3.6 Windows驱动开发：内核进程汇编与反汇编
在笔者上一篇文章《内核MDL读写进程内存》简单介绍了如何通过MDL映射的方式实现进程读写操作，本章将通过如上案例实现远程进程反汇编功能，此类功能也是ARK工具中最常见的功能之一，通常此类功能的实现分为两部分，内核部分只负责读写字节集，应用层部分则配合反汇编引擎对字节集进行解码，此处我们将运用capstone引擎实现这个功能。
首先是实现驱动部分，驱动程序的实现是一成不变的，仅仅只是做一个读写功能即可，完整的代码如下所示；
#include <ntifs.h>
#include <windef.h>
#define READ_PROCESS_CODE CTL_CODE(FILE_DEVICE_UNKNOWN,0x800,METHOD_BUFFERED,FILE_ALL_ACCESS)
#define WRITE_PROCESS_CODE CTL_CODE(FILE_DEVICE_UNKNOWN,0x801,METHOD_BUFFERED,FILE_ALL_ACCESS)
#define DEVICENAME L"\\Device\\ReadWriteDevice"
#define SYMBOLNAME L"\\??\\ReadWriteSymbolName"
typedef struct
{
DWORD pid; // 进程PID
UINT64 address; // 读写地址
DWORD size; // 读写长度
BYTE* data; // 读写数据集
}ProcessData;
// MDL读取封装
BOOLEAN ReadProcessMemory(ProcessData* ProcessData)
{
BOOLEAN bRet = TRUE;
PEPROCESS process = NULL;
// 将PID转为EProcess
PsLookupProcessByProcessId(ProcessData->pid, &process);
if (process == NULL)
{
return FALSE;
}
BYTE* GetProcessData = NULL;
__try
{
// 分配堆空间 NonPagedPool 非分页内存
GetProcessData = ExAllocatePool(NonPagedPool, ProcessData->size);
}
__except (1)
{
return FALSE;
}
KAPC_STATE stack = { 0 };
// 附加到进程
KeStackAttachProcess(process, &stack);
__try
{
// 检查进程内存是否可读取
ProbeForRead(ProcessData->address, ProcessData->size, 1);
// 完成拷贝
RtlCopyMemory(GetProcessData, ProcessData->address, ProcessData->size);
}
__except (1)
{
bRet = FALSE;
}
// 关闭引用
ObDereferenceObject(process);
// 解除附加
KeUnstackDetachProcess(&stack);
// 拷贝数据
RtlCopyMemory(ProcessData->data, GetProcessData, ProcessData->size);
// 释放堆
ExFreePool(GetProcessData);
return bRet;
}
// MDL写入封装
BOOLEAN WriteProcessMemory(ProcessData* ProcessData)
{
BOOLEAN bRet = TRUE;
PEPROCESS process = NULL;
// 将PID转为EProcess
PsLookupProcessByProcessId(ProcessData->pid, &process);
if (process == NULL)
{
return FALSE;
}
BYTE* GetProcessData = NULL;
__try
{
// 分配堆
GetProcessData = ExAllocatePool(NonPagedPool, ProcessData->size);
}
__except (1)
{
return FALSE;
}
// 循环写出
for (int i = 0; i < ProcessData->size; i++)
{
GetProcessData[i] = ProcessData->data[i];
}
KAPC_STATE stack = { 0 };
// 附加进程
KeStackAttachProcess(process, &stack);
// 分配MDL对象
PMDL mdl = IoAllocateMdl(ProcessData->address, ProcessData->size, 0, 0, NULL);
if (mdl == NULL)
{
return FALSE;
}
MmBuildMdlForNonPagedPool(mdl);
BYTE* ChangeProcessData = NULL;
__try
{
// 锁定地址
ChangeProcessData = MmMapLockedPages(mdl, KernelMode);
// 开始拷贝
RtlCopyMemory(ChangeProcessData, GetProcessData, ProcessData->size);
}
__except (1)
{
bRet = FALSE;
goto END;
}
// 结束释放MDL关闭引用取消附加
END:
IoFreeMdl(mdl);
ExFreePool(GetProcessData);
KeUnstackDetachProcess(&stack);
ObDereferenceObject(process);
return bRet;
}
NTSTATUS DriverIrpCtl(PDEVICE_OBJECT device, PIRP pirp)
{
PIO_STACK_LOCATION stack;
stack = IoGetCurrentIrpStackLocation(pirp);
ProcessData* ProcessData;
switch (stack->MajorFunction)
