驱动开发：挂接SSDT内核钩子
SSDT 中文名称为系统服务描述符表，该表的作用是将Ring3应用层与Ring0内核层，两者的API函数连接起来，起到承上启下的作用，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，诸如地址索引的基址、服务函数个数等，SSDT 通过修改此表的函数地址可以对常用 Windows 函数进行内核级的Hook，从而实现对一些核心的系统动作进行过滤、监控的目的，接下来将演示如何通过编写简单的驱动程序，来实现搜索 SSDT 函数的地址，并能够实现简单的内核 Hook 挂钩。
在开始编写驱动之前，我们先来分析一下Ring3到Ring0是如何协作的，这里通过C语言调用 OpenProcess 函数，并分析它的执行过程，先来创建一个C程序。
#include <windows.h>
int main(int argc, char* argv[])
{
HANDLE handle = OpenProcess(PROCESS_ALL_ACCESS,FALSE,2548);
return 0;
}
通过VC6编译器编译，并使用OD载入程序，找到程序的OEP，分析第一次调用，可以看到CALL的地址是 <&KERNEL32.OpenProcess> 此处我们F7直接跟进这个CALL。
00401028 |. 8BF4 mov esi, esp
0040102A |. 68 F4090000 push 0x9F4 ; /ProcessId = 0x9F4
0040102F |. 6A 00 push 0x0 ; |Inheritable = FALSE
00401031 |. 68 FF0F1F00 push 0x1F0FFF ; |Access = PROCESS_ALL_ACCESS
00401036 |. FF15 4CA14200 call dword ptr [<&KERNEL32.OpenProcess>] ; \OpenProcess
此时我们已经进入到了 00401036这个地址中，观察下方的代码，发现其调用了&ntdll.NtOpenProcess 这个函数，我们继续F7跟进。
75BC83C3 50 push eax
75BC83C4 8975 FC mov dword ptr [ebp-0x4], esi
75BC83C7 C745 E0 1800000>mov dword ptr [ebp-0x20], 0x18
75BC83CE 8975 E4 mov dword ptr [ebp-0x1C], esi
75BC83D1 8975 E8 mov dword ptr [ebp-0x18], esi
75BC83D4 8975 F0 mov dword ptr [ebp-0x10], esi
75BC83D7 8975 F4 mov dword ptr [ebp-0xC], esi
75BC83DA FF15 D411BC75 call dword ptr [<&ntdll.NtOpenProcess>] ; ntdll.ZwOpenProcess
当我们进入到NtOpenProcess这个函数时，会看到以下代码，其中0xBE将其转换成十进制是190
77A05D88 > B8 BE000000 mov eax, 0xBE
77A05D8D BA 0003FE7F mov edx, 0x7FFE0300
77A05D92 FF12 call dword ptr [edx]
77A05D94 C2 1000 retn 0x10
通过使用Xuetr工具对比，可以发现这个0xBE正好就是 NtOpenProcess函数在内核中的调用号，此时我们继续F7进入到call dword ptr [edx] 地址中，可以看到以下代码片段。
77A070AC 8D6424 00 lea esp, dword ptr [esp]
77A070B0 > 8BD4 mov edx, esp
77A070B2 0F34 sysenter
77A070B4 > C3 retn
发现已经到达Ring3层的终点了，其中 sysenter 指令就是用来快速调用一个 Ring0 层的系统过程，简单来说就是将用户层代码向内核层发起的系统调用，由 ntoskrnl.exe 程序向内核发送IO请求，然后内核与驱动程序返回执行的结果。
网上找到一张图，可以很好的解释这个调用的顺序。
进入用户层：kernel32(OpenProcess) -> ntdll(NTOpenProcess)->ntdll(SysEnter)
进入内核层：ntoskrnl.exe(nt!ZWOpenProcess) -> ntoskrnl.exe(nt!KiSystemService) -> ntoskrnl.exe(nt!NtOpenProccess)
读取 SSDT 获得函数地址
上面的实验我们通过一个函数的调用流程了解到了用户层与内核层的通信过程，其中提到了SSDT索引号的相关概念，SSDT索引号在系统中是固定不变的，利用这个特性就可以定位到原始API函数地址。
Windows 系统提供的SSDT表其作用就是方便应用层之间API的调用，所有的API调用都会转到SSDT这张表中进行参考，这样就能够使不同的API调用全部都转到对应的SSDT表中，从而方便管理。
