利用模块加载回调函数修改PE导入表实现注入

最近整理PE文件相关代码的时候，想到如果能在PE刚刚读进内存的时候再去修改内存PE镜像，那不是比直接对PE文件进行操作隐秘多了么？

PE文件在运行时会根据导入表来进行dll库的“动态链接”，那么如果我们修改PE导入表结构，就可以实现对我们自己动态库的导入，从而实现注入。

那么问题来了，选择一个合适的时机显得很重要，网上搜索了一下，大部分都是直接在文件上进行修改，有位同学说用LoadImageNotifyRoutine可以来实现。

每一个模块加载前都能触发SetLoadImageNotifyRoutine注册的回调函数，然后获得PE文件基地址，构造PE文件就可以实现注入了。

下面简单复习一下PE文件导入表以及系统回调。

PE文件导入表

微软对导入表结构体的定义

typedef struct _IMAGE_IMPORT_DESCRIPTOR {
union {
        DWORD Characteristics; // 0 for terminating null import descriptor
        DWORD OriginalFirstThunk; // RVA to original unbound IAT (PIMAGE_THUNK_DATA)
} DUMMYUNIONNAME;
DWORD TimeDateStamp; // 0 if not bound,
                     // -1 if bound, and realdate\time stamp
                     // in IMAGE_DIRECTORY_ENTRY_BOUND_IMPORT (new BIND)
                     // O.W. date/time stamp ofDLL bound to (Old BIND)
DWORD ForwarderChain; // -1 if no forwarders
DWORD Name;
DWORD FirstThunk; // RVA to IAT (if bound this IAT has actual addresses)
} IMAGE_IMPORT_DESCRIPTOR;
typedef IMAGE_IMPORT_DESCRIPTOR UNALIGNED *PIMAGE_IMPORT_DESCRIPTOR

值得注意的是：上述结构的是导入表数组中的一项，每个导入的 DLL 都会有一个结构，也就是说，一个这样的结构对应一个导入的 DLL。

Characteristics 和 OriginalFirstThunk：一个联合体，如果是数组的最后一项 Characteristics 为0，否则 OriginalFirstThunk 保存一个 RVA，指向一个 IMAGE_THUNK_DATA 的数组，这个数组中的每一项表示一个导入函数。
TimeDateStamp：　　　　　　　　　　映象绑定前，这个值是0，绑定后是导入模块的时间戳。
ForwarderChain：转发链，如果没有转发器，这个值是-1。
Name：一个 RVA，指向导入模块的名字，所以一个 IMAGE_IMPORT_DESCRIPTOR 描述一个导入的 DLL。
FirstThunk ：也是一个RVA，也指向一个IMAGE_THUNK_DATA 数组。

既然OriginalFirstThunk与FirstThunk都指向一个IMAGE_THUNK_DATA数组，而且这两个域的名字都长得很像，他俩有什么区别呢？

为了解答这个问题，先来认识一下 IMAGE_THUNK_DATA 结构：

typedef struct _IMAGE_THUNK_DATA32 {
union {
        DWORD ForwarderString; // PBYTE
        DWORD Function; // PDWORD
        DWORD Ordinal;
        DWORD AddressOfData; // PIMAGE_IMPORT_BY_NAME
} u1;
} IMAGE_THUNK_DATA32;
typedef IMAGE_THUNK_DATA32 * PIMAGE_THUNK_DATA32;

ForwarderString ：是转发用的，暂时不用考虑。

Function ：表示函数地址。

Ordinal ：如果是按序号导入 Ordinal 就有用了。如果 Ordinal 的最高位是1，就是按序号导入的，这时候，低16位就是导入序号，如果最高位是0，则 AddressOfData 是一个RVA，指向一个IMAGE_IMPORT_BY_NAME结构，用来保存名字信息，

