类GUID。
设备接口GUID：定义了相互关联I/O接口的GUID，每一个接口GUID的具体实例都支持基本的I/O设置。设备接口GUID也是对应的驱动程序基于PNP状态来注册、启用、禁用设备。如果需要，一个设备甚至可以注册多个同样GUID的实例(假使每个都有相同的名字)[注：在实际的程序中，多次插拔USB口，确实会驱出相同的串口，例如port12,port12,port12…]，尽管在现实世界中完全不需要这样。一个简单的I/O关联接口是键盘设备，每个键盘设备的接口GUID必须相同。
可以通过如下的注册表路径来查看当前设备类GUID， 设备接口GUID：
- \\HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\Class
- \\HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\DeviceClasses
常用设备的接口GUID如下：
|
设备接口名称 |
GUID |
|
USB Raw Device/USB设备 |
{a5dcbf10-6530-11d2-901f-00c04fb951ed} |
|
Disk Device/磁盘设备 |
{53f56307-b6bf-11d0-94f2-00a0c91efb8b} |
|
Network Card/网卡 |
{ad498944-762f-11d0-8dcb-00c04fc3358c} |
|
Human Interface Device (HID)/人机界面设备 |
{4d1e55b2-f16f-11cf-88cb-001111000030} |
|
Palm/手持设备 |
{784126bf-4190-11d4-b5c2-00c04f687a67} |
DEV_BROADCAST_DEVICEINTERFACE的解码
如下是修改处理捕获对应事件的函数：
Collapse
LRESULT CHWDetectDlg::OnMyDeviceChange(WPARAM wParam, LPARAM lParam)
{
....
....
if ( DBT_DEVICEARRIVAL == wParam || DBT_DEVICEREMOVECOMPLETE == wParam )
{
PDEV_BROADCAST_HDR pHdr = (PDEV_BROADCAST_HDR)lParam;
switch( pHdr->dbch_devicetype )
{
case DBT_DEVTYP_DEVICEINTERFACE:
PDEV_BROADCAST_DEVICEINTERFACE pDevInf = (PDEV_BROADCAST_DEVICEINTERFACE)pHdr;
UpdateDevice(pDevInf, wParam);
break;
....
....
}
从MSDN中，我们知道
Collapse
typedef struct _DEV_BROADCAST_DEVICEINTERFACE {
DWORD dbcc_size;
DWORD dbcc_devicetype;
DWORD dbcc_reserved;
GUID dbcc_classguid;
TCHAR dbcc_name[1];
} DEV_BROADCAST_DEVICEINTERFACE *PDEV_BROADCAST_DEVICEINTERFACE;
我们似乎可以通过dbcc_name知道那个设备安装到了当前系统。J，答案是不对，dbcc_name仅仅是操作系统内部使用来做为ID的，其实不易读的，例如下面的这个dbcc_name:
\\?\USB#Vid_04e8&Pid_503b#0002F9A9828E0F06#{a5dcbf10-6530-11d2-901f-00c04fb951ed}
- \\?\USB: USB 意思是这是一个USB设备类
- Vid_04e8&Pid_053b:
Vid/Pid是一个厂商ID和产品ID（但这是由设备类指定的，USB设备类使用VID/PID，不同的设备类使用不同的命名约定） - 002F9A9828E0F06: 不清楚是怎么生成的，是唯一设备ID
- {a5dcbf10-6530-11d2-901f-00c04fb951ed}:设备接口类GUID
现在，我们来解出设备描述信息或是设备别名，有2种办法：
1 直接读注册表, \\HKLM\SYSTEM\CurrentControlSet\Enum\USB\Vid_04e8&Pid_503b\0002F9A9828E0F06
2 使用 SetupDiXxx 系列API
API:SetupDiXxx()
Windows定义了一组API，让用户通过编程的办法来获取对应的硬件设备信息。例如，我们可以通过dbcc_name来获得设备描述信息或是设备别名。下面是这个办法都具体步骤：
1 首先通过SetupDiGetClassDevs()来获得设备信息集 HDEVINFO，这个操作等同于是一个获取目录句柄的过程。
2 接着使用SetupDiEnumDeviceInfo()来遍历出这个设备信息集内的所有设备，这个操作等同于把目录列表的过程。对于每个遍历出的，我们可以获得SP_DEVINFO_DATA,这个等同于是文件句柄。
3 在上面的枚举过程中，使用SetupDiGetDeviceInstanceId()来读取每个设备的实例ID，这个操作等同于是读文件的属性，一个设备的实例ID类似这个：”USB\Vid_04e8&Pid_503b\0002F9A9828E0F06”,和dbcc_name非常像。
4 如果设备的实例ID等同于dbcc_name，则通过SetupDiGetDeviceRegistryProperty()来获取设备描述信息或是设备别名信息。
程序如下：
Collapse
void CHWDetectDlg::UpdateDevice(PDEV_BROADCAST_DEVICEINTERFACE pDevInf, WPARAM wParam)
{
// dbcc_name:
// \\?\USB#Vid_04e8&Pid_503b#0002F9A9828E0F06#{a5dcbf10-6530-11d2-901f-00c04fb951ed}
// convert to
// USB\Vid_04e8&Pid_503b\0002F9A9828E0F06
ASSERT(lstrlen(pDevInf->dbcc_name) > 4);
CString szDevId = pDevInf->dbcc_name+4;
int idx = szDevId.ReverseFind(_T('#'));
ASSERT( -1 != idx );
szDevId.Truncate(idx);
szDevId.Replace(_T('#'), _T('\\'));
szDevId.MakeUpper();
CString szClass;
idx = szDevId.Find(_T('\\'));