在SSDT表中有一个 KeServiceDescriptorTable的结构，该结构是由内核导出的表，该表拥有一个指针，指向SSDT中包含由 Ntoskrnl.exe 实现的核心系统服务的相应部分，ntoskrnl.exe 中导出了PSERVICE_DESCRPITOR_TABLE类型指针,变量为 KeServiceDescriptorTable 它是内核的主要组成部分，该表结构如下:
typedef struct _SERVICE_DESCRIPTOR_TABLE
{
PULONG ServiceTableBase; // SSDT 指针，服务表基址
PULONG ServiceCounterTableBase; // 包含 SSDT 中每个服务被调用次数的计数器
ULONG NumberOfService; // SSDT 索引数目
PUCHAR ParamTableBase; // 包含每个系统服务参数字节数表的基地址-系统服务参数表
} SERVICE_DESCRIPTOR_TABLE,*PSERVICE_DESCRIPTOR_TABLE;
表结构中的 SERVICE_DESCRIPTOR_TABLE 包含了所有内核导出函数的地址，在32位系统中每个地址长度为4个字节，所以要获得某个函数在SSDT中的偏移量，可以使用 KeServiceDescriptorTable->ServiceTableBase + 函数ID * 4 的方式来得到。
上方都是一些理论部分，接着我们通过使用WinDBG来具体查看一些这个表的一些结构信息，此处测试系统是XP
打开WinDBG调试器，选择【File -> Kernel Debug -> Local -> OK】输入以下命令完成符号文件的加载。
lkd> .sympath srv*d:\symbols*http://msdl.microsoft.com/download/symbol
lkd> .reload
Connected to Windows XP 2600 x86 compatible target at (Sat Sep 21 07:23:56.796 2019 (UTC + 8:00)), ptr64 FALSE
Loading Kernel Symbols
当符号文件加载完成以后，在命令窗口输入 dd KeServiceDescriptorTable 命令。
lkd> dd KeServiceDescriptorTable
8055d700 80505570 00000000 0000011c 805059e4
8055d710 00000000 00000000 00000000 00000000
8055d720 00000000 00000000 00000000 00000000
8055d730 00000000 00000000 00000000 00000000
8055d740 00000002 00002710 bf80c401 00000000
8055d750 b69c4a80 b8e4ab60 8ad620f0 806f80c0
8055d760 00000000 00000000 fee134ac ffffffff
8055d770 5a5a626c 01d56f51 00000000 00000000
从以上结构定义可看出，SSDT 的首地址为 80505570 该地址对应结构中的 ServiceTableBase，可索引的函数有11c对应结构中的NumberOfService，由于SSDT是数组结构，所以里面存放了所有的 nt!nt* 函数的地址，使用 dd kiservicetable 查看 SSDT 下的所有数组成员信息。
lkd> dd Kiservicetable
80505570 805a5664 805f23ea 805f5c20 805f241c
80505580 805f5c5a 805f2452 805f5c9e 805f5ce2
80505590 80616e80 806180e4 805ed7e8 805ed440
805055a0 805d5c0c 805d5bbc 806174a6 805b6fea
805055b0 80616ac2 805a9aee 805b15fe 805d76d0
805055c0 805028e8 805c96a4 80577b04 80539d88
805055d0 80610090 805bd564 805f615a 80624e3a
805055e0 805fa66e 805a5d52 8062508e 805a5604
为了能够定位到我们所需要的函数调用号，我们还需要手动查找一下 ZwOpenProcess 这个函数的ID号，可以使用WinDBG来获取，如下显示调用号为 7A
lkd> u ZwOpenProcess
ntdll!ZwOpenProcess:
7c92d5fe b87a000000 mov eax,7Ah
7c92d603 ba0003fe7f mov edx,offset SharedUserData!SystemCallStub (7ffe0300)
7c92d608 ff12 call dword ptr [edx]
7c92d60a c21000 ret 10h
7c92d60d 90 nop
上方代码可以得到 nt!NTOpenProcess地址在SSDT表中的索引号。
lkd> dd kiservicetable +0x7A * 4 l 1
80502d74 805c2296
lkd> u 805c2296
nt!NtOpenProcess:
805c2296 68c4000000 push 0C4h
805c229b 68a8aa4d80 push offset nt!ObWatchHandles+0x25c (804daaa8)
805c22a0 e86b6cf7ff call nt!_SEH_prolog (80538f10)
如果符号文件没有加载成功，可以使用下面的方式来查询，找到结构的首地址，然后与函数编号相加来获取。
lkd> dd KeServiceDescriptorTable
80553fa0 80502b8c 00000000 0000011c 80503000
lkd> dd 80502b8c+0x7A*4
80502d74 805c2296 805e49fc 805e4660 805a0722
lkd> u 805c2296
nt!NtOpenProcess:
805c2296 68c4000000 push 0C4h
805c229b 68a8aa4d80 push offset nt!FsRtlLegalAnsiCharacterArray+0x2008 (804daaa8)
805c22a0 e86b6cf7ff call nt!wctomb+0x45 (80538f10)
805c22a5 33f6 xor esi,esi
注意：在验证的时候需要请关闭杀毒软件，因为杀毒软件会Hook这些地址来达到防御的目的，Hook后这些地址会发生变化无法完成整个查询过程，另外ZwOpenProcess与NtOpenProcess其实是一回事。
编写驱动程序： 接着我们分别使用C语言和汇编实现读取系统的SSDT表，此处使用的系统是Win7，由于 Win7 系统默认情况下本地内核调试功能被屏蔽了，所以必须在控制台下运行 bcdedit -debug on 命令并且重启来进入调试模式。
进入调试模式后，我们首先通过WinDBG调试器，来查询一下ZwOpenProcess函数的调用号，执行命令如下。
lkd> u ZwOpenProcess
nt!ZwOpenProcess:
83c8a62c b8be000000 mov eax,0BEh
83c8a631 8d542404 lea edx,[esp+4]
83c8a635 9c pushfd
83c8a636 6a08 push 8
83c8a638 e8b1190000 call nt!ZwYieldExecution+0x95a (83c8bfee)
83c8a63d c21000 ret 10h
nt!ZwOpenProcessToken:
83c8a640 b8bf000000 mov eax,0BFh
83c8a645 8d542404 lea edx,[esp+4]
上方代码中可以看到mov eax,0BEh其中的BE就是ZwOpenProcess函数在当前系统下的调用号，我们将其转换为十进制是190 当然也可以使用Xuetr等工具来查询。
接着我们来编译以下驱动代码，重要的内容已经备注好了，唯一需要更改的地方是 SSDT_Adr = (PLONG)(STB_addr + 0x7A * 4); 其中的0x7A需要改为0xBE
#include <ntddk.h>
//声明:服务描述表 结构 4个参数
typedef struct _ServiceDescriptorTable {
PULONG ServiceTableBase; // 服务表基址
PULONG ServiceCounterTable; // 服务计数器
ULONG NumberOfServices; // 服务的数目
PUCHAR ParamTableBase; // 系统服务参数表
}*PServiceDescriptorTable;
// 用指针PServiceDescriptorTable指向：_ServiceDescriptorTable服务描述表结构
// 必须extern "C" ，因为文件为CPP
extern "C" PServiceDescriptorTable KeServiceDescriptorTable;
void UnloadDriver(PDRIVER_OBJECT pDriver)
{
DbgPrint("驱动已卸载!\n");
}
NTSTATUS DriverEntry(PDRIVER_OBJECT pDriver, PUNICODE_STRING str)
{
//*SSDT_Adr 存放系统描述符号表地址。
//STB_addr 存放 ServiceTableBase 服务表基址。
//SDT_Nt 函数 NtOpenProcess的当前地址。
LONG *SSDT_Adr, STB_addr, SSDT_NtOpenProcess_Addr;
DbgPrint("驱动程序已加载! \n\r");
STB_addr = (LONG)KeServiceDescriptorTable->ServiceTableBase;
DbgPrint("当前服务表基址址 %x \n", STB_addr);
SSDT_Adr = (PLONG)(STB_addr + 0xBE * 4); // 此处需要修改
DbgPrint("当前STB_addr+0xBE*4= %x \n", SSDT_Adr);
SSDT_NtOpenProcess_Addr = *SSDT_Adr;
DbgPrint("当前NtOpenProcess地址 %x \n", SSDT_NtOpenProcess_Addr);