AddressOfData：若是按名字导入便指向名字信息。

可以看出这个结构体就是一个大的 union，大家都知道 union 虽包含多个域但是在不同时刻代表不同的意义那到底应该是名字还是序号，该如何区分呢？可以通过 Ordinal 判断，由于Ordinal 和 AddressOfData 实际上是同一个内存空间，所以 AddressOfData 其实只有低31位可以表示RVA，但是一个 PE 文件不可能超过2G，所以最高位永远为0，这样设计很合理的利用了空间。实际编写代码的时候微软提供两个宏定义处理序号导入：IMAGE_SNAP_BY_ORDINAL 判断是否按序号导入，IMAGE_ORDINAL 用来获取导入序号。

这时我们可以回头看看 OriginalFirstThunk 与 FirstThunk，OriginalFirstThunk 指向的 IMAGE_THUNK_DATA 数组包含导入信息，在这个数组中只有 Ordinal 和 AddressOfData 是有用的，因此可以通过 OriginalFirstThunk 查找到函数的地址。FirstThunk 则略有不同，在 PE 文件加载以前或者说在导入表未处理以前，他所指向的数组与 OriginalFirstThunk 中的数组虽不是同一个，但是内容却是相同的，都包含了导入信息，而在加载之后，FirstThunk 中的 Function 开始生效，他指向实际的函数地址，因为 FirstThunk 实际上指向 IAT 中的一个位置，IAT 就充当了 IMAGE_THUNK_DATA 数组，加载完成后，这些 IAT 项就变成了实际的函数地址，即 Function 的意义。

一图胜千言：

这也就是为什么说导入表的是双桥结构了。

1.导入表其实是一个 IMAGE_IMPORT_DESCRIPTOR 的数组，每个导入的 DLL 对应一个 IMAGE_IMPORT_DESCRIPTOR。

2. IMAGE_IMPORT_DESCRIPTOR 包含两个 IMAGE_THUNK_DATA 数组，数组中的每一项对应一个导入函数。

3. 加载前OriginalFirstThunk与FirstThunk的数组都指向名字信息，加载后FirstThunk 数组指向实际的函数地址。

好了，回顾了这么多PE导入表知识点，下面看看系统回调。

系统回调

系统回调就是由系统执行回调函数,这个回调函数可以是用户编写的,但是必须是由系统调用

比如下面这几种

LoadImageNotifyRoutine 模块加载回调

CreateProcessNotifyRoutine 进程创建回调

CreateThreadNotifyRoutine 线程创建回调

CmRegisterCallback 注册表回调

IoRegisterFsRegistrationChange 文件系统回调

......

由程序员注册回调，系统函数在触发条件下调用

所以就提供了注册模块加载回调然后获得修改PE文件的条件

下面看看在回调函数中做了些什么

VOID Start (
    IN PUNICODE_STRING    FullImageName,
    IN HANDLE    ProcessId, // where image is mapped
    IN PIMAGE_INFO    ImageInfo
    )
{
    NTSTATUS ntStatus;
    PIMAGE_IMPORT_DESCRIPTOR pImportNew;
    HANDLE hProcessHandle;
    int nImportDllCount = 0;
    int size;
    IMAGE_IMPORT_DESCRIPTOR Add_ImportDesc;
    PULONG ulAddress;
    ULONG oldCr0;
    ULONG Func;
    PIMAGE_IMPORT_BY_NAME ptmp;
    IMAGE_THUNK_DATA *pOriginalThunkData;
    IMAGE_THUNK_DATA *pFirstThunkData;
    PIMAGE_BOUND_IMPORT_DESCRIPTOR pBoundImport;

    if(wcsstr(FullImageName->Buffer,L"calc.exe")!=NULL)
    {
        lpBuffer = NULL;
        lpDllName = NULL;
        lpExportApi = NULL;
        lpTemp = NULL;
        lpTemp2=NULL;