ASSERT(-1 != idx );
szClass = szDevId.Left(idx);
// if we are adding device, we only need present devices
// otherwise, we need all devices
DWORD dwFlag = DBT_DEVICEARRIVAL != wParam
? DIGCF_ALLCLASSES : (DIGCF_ALLCLASSES | DIGCF_PRESENT);
HDEVINFO hDevInfo = SetupDiGetClassDevs(NULL, szClass, NULL, dwFlag);
if( INVALID_HANDLE_VALUE == hDevInfo )
{
AfxMessageBox(CString("SetupDiGetClassDevs(): ")
+ _com_error(GetLastError()).ErrorMessage(), MB_ICONEXCLAMATION);
return;
}
SP_DEVINFO_DATA* pspDevInfoData =
(SP_DEVINFO_DATA*)HeapAlloc(GetProcessHeap(), 0, sizeof(SP_DEVINFO_DATA));
pspDevInfoData->cbSize = sizeof(SP_DEVINFO_DATA);
for(int i=0; SetupDiEnumDeviceInfo(hDevInfo,i,pspDevInfoData); i++)
{
DWORD DataT ;
DWORD nSize=0 ;
TCHAR buf[MAX_PATH];
if ( !SetupDiGetDeviceInstanceId(hDevInfo, pspDevInfoData, buf, sizeof(buf), &nSize) )
{
AfxMessageBox(CString("SetupDiGetDeviceInstanceId(): ")
+ _com_error(GetLastError()).ErrorMessage(), MB_ICONEXCLAMATION);
break;
}
if ( szDevId == buf )
{
// device found
if ( SetupDiGetDeviceRegistryProperty(hDevInfo, pspDevInfoData,
SPDRP_FRIENDLYNAME, &DataT, (PBYTE)buf, sizeof(buf), &nSize) ) {
// do nothing
} else if ( SetupDiGetDeviceRegistryProperty(hDevInfo, pspDevInfoData,
SPDRP_DEVICEDESC, &DataT, (PBYTE)buf, sizeof(buf), &nSize) ) {
// do nothing
} else {
lstrcpy(buf, _T("Unknown"));
}
// update UI
// .....
// .....
break;
}
}
if ( pspDevInfoData ) HeapFree(GetProcessHeap(), 0, pspDevInfoData);
SetupDiDestroyDeviceInfoList(hDevInfo);
}
禁用设备
假使你有一个正确的HDEVINFO和SP_DEVINFO_DATA(实际上，我们保持dbcc_name座位树节点的tag，当右键单击某一个节点的时候，可以通过调用SetupDiGetClassDevs和SetupDiEnumDeviceInfo来获得所需东西)，按照如下的步骤即可禁用一个设备：
1 给SP_PROPCHANGE_PARAMS结构体赋上正确的值
2 把上面赋完值的SP_PROPCHANGE_PARAMS作为参数传入到SetupDiSetClassInstallParams（）
3 调用SetupDiCallClassInstaller()，传递参数DIF_PROPEFRTYCHANGE
实际上，DIF也是按位做与运算后兼容的，你也可以去传递不同的DIF参数来调用SetupDiSetClassInstallParams()。 更多信息，请参考MSDN”Handling DIF Codes”
Collapse
SP_PROPCHANGE_PARAMS spPropChangeParams ;
spPropChangeParams.ClassInstallHeader.cbSize = sizeof(SP_CLASSINSTALL_HEADER);
spPropChangeParams.ClassInstallHeader.InstallFunction = DIF_PROPERTYCHANGE ;
spPropChangeParams.Scope = DICS_FLAG_GLOBAL ;
spPropChangeParams.HwProfile = 0; // current hardware profile
spPropChangeParams.StateChange = DICS_DISABLE
if( !SetupDiSetClassInstallParams(hDevInfo, &spDevInfoData,
// note we pass spPropChangeParams as SP_CLASSINSTALL_HEADER
// but set the size as sizeof(SP_PROPCHANGE_PARAMS)
(SP_CLASSINSTALL_HEADER*)&spPropChangeParams, sizeof(SP_PROPCHANGE_PARAMS)) )
{
// handle error
}
else if(!SetupDiCallClassInstaller(DIF_PROPERTYCHANGE, hDevInfo, &spDevInfoData))
{
// handle error
}
else
{
// ok, show disable success dialog
// note, after that, the OS will post DBT_DEVICEREMOVECOMPLETE for the disabled device
}
附录：
我使用这个程序，已经多次测试了USB的无线网卡的，插入、拔出测试。
局限性：
1 明显的，必须先运行该程序，才能检测硬件设备。例如：设备在操作系统启动前就已经连接，或者在这个程序运行前的连接都不会被检测。但这个问题，可以通过保存当前系统配置到远程计算机上，等启动完这个程序后再坚持不同的配置来解决
2 我们可以禁用设备，换而言之这也是我们所有能做到。我们不能访问设备底层控制。 我认为可以通过重新用基于内核的过滤驱动来实现，则可以解决这个问题。