{
case IRP_MJ_CREATE:
{
break;
}
case IRP_MJ_CLOSE:
{
break;
}
case IRP_MJ_DEVICE_CONTROL:
{
// 获取应用层传值
ProcessData = pirp->AssociatedIrp.SystemBuffer;
DbgPrint("进程ID: %d | 读写地址: %p | 读写长度: %d \n", ProcessData->pid, ProcessData->address, ProcessData->size);
switch (stack->Parameters.DeviceIoControl.IoControlCode)
{
// 读取函数
case READ_PROCESS_CODE:
{
ReadProcessMemory(ProcessData);
break;
}
// 写入函数
case WRITE_PROCESS_CODE:
{
WriteProcessMemory(ProcessData);
break;
}
}
pirp->IoStatus.Information = sizeof(ProcessData);
break;
}
}
pirp->IoStatus.Status = STATUS_SUCCESS;
IoCompleteRequest(pirp, IO_NO_INCREMENT);
return STATUS_SUCCESS;
}
VOID UnDriver(PDRIVER_OBJECT driver)
{
if (driver->DeviceObject)
{
UNICODE_STRING SymbolName;
RtlInitUnicodeString(&SymbolName, SYMBOLNAME);
// 删除符号链接
IoDeleteSymbolicLink(&SymbolName);
IoDeleteDevice(driver->DeviceObject);
}
}
NTSTATUS DriverEntry(IN PDRIVER_OBJECT Driver, PUNICODE_STRING RegistryPath)
{
NTSTATUS status = STATUS_SUCCESS;
PDEVICE_OBJECT device = NULL;
UNICODE_STRING DeviceName;
DbgPrint("[LyShark] hello lyshark.com \n");
// 初始化设备名
RtlInitUnicodeString(&DeviceName, DEVICENAME);
// 创建设备
status = IoCreateDevice(Driver, sizeof(Driver->DriverExtension), &DeviceName, FILE_DEVICE_UNKNOWN, FILE_DEVICE_SECURE_OPEN, FALSE, &device);
if (status == STATUS_SUCCESS)
{
UNICODE_STRING SymbolName;
RtlInitUnicodeString(&SymbolName, SYMBOLNAME);
// 创建符号链接
status = IoCreateSymbolicLink(&SymbolName, &DeviceName);
// 失败则删除设备
if (status != STATUS_SUCCESS)
{
IoDeleteDevice(device);
}
}
// 派遣函数初始化
Driver->MajorFunction[IRP_MJ_CREATE] = DriverIrpCtl;
Driver->MajorFunction[IRP_MJ_CLOSE] = DriverIrpCtl;
Driver->MajorFunction[IRP_MJ_DEVICE_CONTROL] = DriverIrpCtl;
// 卸载驱动
Driver->DriverUnload = UnDriver;
return STATUS_SUCCESS;
}
上方的驱动程序很简单其中的关键部分已经做好了备注，接下来才是本节课的重点，让我们开始了解一下Capstone这款反汇编引擎吧！
3.6.1 内存反汇编的应用
Capstone 是一款轻量级、多平台、多架构的反汇编引擎，旨在成为二进制分析和反汇编的终极工具。它支持多种平台和架构的反汇编，包括x86、ARM、MIPS等，并且可以轻松地集成到各种二进制分析工具中。Capstone的主要优点是它易于使用和快速的反汇编速度，而且由于其开源和活跃的社区支持，可以很容易地更新和维护。因此，Capstone被广泛用于二进制分析、安全研究和反汇编工作中。
- 反汇编引擎GitHub地址：https://github.com/capstone-engine
这款反汇编引擎如果你想要使用它，则第一步就是调用cs_open()打开一个句柄，这个打开功能的函数原型如下所示；
cs_err cs_open(
cs_arch arch,
cs_mode mode,
csh *handle
);
- 参数 arch：指定架构类型，例如
CS_ARCH_X86表示为 x86 架构。 - 参数 mode：指定模式，例如
CS_MODE_32表示为 32 位模式。 - 参数 handle：打开的句柄，用于后续对引擎的调用。由于其是传递指针的方式，因此需要先分配好该指针的内存。函数执行成功后，该句柄将被填充，可以用于后续的反汇编操作。
函数cs_open()是Capstone反汇编引擎提供的，它用于初始化Capstone库并打开一个句柄，以便进行后续的反汇编操作。该函数有三个参数，分别是架构类型、执行模式和指向句柄的指针。
具体地说，第一个参数CS_ARCH_X86指定了反汇编的架构类型，这里表示为Windows平台；第二个参数CS_MODE_32或CS_MODE_64则指定了反汇编的执行模式，即32位模式或64位模式；第三个参数则是指向一个Capstone库句柄的指针，通过该指针可以进行后续的反汇编操作。
打开句柄后，我们可以使用其他的Capstone函数进行反汇编操作，比如cs_disasm()函数用于对二进制代码进行反汇编，反汇编后的结果可以用于分析和理解程序的行为。最后，我们还需要使用cs_close()函数关闭打开的句柄以释放资源。
第二步也是最重要的一步，调用cs_disasm()反汇编函数，函数返回实际反汇编的指令数，或者如果发生错误，则返回0。该函数的原型如下所示；