        g_eprocess = PsGetCurrentProcess();
        g_ulPid = (ULONG)ProcessId;
        ulBaseImage = (ULONG)ImageInfo->ImageBase;// 进程基地址
        pDos = (PIMAGE_DOS_HEADER) ulBaseImage;
        pHeader = (PIMAGE_NT_HEADERS)(ulBaseImage+(ULONG)pDos->e_lfanew);
        pImportDesc = (PIMAGE_IMPORT_DESCRIPTOR)((ULONG)pHeader->OptionalHeader.DataDirectory[1].VirtualAddress + ulBaseImage);
        nImportDllCount = pHeader->OptionalHeader.DataDirectory[1].Size / sizeof(IMAGE_IMPORT_DESCRIPTOR);
                            // 把原始值保存。
        g_psaveDes = pImportDesc;

        ntStatus = ObOpenObjectByPointer(g_eprocess, OBJ_KERNEL_HANDLE, NULL, PROCESS_ALL_ACCESS , //PROCESS_WRITECOPY
                                    NULL, KernelMode, &hProcessHandle);
        if(!NT_SUCCESS(ntStatus))
            return ;
//      加上一个自己的结构。
        size = sizeof(IMAGE_IMPORT_DESCRIPTOR) * (nImportDllCount + 1);
            //  分配导入表
        ntStatus = ZwAllocateVirtualMemory(hProcessHandle, &lpBuffer, 0, &size,
                                         MEM_COMMIT|MEM_TOP_DOWN, PAGE_EXECUTE_READWRITE);
        if(!NT_SUCCESS(ntStatus)) 
        {
            ZwClose(hProcessHandle);
            return ;
        }
        RtlZeroMemory(lpBuffer,sizeof(IMAGE_IMPORT_DESCRIPTOR) * (nImportDllCount + 1));
        size = 20;
            // 分配当前进程空间。
        ntStatus = ZwAllocateVirtualMemory(hProcessHandle, &lpDllName, 0, &size,
                                                 MEM_COMMIT|MEM_TOP_DOWN, PAGE_EXECUTE_READWRITE);
        if(!NT_SUCCESS(ntStatus)) 
        {
            ZwClose(hProcessHandle);
            return ;
        }
        RtlZeroMemory(lpDllName,20);

        size = 20;
        ntStatus = ZwAllocateVirtualMemory(hProcessHandle, &lpExportApi, 0, &size,
                                                         MEM_COMMIT|MEM_TOP_DOWN, PAGE_EXECUTE_READWRITE);
        if(!NT_SUCCESS(ntStatus)) 
        {
            ZwClose(hProcessHandle);
            return ;
        }
        RtlZeroMemory(lpExportApi,20);
            // 分配当前进程空间。
        size = 20;
        ntStatus = ZwAllocateVirtualMemory(hProcessHandle, &lpTemp, 0, &size,
                                                                MEM_COMMIT|MEM_TOP_DOWN, PAGE_EXECUTE_READWRITE);
        if(!NT_SUCCESS(ntStatus)) 
        {
            ZwClose(hProcessHandle);
            return ;
        }
        RtlZeroMemory(lpTemp,20);
        // 分配当前进程空间。
        size = 20;
        ntStatus = ZwAllocateVirtualMemory(hProcessHandle, &lpTemp2, 0, &size,
                                                    MEM_COMMIT|MEM_TOP_DOWN, PAGE_EXECUTE_READWRITE);
        if(!NT_SUCCESS(ntStatus)) 
        {
            ZwClose(hProcessHandle);
            return ;
        }
        RtlZeroMemory(lpTemp2,20);

        pImportNew = lpBuffer;
        // 把原来数据保存好。
        RtlCopyMemory(pImportNew , pImportDesc, sizeof(IMAGE_IMPORT_DESCRIPTOR) * nImportDllCount );

