游戏外挂设计技术探讨(下)

作者:周毅

五、封包技术

通过对动作模拟技术的介绍,我们对游戏外挂有了一定程度上的认识,也学会了使用动作模拟技 术来实现简单的动作模拟型游戏外挂的制作。这种动作模拟型游戏外挂有一定的局限性,它仅仅只能解决使用计算机代替人力完成那么有规律、繁琐而无聊的游戏动 作。但是,随着网络游戏的盛行和复杂度的增加,很多游戏要求将客户端动作信息及时反馈回服务器,通过服务器对这些动作信息进行有效认证后,再向客户端发送 下一步游戏动作信息,这样动作模拟技术将失去原有的效应。为了更好地“外挂”这些游戏,游戏外挂程序也进行了升级换代,它们将以前针对游戏用户界面层的模 拟推进到数据通讯层,通过封包技术在客户端挡截游戏服务器发送来的游戏控制数据包,分析数据包并修改数据包;同时还需按照游戏数据包结构创建数据包,再模 拟客户端发送给游戏服务器,这个过程其实就是一个封包的过程。

封包的技术是实现第二类游戏外挂的最核心的技术。封包技术涉及的知识很 广泛,实现方法也很多,如挡截WinSock、挡截API函数、挡截消息、VxD驱动程序等。在此我们也不可能在此文中将所有的封包技术都进行详细介绍, 故选择两种在游戏外挂程序中最常用的两种方法:挡截WinSock和挡截API函数。

1. 挡截WinSock

众所周知,Winsock是Windows网络编程接口,它工作于Windows应用层,它提供与底层传输协议无关的高层数据传输编程接口。在 Windows系统中,使用WinSock接口为应用程序提供基于TCP/IP协议的网络访问服务,这些服务是由Wsock32.DLL动态链接库提供的 函数库来完成的。

由上说明可知,任何Windows基于TCP/IP的应用程序都必须通过WinSock接口访问网络,当然网络游戏 程序也不例外。由此我们可以想象一下,如果我们可以控制WinSock接口的话,那么控制游戏客户端程序与服务器之间的数据包也将易如反掌。按着这个思 路,下面的工作就是如何完成控制WinSock接口了。由上面的介绍可知,WinSock接口其实是由一个动态链接库提供的一系列函数,由这些函数实现对 网络的访问。有了这层的认识,问题就好办多了,我们可以制作一个类似的动态链接库来代替原WinSock接口库,在其中实现WinSock32.dll中 实现的所有函数,并保证所有函数的参数个数和顺序、返回值类型都应与原库相同。在这个自制作的动态库中,可以对我们感兴趣的函数(如发送、接收等函数)进 行挡截,放入外挂控制代码,最后还继续调用原WinSock库中提供的相应功能函数,这样就可以实现对网络数据包的挡截、修改和发送等封包功能。

下面重点介绍创建挡截WinSock外挂程序的基本步骤:

(1) 创建DLL项目,选择Win32 Dynamic-Link Library,再选择An empty DLL project。

(2) 新建文件wsock32.h,按如下步骤输入代码:

① 加入相关变量声明:

HMODULE hModule=NULL; //模块句柄
char buffer[1000]; //缓冲区
FARPROC proc; //函数入口指针

② 定义指向原WinSock库中的所有函数地址的指针变量,因WinSock库共提供70多个函数,限于篇幅,在此就只选择几个常用的函数列出,有关这些库函数的说明可参考MSDN相关内容。

//定义指向原WinSock库函数地址的指针变量。
SOCKET (__stdcall *socket1)(int ,int,int);//创建Sock函数。
int (__stdcall *WSAStartup1)(WORD,LPWSADATA);//初始化WinSock库函数。
int (__stdcall *WSACleanup1)();//清除WinSock库函数。
int (__stdcall *recv1)(SOCKET ,char FAR * ,int ,int );//接收数据函数。
int (__stdcall *send1)(SOCKET ,const char * ,int ,int);//发送数据函数。
int (__stdcall *connect1)(SOCKET,const struct sockaddr *,int);//创建连接函数。
int (__stdcall *bind1)(SOCKET ,const struct sockaddr *,int );//绑定函数。
......其它函数地址指针的定义略。