size_t cs_disasm(
csh handle,
const uint8_t *code,
size_t code_size,
uint64_t address,
size_t count,
cs_insn *insn
);
其中各参数的含义为：
- 参数 handle：要使用的Capstone引擎的句柄，指定dasm_handle反汇编句柄
- 参数 code：要反汇编的二进制代码的指针，定你要反汇编的数据集或者是一个缓冲区
- 参数 code_size：要反汇编的二进制代码的大小（以字节为单位），指定你要反汇编的长度64
- 参数 address：要反汇编的二进制代码在内存中的地址（用于计算跳转目标地址），输出的内存地址起始位置 0x401000
- 参数 count：要反汇编的指令数量限制。如果设置为0，则表示没有数量限制，将会反汇编所有有效的指令
- 参数 insn：用于存储反汇编结果的结构体数组。它是一个输出参数，由调用者分配内存。用于输出数据的一个指针
如上所示的cs_open()以及cs_disasm()两个函数如果能搞明白，那么反汇编完整代码即可写出来了，根据如下流程实现；
- 创建一个句柄
handle，用于连接到驱动程序。 - 定义
ProcessData结构体，包含需要读取的进程 ID、起始地址、读取的字节数以及存储读取结果的BYTE数组。 - 使用
DeviceIoControl()函数从指定进程读取机器码，将结果存储到data结构体的data字段中。 - 使用
cs_open()函数打开Capstone引擎的句柄dasm_handle，指定了架构为x86平台，模式为32位。 - 使用
cs_disasm()函数将data结构体中的机器码进行反汇编，将结果存储到insn数组中，同时返回反汇编指令的数量 count。 - 循环遍历
insn数组，将每个反汇编指令的地址、长度、助记符和操作数打印出来。 - 使用
cs_free()函数释放insn数组占用的内存。 - 使用
cs_close()函数关闭Capstone引擎的句柄 dasm_handle。 - 关闭连接到驱动程序的句柄
handle。
根据如上实现流程，我们可以写出如下代码片段；
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <Windows.h>
#include <iostream>
#include <inttypes.h>
#include <capstone/capstone.h>
#pragma comment(lib,"capstone64.lib")
#define READ_PROCESS_CODE CTL_CODE(FILE_DEVICE_UNKNOWN,0x800,METHOD_BUFFERED,FILE_ALL_ACCESS)
#define WRITE_PROCESS_CODE CTL_CODE(FILE_DEVICE_UNKNOWN,0x801,METHOD_BUFFERED,FILE_ALL_ACCESS)
typedef struct
{
DWORD pid;
UINT64 address;
DWORD size;
BYTE* data;
}ProcessData;
int main(int argc, char* argv[])
{
// 连接到驱动
HANDLE handle = CreateFileA("\\??\\ReadWriteSymbolName", GENERIC_READ | GENERIC_WRITE, 0, NULL, OPEN_EXISTING, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, NULL);
ProcessData data;
DWORD dwSize = 0;
// 指定需要读写的进程
data.pid = 6932;
data.address = 0x401000;
data.size = 64;
// 读取机器码到BYTE字节数组
data.data = new BYTE[data.size];
DeviceIoControl(handle, READ_PROCESS_CODE, &data, sizeof(data), &data, sizeof(data), &dwSize, NULL);
for (int i = 0; i < data.size; i++)
{
printf("0x%02X ", data.data[i]);
}
printf("\n");
// 开始反汇编
csh dasm_handle;
cs_insn *insn;
size_t count;
// 打开句柄
if (cs_open(CS_ARCH_X86, CS_MODE_32, &dasm_handle) != CS_ERR_OK)
{
return 0;
}
// 反汇编代码
count = cs_disasm(dasm_handle, (unsigned char *)data.data, data.size, data.address, 0, &insn);
if (count > 0)
{
size_t index;
for (index = 0; index < count; index++)
{
/*
for (int x = 0; x < insn[index].size; x++)
{
printf("机器码: %d -> %02X \n", x, insn[index].bytes[x]);
}
*/
printf("地址: 0x%"PRIx64" | 长度: %d 反汇编: %s %s \n", insn[index].address, insn[index].size, insn[index].mnemonic, insn[index].op_str);
}
cs_free(insn, count);
}
cs_close(&dasm_handle);
getchar();
CloseHandle(handle);
return 0;
}
通过驱动加载工具加载WinDDK.sys然后在运行本程序，你会看到正确的输出结果，反汇编当前位置处向下64字节。
3.6.2 内存汇编的应用
实现了反汇编接着就需要讲解如何对内存进行汇编操作，汇编引擎这里采用了XEDParse该引擎小巧简洁，著名的x64dbg就是在运用本引擎进行汇编替换的，XEDParse 是一个开源的汇编引擎，用于将汇编代码转换为二进制指令。它基于Intel的XED库，并提供了一些易于使用的接口。