pDriver->DriverUnload = UnloadDriver;
return STATUS_SUCCESS;
}
编译程序以后，将其拖入虚拟机，打开DebugVIew工具，然后加载这个驱动程序，观察是否能够读取到我们想要的数据。
再次编译下方的汇编版本，调试观察，结果与C版本相同。
#include <ntddk.h>
extern "C" LONG KeServiceDescriptorTable;
void UnloadDriver(PDRIVER_OBJECT pDriver)
{
DbgPrint("驱动卸载成功\n\r");
}
NTSTATUS DriverEntry(PDRIVER_OBJECT pDriver, PUNICODE_STRING str)
{
ULONG SSDT_Addr;
DbgPrint("驱动加载成功! \n");
__asm
{
push ebx
push eax
mov ebx, KeServiceDescriptorTable // 系统描述符号表的地址
mov ebx, [ebx] // 取服务表基址给EBX
mov eax, 0xBE // NtOpenProcess=转成十六进制等于BE
imul eax, eax, 4 // eax=eax*4 -> 7a*4=1e8
add ebx, eax // eax=1e8与服务表基址EBX相加
mov ebx, [ebx] // 取ebx里面的内容给EBX
mov SSDT_Addr, ebx // 将得到的基址给变量
pop eax
pop ebx
}
DbgPrint("读取SSDT_NtOpenProcess_Addr=%0x \n", SSDT_Addr);
pDriver->DriverUnload = UnloadDriver;
return STATUS_SUCCESS;
}
Hook 挂钩内核函数
挂钩函数有多种用途，下面的第一种挂钩方式可以实现对特定内核函数的重写，而第二种挂钩方式则可以用于驱动保护。
Hook挂钩重写函数： 挂钩代码如下，关键点已经备注清楚了，编译这段代码，并放入虚拟机执行。
#include <ntddk.h>
#ifdef __cplusplus
extern "C" NTSTATUS DriverEntry(IN PDRIVER_OBJECT DriverObject, IN PUNICODE_STRING RegistryPath);
#endif
void SSDTHookUnload(PDRIVER_OBJECT);
// ******************************************************************************
//这个结构是服务描述表
typedef struct _SERVICE_DESCRIPTOR_TABLE
{
PULONG ServiceTableBase;
PULONG ServiceCounterTableBase;
ULONG NumberOfService;
PUCHAR ParamTableBase;
}SERVICE_DESCRIPTOR_TABLE, *PSERVICE_DESCRIPTOR_TALBE;
extern "C" PSERVICE_DESCRIPTOR_TALBE KeServiceDescriptorTable;
// ******************************************************************************
// 此处为函数的原型声明部分,可通过百度查询到
typedef NTSTATUS(*NtOpenProcessEx)(
OUT PHANDLE ProcessHandle,
IN ACCESS_MASK AccessMask,
IN PVOID ObjectAttributes,
IN PCLIENT_ID Clientld);
NtOpenProcessEx ulNtOpenProcessEx = NULL; // 函数指针,存放原始函数地址
ULONG ulNtOpenProcessExAddr = 0; // 在SSDT中的函数地址的指针
// ******************************************************************************
// SSDT 内核内存页默认只读,需要修改CR0 WP位实现读写
// CR0 的第16位是WP位,为0可读写,为1则只读
void REMOVE_ONLY_READ()
{
__asm
{
push eax
mov eax, CR0
and eax, ~10000h //16th bit is 0
mov CR0, eax
pop eax
}
}
void RESET_ONLY_READ()
{
__asm
{
push eax
mov eax, CR0
or eax, 10000h //16th bit is 1
mov CR0, eax
pop eax
}
}
// ******************************************************************************
// 此处就是我们DIY的函数,声明要和NtOpenProcessEx保持一致.