            // 构造自己的DLL    IMAGE_IMPORT_DESCRIPTOR结构
                                                                    

        pOriginalThunkData = (PIMAGE_THUNK_DATA)lpTemp;
        pFirstThunkData = (PIMAGE_THUNK_DATA)lpTemp2;

        ptmp = (PIMAGE_IMPORT_BY_NAME)lpExportApi;
        ptmp->Hint = 0;
            // 至少要一个导出API
        RtlCopyMemory(ptmp->Name,"HelloShine",strlen("HelloShine"));
        pOriginalThunkData[0].u1.AddressOfData = (ULONG)ptmp-ulBaseImage;
        pFirstThunkData[0].u1.AddressOfData = (ULONG)ptmp-ulBaseImage;

        Add_ImportDesc.FirstThunk = (ULONG)pFirstThunkData-ulBaseImage;
        Add_ImportDesc.TimeDateStamp = 0;
        Add_ImportDesc.ForwarderChain = 0;
//
// DLL名字的RVA

        RtlCopyMemory(lpDllName,"D:\\Dll.dll",strlen("D:\\Dll.dll"));
        Add_ImportDesc.Name = (ULONG)lpDllName-ulBaseImage;
        Add_ImportDesc.Characteristics = (ULONG)pOriginalThunkData-ulBaseImage;

         pImportNew += (nImportDllCount-1);
         RtlCopyMemory(pImportNew, &Add_ImportDesc, sizeof(IMAGE_IMPORT_DESCRIPTOR));
 
         pImportNew += 1;
         RtlZeroMemory(pImportNew, sizeof(IMAGE_IMPORT_DESCRIPTOR));

        __asm {
            cli;
            mov eax, cr0;
            mov oldCr0, eax;
            and eax, not 10000h;
            mov cr0, eax
            }
        // 改导出表
        pHeader->OptionalHeader.DataDirectory[1].Size += sizeof(IMAGE_IMPORT_DESCRIPTOR);
        pHeader->OptionalHeader.DataDirectory[1].VirtualAddress = (ULONG)( pImportNew - nImportDllCount) - ulBaseImage;

        pBoundImport = (PIMAGE_BOUND_IMPORT_DESCRIPTOR)((ULONG)pHeader->OptionalHeader.DataDirectory[IMAGE_DIRECTORY_ENTRY_BOUND_IMPORT].VirtualAddress
            + ulBaseImage);

        if( (ULONG)pBoundImport != ulBaseImage)
        {
            //取消绑定输入表里的所有东西
            pHeader->OptionalHeader.DataDirectory[IMAGE_DIRECTORY_ENTRY_BOUND_IMPORT].VirtualAddress = 0;
            pHeader->OptionalHeader.DataDirectory[IMAGE_DIRECTORY_ENTRY_BOUND_IMPORT].Size = 0;
        }

        __asm {
            mov eax, oldCr0;
            mov cr0, eax;
            sti;
            }

        ZwClose(hProcessHandle);
        hProcessHandle = NULL;
    }
}

*需要注意一点：绑定导入表

当时实践的时候怎么都不成功，熬了一晚上最后都没有结果，真是崩溃，最后再次查看《WindowsPE权威指南》才发现绑定导入表的问题。

学知识看来总是得多实践才能发现问题，以前总以为自己知道绑定导入表的问题，可是真正遇到问题就忘了，更坑的是有些问题搜索不到或者寥寥无几。

IMAGE_DIRECTORY_ENTRY_BOUND_IMPORT 11

指向一个 IMAGE_BOUND_IMPORT_DESCRIPTOR结构数组，对应于这个映像绑定的每个DLL。数组元素中的时间戳允许加载器快速判断绑定是否是新的。如果不是，加载器忽略绑定信息并且按正常方式解决导入API。

也就是说，绑定导入是提高PE加载的一项技术，如果PE文件中导入的函数比较多，PE加载速度就会变慢。绑定导入的目的就是把由Windows加载程序负责的IAT地址修正工作提前到之前进行。

所以也就是说在取消绑定导入表后，强制操作系统按导入表进行导入。那么也就成功了。

posted on 2016-07-10 15:22 zbility 阅读(4686) 评论(0) 编辑收藏举报

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