(3) 新建wsock32.cpp文件,按如下步骤输入代码:

① 加入相关头文件声明:

#include "windows.h"
#include "stdio.h"
#include "wsock32.h"

② 添加DllMain函数,在此函数中首先需要加载原WinSock库,并获取此库中所有函数的地址。代码如下:

BOOL WINAPI DllMain (HANDLE hInst,ULONG ul_reason_for_call,LPVOID lpReserved)
{
if(hModule==NULL){
//加载原WinSock库,原WinSock库已复制为wsock32.001。
hModule=LoadLibrary("wsock32.001");
}
else return 1;
//获取原WinSock库中的所有函数的地址并保存,下面仅列出部分代码。
if(hModule!=NULL){
//获取原WinSock库初始化函数的地址,并保存到WSAStartup1中。
proc=GetProcAddress(hModule,"WSAStartup");
WSAStartup1=(int (_stdcall *)(WORD,LPWSADATA))proc;
//获取原WinSock库消除函数的地址,并保存到WSACleanup1中。
proc=GetProcAddress(hModule i,"WSACleanup");
WSACleanup1=(int (_stdcall *)())proc;
//获取原创建Sock函数的地址,并保存到socket1中。
proc=GetProcAddress(hModule,"socket");
socket1=(SOCKET (_stdcall *)(int ,int,int))proc;
//获取原创建连接函数的地址,并保存到connect1中。
proc=GetProcAddress(hModule,"connect");
connect1=(int (_stdcall *)(SOCKET ,const struct sockaddr *,int ))proc;
//获取原发送函数的地址,并保存到send1中。
proc=GetProcAddress(hModule,"send");
send1=(int (_stdcall *)(SOCKET ,const char * ,int ,int ))proc;
//获取原接收函数的地址,并保存到recv1中。
proc=GetProcAddress(hModule,"recv");
recv1=(int (_stdcall *)(SOCKET ,char FAR * ,int ,int ))proc;
......其它获取函数地址代码略。
}
else return 0;
return 1;
}

③ 定义库输出函数,在此可以对我们感兴趣的函数中添加外挂控制代码,在所有的输出函数的最后一步都调用原WinSock库的同名函数。部分输出函数定义代码如下:

//库输出函数定义。
//WinSock初始化函数。
int PASCAL FAR WSAStartup(WORD wVersionRequired, LPWSADATA lpWSAData)
{
//调用原WinSock库初始化函数
return WSAStartup1(wVersionRequired,lpWSAData);
}
//WinSock结束清除函数。
int PASCAL FAR WSACleanup(void)
{
return WSACleanup1(); //调用原WinSock库结束清除函数。
}
//创建Socket函数。
SOCKET PASCAL FAR socket (int af, int type, int protocol)
{
//调用原WinSock库创建Socket函数。
return socket1(af,type,protocol);
}
//发送数据包函数
int PASCAL FAR send(SOCKET s,const char * buf,int len,int flags)
{
//在此可以对发送的缓冲buf的内容进行修改,以实现欺骗服务器。
外挂代码......
//调用原WinSock库发送数据包函数。
return send1(s,buf,len,flags);
}
//接收数据包函数。
int PASCAL FAR recv(SOCKET s, char FAR * buf, int len, int flags)
{
//在此可以挡截到服务器端发送到客户端的数据包,先将其保存到buffer中。
strcpy(buffer,buf);
//对buffer数据包数据进行分析后,对其按照玩家的指令进行相关修改。
外挂代码......
//最后调用原WinSock中的接收数据包函数。
return recv1(s, buffer, len, flags);
}
.......其它函数定义代码略。

(4)、新建wsock32.def配置文件,在其中加入所有库输出函数的声明,部分声明代码如下:

LIBRARY "wsock32"
EXPORTS
WSAStartup @1
WSACleanup @2
recv @3
send @4
socket @5
bind @6
closesocket @7
connect @8