- 汇编引擎GitHub地址：https://github.com/x64dbg/XEDParse
一般而言，再进行汇编转换之前需要做如下几个步骤的工作；
1.定义xed_state_t结构体，该结构体包含有关目标平台的信息，例如处理器架构和指令集。可以使用xed_state_zero()函数来初始化该结构体。
xed_state_t state;
xed_state_zero(&state);
state.mmode = XED_MACHINE_MODE_LONG_64;
state.stack_addr_width = XED_ADDRESS_WIDTH_64b;
2.定义xed_error_enum_t类型的变量来接收转换过程中可能出现的错误信息。
xed_error_enum_t error = XED_ERROR_NONE;
3.定义xed_encoder_request_t结构体，该结构体包含要转换的汇编指令的信息，例如操作码和操作数。
xed_encoder_request_t request;
xed_encoder_request_zero_set_mode(&request, &state);
request.iclass = XED_ICLASS_MOV;
request.operand_order[0] = 0;
request.operand_order[1] = 1;
request.operands[0].name = XED_REG_RAX;
request.operands[1].name = XED_REG_RBX;
4.使用XEDParseAssemble()函数将汇编代码转换为二进制指令，并将结果存储在xed_uint8_t类型的数组中。此函数返回转换后的指令长度。
xed_uint8_t binary[15];
xed_uint_t length = XEDParseAssemble(&request, binary, sizeof(binary), &error);
if (error != XED_ERROR_NONE) {
// handle error
}
5.使用转换后的二进制指令进行后续操作。
typedef int (*func_t)(void);
func_t func = (func_t)binary;
int result = func();
在本次转换流程中我们只需要向XEDParseAssemble()函数传入一个规范的结构体即可完成转换，通过向XEDPARSE结构传入需要转换的指令，并自动转换为机器码放入到data.data堆中，实现核心代码如下所示；
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <Windows.h>
#include <iostream>
extern "C"
{
#include "D:/XEDParse/XEDParse.h"
#pragma comment(lib, "D:/XEDParse/XEDParse_x64.lib")
}
using namespace std;
#define READ_PROCESS_CODE CTL_CODE(FILE_DEVICE_UNKNOWN,0x800,METHOD_BUFFERED,FILE_ALL_ACCESS)
#define WRITE_PROCESS_CODE CTL_CODE(FILE_DEVICE_UNKNOWN,0x801,METHOD_BUFFERED,FILE_ALL_ACCESS)
typedef struct
{
DWORD pid;
UINT64 address;
DWORD size;
BYTE* data;
}ProcessData;
int main(int argc, char* argv[])
{
// 连接到驱动
HANDLE handle = CreateFileA("\\??\\ReadWriteSymbolName", GENERIC_READ | GENERIC_WRITE, 0, NULL, OPEN_EXISTING, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, NULL);
ProcessData data;
DWORD dwSize = 0;
// 指定需要读写的进程
data.pid = 6932;
data.address = 0x401000;
data.size = 0;
XEDPARSE xed = { 0 };
xed.x64 = FALSE;
// 输入一条汇编指令并转换
scanf_s("%llx", &xed.cip);
gets_s(xed.instr, XEDPARSE_MAXBUFSIZE);
if (XEDPARSE_OK != XEDParseAssemble(&xed))
{
printf("指令错误: %s\n", xed.error);
}
// 生成堆
data.data = new BYTE[xed.dest_size];
// 设置长度
data.size = xed.dest_size;
for (size_t i = 0; i < xed.dest_size; i++)
{
// 替换到堆中
printf("%02X ", xed.dest[i]);
data.data[i] = xed.dest[i];
}
// 调用控制器，写入到远端内存
DeviceIoControl(handle, WRITE_PROCESS_CODE, &data, sizeof(data), &data, sizeof(data), &dwSize, NULL);
printf("[LyShark] 指令集已替换. \n");
getchar();
CloseHandle(handle);
return 0;
}
通过驱动加载工具加载WinDDK.sys然后在运行本程序，你会看到正确的输出结果，可打开反内核工具验证是否改写成功。
打开反内核工具，并切换到观察是否写入了一条mov eax,1的指令集机器码，如下图已经完美写入。
文章出处：https://www.cnblogs.com/LyShark/p/17837836.html
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