NTSTATUS MyNtOpenProcessEx(
OUT PHANDLE ProcessHandle,
IN ACCESS_MASK AccessMask,
IN PVOID ObjectAttributes,
IN PCLIENT_ID Clientld)
{
//DbgPrint("执行我自己的驱动函数\r\n");
NTSTATUS Status = STATUS_SUCCESS;
Status = ulNtOpenProcessEx(
ProcessHandle,
AccessMask,
ObjectAttributes,
Clientld
);
return Status;
}
// ******************************************************************************
VOID HookOpenProcess()
{
ULONG ulSsdt = 0;
ulSsdt = (ULONG)KeServiceDescriptorTable->ServiceTableBase; // 读取到SSDT表的基地址
ulNtOpenProcessExAddr = ulSsdt + 0xBE * 4; // 索引到指定的函数
ulNtOpenProcessEx = (NtOpenProcessEx)*(PULONG)ulNtOpenProcessExAddr; // 存储原始函数地址
REMOVE_ONLY_READ(); // 关闭只读保护
*(PULONG)ulNtOpenProcessExAddr = (ULONG)MyNtOpenProcessEx; // 将新函数地址赋值
RESET_ONLY_READ(); // 开启只读保护
}
// ******************************************************************************
NTSTATUS DriverEntry(IN PDRIVER_OBJECT DriverObject, IN PUNICODE_STRING RegistryPath)
{
DbgPrint("驱动加载完成 !\n");
DriverObject->DriverUnload = SSDTHookUnload;
HookOpenProcess();
return STATUS_SUCCESS;
}
void SSDTHookUnload(IN PDRIVER_OBJECT DriverObject)
{
REMOVE_ONLY_READ();
*(PULONG)ulNtOpenProcessExAddr = (ULONG)ulNtOpenProcessEx;
RESET_ONLY_READ();
DbgPrint("驱动卸载完成 !\n");
}
当驱动被加载时，可以通过Xuetr查看到内核SSDT层出现了红色的钩子。
驱动进程保护： 进程的创建离不开 ZwTerminateProcess 这个函数的支持，所以我们只需要Hook这个函数并在其内部判断是否是计算器进程，如果是则返回错误，否则返回原始调用，即可完成进程保护，这里就不演示了，核心伪代码如下。
#define EXE_Name "calc.exe" // 要检索的进程名
PEPROCESS processEPROCESS = NULL; // 保存访问者的EPROCESS
ANSI_STRING p_StrName1, p_StrName2; // 保存进程名称
__declspec(naked) VOID inline_Hook()
{
processEPROCESS = IoGetCurrentProcess(); // 获取调用者的EPROCESS保存
DbgPrint("EPROCESS=%x", processEPROCESS); // 打印出来
// 通过遍历将调用者名字保存到p_StrName1中,下方+0x174是表结构 ImageFileName 的偏移地址
RtlInitAnsiString(&p_StrName1, (PUCHAR)processEPROCESS + 0x174);
// 将欲对比的字符串保存到p_StrName2中，初始化ANSI字符串
RtlInitAnsiString(&p_StrName2, EXE_Name);
// 判断是否相等，相等则说明是calc.exe进程，我们直接返回假
if (RtlCompareString(&p_StrName1, &p_StrName2, TRUE) == 0)
{
// 相等说明是Calc进程调用了该函数
// 直接返回假,否则执行原函数
}
}
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