......其它输出函数声明代码略。

(5)、从“工程”菜单中选择“设置”,弹出Project Setting对话框,选择Link标签,在“对象/库模块”中输入Ws2_32.lib。

(6)、编译项目,产生wsock32.dll库文件。

(7)、将系统目录下原wsock32.dll库文件拷贝到被外挂程序的目录下,并将其改名为wsock.001;再将上面产生的 wsock32.dll文件同样拷贝到被外挂程序的目录下。重新启动游戏程序,此时游戏程序将先加载我们自己制作的wsock32.dll文件,再通过该 库文件间接调用原WinSock接口函数来实现访问网络。上面我们仅仅介绍了挡载WinSock的实现过程,至于如何加入外挂控制代码,还需要外挂开发人 员对游戏数据包结构、内容、加密算法等方面的仔细分析(这个过程将是一个艰辛的过程),再生成外挂控制代码。关于数据包分析方法和技巧,不是本文讲解的范 围,如您感兴趣可以到网上查查相关资料。


2.挡截API

挡截API技术与挡截WinSock技术在原理 上很相似,但是前者比后者提供了更强大的功能。挡截WinSock仅只能挡截WinSock接口函数,而挡截API可以实现对应用程序调用的包括 WinSock API函数在内的所有API函数的挡截。如果您的外挂程序仅打算对WinSock的函数进行挡截的话,您可以只选择使用上小节介绍的挡截WinSock技 术。随着大量外挂程序在功能上的扩展,它们不仅仅只提供对数据包的挡截,而且还对游戏程序中使用的Windows API或其它DLL库函数的挡截,以使外挂的功能更加强大。例如,可以通过挡截相关API函数以实现对非中文游戏的汉化功能,有了这个利器,可以使您的外 挂程序无所不能了。

挡截API技术的原理核心也是使用我们自己的函数来替换掉Windows或其它DLL库提供的函数,有点同挡截 WinSock原理相似吧。但是,其实现过程却比挡截WinSock要复杂的多,如像实现挡截Winsock过程一样,将应用程序调用的所有的库文件都写 一个模拟库有点不大可能,就只说Windows API就有上千个,还有很多库提供的函数结构并未公开,所以写一个模拟库代替的方式不大现实,故我们必须另谋良方。

挡截API的最终 目标是使用自定义的函数代替原函数。那么,我们首先应该知道应用程序何时、何地、用何种方式调用原函数。接下来,需要将应用程序中调用该原函数的指令代码 进行修改,使它将调用函数的指针指向我们自己定义的函数地址。这样,外挂程序才能完全控制应用程序调用的API函数,至于在其中如何加入外挂代码,就应需 求而异了。最后还有一个重要的问题要解决,如何将我们自定义的用来代替原API函数的函数代码注入被外挂游戏程序进行地址空间中,因在Windows系统 中应用程序仅只能访问到本进程地址空间内的代码和数据。

综上所述,要实现挡截API函数,至少需要解决如下三个问题:

● 如何定位游戏程序中调用API函数指令代码?

● 如何修改游戏程序中调用API函数指令代码?

● 如何将外挂代码(自定义的替换函数代码)注入到游戏程序进程地址空间?

下面我们逐一介绍这几个问题的解决方法:

(1) 、定位调用API函数指令代码

我们知道,在汇编语言中使用CALL指令来调用函数或过程的,它是通过指令参数中的函数地址而定位到相应的函数代码的。那么,我们如果能寻找到程序代码 中所有调用被挡截的API函数的CALL指令的话,就可以将该指令中的函数地址参数修改为替代函数的地址。虽然这是一个可行的方案,但是实现起来会很繁 琐,也不稳健。庆幸的是,Windows系统中所使用的可执行文件(PE格式)采用了输入地址表机制,将所有在程序调用的API函数的地址信息存放在输入 地址表中,而在程序代码CALL指令中使用的地址不是API函数的地址,而是输入地址表中该API函数的地址项,如想使程序代码中调用的API函数被代替 掉,只用将输入地址表中该API函数的地址项内容修改即可。具体理解输入地址表运行机制,还需要了解一下PE格式文件结构,其中图三列出了PE格式文件的 大致结构。


