COM Hook原理

掌握C++对象模型底层知识的人都知道，C++利用虚函数的机制来实现运行期的多态。

例如一个类申明如下：

 

class A
{
public:
    A(){}
    ~A(){}

    virtual void f1(){ printf("Founction f1 called\n"); }

    virtual void f2(){ printf("Founction f2 called\n"); }

    virtual void f3(){ printf("Founction f3 called\n"); }

private:
    int n;
}; 

那么A对象在内存中的结构图大概如下:

 

  (缺失)

 

如上图：可以看到A对象的前4个字节是虚函数表的指针vptr，而虚函数表本身又是一个数组。所以vptr可以看作一个指向指针的指针。
那么已知pA为A对象指针，我们如果想得到虚函数表的地址，只需要如下即可。
long** pplVrtable= (long**)(pA);
我们可以为类A添加一个成员函数确认一下。
void A::reset_f1()
{
long** pplVrtable= (long**)(this); //取得虚函数表的指针
*pplVrtable = *pplVrtable +1;//将虚函数表的指针指向虚函数表第二个值。
}
测试代码：
int main(int argc, char* argv[])
{
A* pA = new A;
pA->reset_f1();

pA->f1();

delete pA;

return 0;
}
运行输出：
Founction f2 called.
结果证实虚函数表的指针已经被成功修改，对于成员函数f1的调用变成了对f2的调用.
但是我们这里修改的只是虚函数指针，那么我们可不可以直接修改虚函数表那？
试一下看看，修改代码如下：
void A::reset_f1()
{

long** pplVrtable= (long**)(this); //取得虚函数表的指针

(*pplVrtable)[0]= (*pplVrtable)[1];//将虚函数表的第一个值设置为虚函数表第二个值。
}
运行,结果程序crash了,看样子虚函数表这块内存是被系统保护了,看似山重水复疑无路了,不过没关系,Windows提供了一组针对内存保护的函数:
VirtualQueryEx, VirtualProtectEx,(相关定义和使用方法,可以看看MSDN).
利用这两个函数我们可以实现修改虚函数表的功能,再次修改代码如下:

    void reset_f1()
    {
        //long** pplVrtable= (long**)(this);    //取得虚函数表的指针
        //*pplVrtable = *pplVrtable +1;        //将虚函数表的指针指向虚函数表第二个值。
        
        //long** pplVrtable= (long**)(this); //取得虚函数表的指针
        //(*pplVrtable)[0]= (*pplVrtable)[1];//将虚函数表的第一个值设置为虚函数表第二个值。

        long** pplVrtable= (long**)(this);
        HANDLE hProcess = OpenProcess(PROCESS_ALL_ACCESS, FALSE, ::GetCurrentProcessId());
        MEMORY_BASIC_INFORMATION mbi = {0};
        if (VirtualQueryEx(hProcess, (LPVOID)(*pplVrtable), &mbi, sizeof(mbi)) != sizeof(mbi))
            return;

        DWORD dwOldProtect = 0;
        if(!::VirtualProtectEx(hProcess, mbi.BaseAddress, 4, PAGE_EXECUTE_READWRITE, &dwOldProtect)) 
            return;

        (*pplVrtable)[0] = (*pplVrtable)[1];

        DWORD dwTemp = 0;
        ::VirtualProtectEx(hProcess, mbi.BaseAddress, 4, dwOldProtect, &dwTemp);
        CloseHandle(hProcess);
    }

运行输出：
Founction f2 called.
结果与预期一样,虚函数表终于被成功修改了.
因为COM接口是没有成员变量的只有纯虚函数的类,其虚函数指针在内存分配上具有唯一性,所以我们可以通过以上的技术实现对所有COM接口成员函数的HOOK. ,