图三:PE格式大致结构图


PE格式文件一开始是一段DOS程序,当你的程序在不支持Windows的环境中运行时,它就会显示“This Program cannot be run in DOS mode”这样的警告语句,接着这个DOS文件头,就开始真正的PE文件内容了。首先是一段称为“IMAGE_NT_HEADER”的数据,其中是许多关 于整个PE文件的消息,在这段数据的尾端是一个称为Data Directory的数据表,通过它能快速定位一些PE文件中段(section)的地址。在这段数据之后,则是一个 “IMAGE_SECTION_HEADER”的列表,其中的每一项都详细描述了后面一个段的相关信息。接着它就是PE文件中最主要的段数据了,执行代 码、数据和资源等等信息就分别存放在这些段中。

在所有的这些段里,有一个被称为“.idata”的段(输入数据段)值得我们去注意, 该段中包含着一些被称为输入地址表(IAT,Import Address Table)的数据列表。每个用隐式方式加载的API所在的DLL都有一个IAT与之对应,同时一个API的地址也与IAT中一项相对应。当一个应用程序 加载到内存中后,针对每一个API函数调用,相应的产生如下的汇编指令:

JMP DWORD PTR [XXXXXXXX]



CALL DWORD PTR [XXXXXXXX]

其中,[XXXXXXXX]表示指向了输入地址表中一个项,其内容是一个DWORD,而正是这个DWORD才是API函数在内存中的真正地址。因此我们要想拦截一个API的调用,只要简单的把那个DWORD改为我们自己的函数的地址。

(2) 、修改调用API函数代码

从上面对PE文件格式的分析可知,修改调用API函数代码其实是修改被调用API函数在输入地址表中IAT项内容。由于Windows系统对应用程序指 令代码地址空间的严密保护机制,使得修改程序指令代码非常困难,以至于许多高手为之编写VxD进入Ring0。在这里,我为大家介绍一种较为方便的方法修 改进程内存,它仅需要调用几个Windows核心API函数,下面我首先来学会一下这几个API函数:

DWORD VirtualQuery(
LPCVOID lpAddress, // address of region
PMEMORY_BASIC_INFORMATION lpBuffer, // information buffer
DWORD dwLength // size of buffer
);

该函数用于查询关于本进程内虚拟地址页的信息。其中,lpAddress表示被查询页的区域地址;lpBuffer表示用于保存查询页信息的缓冲;dwLength表示缓冲区大小。返回值为实际缓冲大小。

BOOL VirtualProtect(
LPVOID lpAddress, // region of committed pages
SIZE_T dwSize, // size of the region
DWORD flNewProtect, // desired access protection
PDWORD lpflOldProtect // old protection
);

该函数用于改变本进程内虚拟地址页的保护属性。其中,lpAddress表示被改变保护属性页区域地址;dwSize表示页区域大小; flNewProtect表示新的保护属性,可取值为PAGE_READONLY、PAGE_READWRITE、PAGE_EXECUTE等; lpflOldProtect表示用于保存改变前的保护属性。如果函数调用成功返回“T”,否则返回“F”。

有了这两个API函数, 我们就可以随心所欲的修改进程内存了。首先,调用VirtualQuery()函数查询被修改内存的页信息,再根据此信息调用 VirtualProtect()函数改变这些页的保护属性为PAGE_READWRITE,有了这个权限您就可以任意修改进程内存数据了。下面一段代码 演示了如何将进程虚拟地址为0x0040106c处的字节清零。

BYTE* pData = 0x0040106c;
MEMORY_BASIC_INFORMATION mbi_thunk;
//查询页信息。
VirtualQuery(pData, &mbi_thunk, sizeof(MEMORY_BASIC_INFORMATION));
//改变页保护属性为读写。
VirtualProtect(mbi_thunk.BaseAddress,mbi_thunk.RegionSize,
PAGE_READWRITE, &mbi_thunk.Protect);
//清零。
*pData = 0x00;
//恢复页的原保护属性。
DWORD dwOldProtect;
VirtualProtect(mbi_thunk.BaseAddress,mbi_thunk.RegionSize,
mbi_thunk.Protect, &dwOldProtect);


(3)、注入外挂代码进入被挂游戏进程中

完成了定位和修改程序中调用API函数代码后,我们就可以随意设计自定义的API函数的替代函数了。做完这一切后,还需要将这些代码注入到被外挂游戏程 序进程内存空间中,不然游戏进程根本不会访问到替代函数代码。注入方法有很多,如利用全局钩子注入、利用注册表注入挡截User32库中的API函数、利 用CreateRemoteThread注入(仅限于NT/2000)、利用BHO注入等。因为我们在动作模拟技术一节已经接触过全局钩子,我相信聪明的 读者已经完全掌握了全局钩子的制作过程,所以我们在后面的实例中,将继续利用这个全局钩子。至于其它几种注入方法,如果感兴趣可参阅MSDN有关内容。

有了以上理论基础,我们下面就开始制作一个挡截MessageBoxA和recv函数的实例,在开发游戏外挂程序 时,可以此实例为框架,加入相应的替代函数和处理代码即可。此实例的开发过程如下:

(1) 打开前面创建的ActiveKey项目。

(2) 在ActiveKey.h文件中加入HOOKAPI结构,此结构用来存储被挡截API函数名称、原API函数地址和替代函数地址。

typedef struct tag_HOOKAPI
{
LPCSTR szFunc;//被HOOK的API函数名称。
PROC pNewProc;//替代函数地址。
PROC pOldProc;//原API函数地址。
}HOOKAPI, *LPHOOKAPI;

(3) 打开ActiveKey.cpp文件,首先加入一个函数,用于定位输入库在输入数据段中的IAT地址。代码如下:

extern "C" __declspec(dllexport)PIMAGE_IMPORT_DESCRIPTOR
LocationIAT(HMODULE hModule, LPCSTR szImportMod)
//其中,hModule为进程模块句柄;szImportMod为输入库名称。
{
//检查是否为DOS程序,如是返回NULL,因DOS程序没有IAT。
PIMAGE_DOS_HEADER pDOSHeader = (PIMAGE_DOS_HEADER) hModule;
if(pDOSHeader->e_magic != IMAGE_DOS_SIGNATURE) return NULL;
//检查是否为NT标志,否则返回NULL。
PIMAGE_NT_HEADERS pNTHeader = (PIMAGE_NT_HEADERS)((DWORD)pDOSHeader+ (DWORD)(pDOSHeader->e_lfanew));
if(pNTHeader->Signature != IMAGE_NT_SIGNATURE) return NULL;
//没有IAT表则返回NULL。
if(pNTHeader->OptionalHeader.DataDirectory[IMAGE_DIRECTORY_ENTRY_IMPORT].VirtualAddress == 0) return NULL;
//定位第一个IAT位置。
PIMAGE_IMPORT_DESCRIPTOR pImportDesc = (PIMAGE_IMPORT_DESCRIPTOR)((DWORD)pDOSHeader + (DWORD)(pNTHeader->OptionalHeader.DataDirectory[IMAGE_DIRECTORY_ENTRY_IMPORT].VirtualAddress));
//根据输入库名称循环检查所有的IAT,如匹配则返回该IAT地址,否则检测下一个IAT。
while (pImportDesc->Name)
{
//获取该IAT描述的输入库名称。
PSTR szCurrMod = (PSTR)((DWORD)pDOSHeader + (DWORD)(pImportDesc->Name));
if (stricmp(szCurrMod, szImportMod) == 0) break;
pImportDesc++;
}
if(pImportDesc->Name == NULL) return NULL;
return pImportDesc;
}

再加入一个函数,用来定位被挡截API函数的IAT项并修改其内容为替代函数地址。代码如下:

extern "C" __declspec(dllexport)
HookAPIByName( HMODULE hModule, LPCSTR szImportMod, LPHOOKAPI pHookApi)
//其中,hModule为进程模块句柄;szImportMod为输入库名称;pHookAPI为HOOKAPI结构指针。
{
//定位szImportMod输入库在输入数据段中的IAT地址。
PIMAGE_IMPORT_DESCRIPTOR pImportDesc = LocationIAT(hModule, szImportMod);
if (pImportDesc == NULL) return FALSE;
//第一个Thunk地址。
PIMAGE_THUNK_DATA pOrigThunk = (PIMAGE_THUNK_DATA)((DWORD)hModule + (DWORD)(pImportDesc->OriginalFirstThunk));
//第一个IAT项的Thunk地址。
PIMAGE_THUNK_DATA pRealThunk = (PIMAGE_THUNK_DATA)((DWORD)hModule + (DWORD)(pImportDesc->FirstThunk));
//循环查找被截API函数的IAT项,并使用替代函数地址修改其值。
while(pOrigThunk->u1.Function)
{
//检测此Thunk是否为IAT项。
if((pOrigThunk->u1.Ordinal & IMAGE_ORDINAL_FLAG) != IMAGE_ORDINAL_FLAG)
{
//获取此IAT项所描述的函数名称。
PIMAGE_IMPORT_BY_NAME pByName =(PIMAGE_IMPORT_BY_NAME)((DWORD)hModule+(DWORD)(pOrigThunk->u1.AddressOfData));
if(pByName->Name[0] == '\0') return FALSE;
//检测是否为挡截函数。
if(strcmpi(pHookApi->szFunc, (char*)pByName->Name) == 0)
{
MEMORY_BASIC_INFORMATION mbi_thunk;
//查询修改页的信息。
VirtualQuery(pRealThunk, &mbi_thunk, sizeof(MEMORY_BASIC_INFORMATION));
//改变修改页保护属性为PAGE_READWRITE。
VirtualProtect(mbi_thunk.BaseAddress,mbi_thunk.RegionSize, PAGE_READWRITE, &mbi_thunk.Protect);
//保存原来的API函数地址。
if(pHookApi->pOldProc == NULL)
pHookApi->pOldProc = (PROC)pRealThunk->u1.Function;
//修改API函数IAT项内容为替代函数地址。
pRealThunk->u1.Function = (PDWORD)pHookApi->pNewProc;
//恢复修改页保护属性。
DWORD dwOldProtect;
VirtualProtect(mbi_thunk.BaseAddress, mbi_thunk.RegionSize, mbi_thunk.Protect, &dwOldProtect);
}
}
pOrigThunk++;
pRealThunk++;
}
SetLastError(ERROR_SUCCESS); //设置错误为ERROR_SUCCESS,表示成功。
return TRUE;
}

(4) 定义替代函数,此实例中只给MessageBoxA和recv两个API进行挡截。代码如下:

static int WINAPI MessageBoxA1 (HWND hWnd , LPCTSTR lpText, LPCTSTR lpCaption, UINT uType)
{
//过滤掉原MessageBoxA的正文和标题内容,只显示如下内容。
return MessageBox(hWnd, "Hook API OK!", "Hook API", uType);
}
static int WINAPI recv1(SOCKET s, char FAR *buf, int len, int flags )
{
//此处可以挡截游戏服务器发送来的网络数据包,可以加入分析和处理数据代码。
return recv(s,buf,len,flags);
}

(5) 在KeyboardProc函数中加入激活挡截API代码,在if( wParam == 0X79 )语句中后面加入如下else if语句:

......
//当激活F11键时,启动挡截API函数功能。
else if( wParam == 0x7A )
{
HOOKAPI api[2];
api[0].szFunc ="MessageBoxA";//设置被挡截函数的名称。
api[0].pNewProc = (PROC)MessageBoxA1;//设置替代函数的地址。
api[1].szFunc ="recv";//设置被挡截函数的名称。
api[1].pNewProc = (PROC)recv1; //设置替代函数的地址。
//设置挡截User32.dll库中的MessageBoxA函数。
HookAPIByName(GetModuleHandle(NULL),"User32.dll",&api[0]);
//设置挡截Wsock32.dll库中的recv函数。
HookAPIByName(GetModuleHandle(NULL),"Wsock32.dll",&api[1]);
...
posted @ 2006-11-20 17:00  huxi  阅读(247)  评论(0编辑  收藏  举报