在进程空间运行两个程序的步骤
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运行环境:Windows NT4.0/Windows 2000
关键字:进程隐藏,API截获,映像加载
众所周知,bo2k可以在一个指定的进程空间(比如explorer.exe进程)做为一个线程运行。本文试图找出一种方法,使得任意exe都可以在其他进程中以线程运行(当然,这里说的"任意"是有条件的,下面会讲到)。
为行文简单起见,我把先加载的exe称为宿主,后加载的exe称为客户。对于上面的例子,explorer.exe为宿主,bo2k.exe为客户。
基本知识
每一个exe都有一个缺省加载基址,一般都是0x400000。如果实际加载基址和缺省基址相同,程序中的重定位表就不需要修正(fixup),否则,就必须修正重定位表;
如果一个程序没有重定位表,而且如果程序不能在缺省基址处加载,那么程序将不能运行。举个例子,Windows95的最低加载基址是0x400000,你在
Windows NT上开发了一个exe,指定其加载基址为0x10000,如果连接时让连接器剥离重定位表,那么他将无法在Windows95下运行。
bo2k为了避免和普通程序冲突,选了一个极其特殊的基址:0x03140000,这个地址一般不会有程序用到。这样bo2k启动后,用WriteProcessMemory将自身复制到宿主进程的
0x03140000地址处,再用CreateRemoteThread远程启动一个线程,从入口点开始执行。
bo2k能够在其他进程空间正常运行,关键有两点:
1)实际加载基址和缺省基址相同,这样就无需修正重定位表。
2)与bo2k隐性联接(implicitly link)的动态联接库在目标进程中的加载基址和bo2k启动时的加载基址一致,这样就无需修改导入函数表。除非只用到ntdll.dll和kernel32.dll两个dll,
否则这点很难保证。bo2k的解决办法是,远程运行的代码不用隐性调用,所有用到API都在远程代码运行后再动态确定(用LoadLibrary和GetProcAddress)
我的目标是让"所有"的程序都能在其他进程空间跑。在这里,"所有"的含义是所有那些"重定位表没有被剥离"的32位pe格式的可执行程序。
对于Visual C++,这包括所有Debug版程序和以"/FIXED:NO"选项链接的Release版程序。
对于一般的程序,上面两点都很难满足:
1)绝大多数程序的加载基址都是0x400000,这样,客户exe就很难保证加载到其缺省基址。解决办法只能是修正重定位表。如果,很不幸,这个exe的重定位表被剥离,这个exe就没法在其他进程空间跑。
对于Visual C++,剥离重定位表是Release版exe的缺省设置。可以在工程文件的连接选项中加入"/FIXED:NO"来防止连接器剥离重定位表。
2)很多程序都用隐性联接调用Windows API,而只用到kernel32.dll导出API的程序很少,因此这一点也很难保证。解决办法是重填导入表(import table)。
另外,对于有界面的程序,光修正重定位表和导入表还不够。因为他们都会直接或间接用到GetModuleHandle和LoadResource这些函数。
GetModuleHandle有个特点,如果传递给他的ModuleName为NULL,则返回宿主exe的模块句柄。LoadResource也类似,如果传递给他的模块句柄为NULL,则认为是宿主exe模块,类似的API还有一些,不一一列举。
客户exe调用这些API显然会得到错误的结果。因此必须截获这些API做特殊处理。
综合上面分析,要让两个程序共享一份进程空间,要做的工作有:
1)打开进程边界:用WriteProcessMemory向宿主进程注入代码,用CreateRemoteThread启动远程代码;
2)在远程代码中,加载客户exe,必要时修正重定位表和填充dll导入表。
3)截获GetModuleHandle,LoadResource等API,在客户exe以缺省参数调用时返回客户exe的模块句柄,而不是宿主句柄。
根据以上思路,我写了remote.dll,导出三个函数:RemoteRunA,RemoteRunW,和RemoteCall。
原型分别为:
BOOLWINAPIRemoteRunW(DWORDprocessId,LPCWSTRlpszAppPath,LPCWSTRlpszCmdLine,intnCmdShow);
BOOLWINAPIRemoteCall(DWORDprocessId,PVOIDpfnAddr,PVOIDpParam,DWORDcbParamSize,BOOLfSyncronize);
RemoteRunA用于在宿主进程中加载执行客户exe;
RemoteRunW是RemoteRunA的unicode版本;
RemoteCall实现远程注入并运行代码。
调用例子:
假如宿主exe为Depends.exe(我经常使用的宿主进程),pid为136。客户exe为"C:/WINNT/system32/CALC.EXE",
或,
RemoteCall是一个很cool的副产品,可以在任意宿主进程运行一系列你自己精心准备的代码。
远程代码无需特殊处理,就像在本地调用一样。RemoteCall支持很多特性:
可以对Windows API进行隐性调用(无需用LoadLibrary和GetProcAddress动态确定)
可以使用全局/静态变量(除了不能动态初始化);
可以使用编译时数据,特别是字符串常量;
支持异常处理;
支持源码级调试;
支持同步、异步调用;
对于同步调用,可以取得返回结果和错误号;
对远程代码做了异常保护,代码执行错误不会使宿主进程崩溃。
RemoteCall的唯一缺点是效率不高(当然,还有一个缺点,你的exe必须是可重定位的)。
调用例子:
在Windows 2000中,对有密码保护风格的Edit control调用SendMessage(hwnd, WM_GETTEXT,...)试图得到密码内容时,
系统会检查调用SendMessage的进程和Edit control所在的进程是否相同,不同则返回空字符串,调用失败。
解决办法显然应该是在目标进程中调用SendMessage。
利用RemoteCall,可以很容易地实现:
HWNDhwndPassword;//in
charszPassText[1024];//out
}GETPASS;
staticint*_p=NULL;
BOOLNullFunction(){
//可以用静态变量和异常保护。
__try{
*_p=0;
}__except(EXCEPTION_EXECUTE_HANDLER){}
returnTRUE;
}
// 准备在远程运行的代码
//可以使用相对调用(nearcall),没什么用,演示一下
NullFunction();
//隐性调用WindowsAPI
if(SendMessageA(pgp->hwndPassword,WM_GETTEXT,sizeof(pgp->szPassText)-1,(LPARAM)pgp->szPassText))){
MessageBoxA(NULL,
pgp->szPassText,
"Great!!",//可以使用字符串常量
MB_OK);
returnTRUE;
}
returnFALSE;
}
voidGetPasswordText(HWNDhwnd){
GETPASSgp;
gp.hwndPassword=hwnd;
DWORDprocessId;
GetWindowThreadProcessId(hwnd,&processId);
HMODULEhLib=::LoadLibrary("remote.dll");
if(hLib!=NULL){
typedefBOOL(WINAPI*PFN_RemoteCall)(DWORDprocessId,PVOIDpfnAddr,PVOIDpParam,DWORDcbParamSize,BOOLfSyncronize);
PFN_RemoteCallfnRemoteCall=(PFN_RemoteCall)::GetProcAddress(hLib,"RemoteCall");
if(fnRemoteCall!=NULL){
if(fnRemoteCall(processId,RemoteGetPasswordText,&gp,sizeof(gp),TRUE))
MessageBoxA(NULL,gp.szPassText,"wegetthepassword!!",MB_OK);
}
::FreeLibrary(hLib);
}
}
printf(" Usage:rmExe<targetprocessid><Exefilepath> ");
}
intmain(intargc,char*argv[]){
if(argc<=2){
PrintUsage();
return-1;
}
intpid=atoi(argv[1]);
if(pid!=0){
HMODULEhRemote=::LoadLibrary("remote.dll");
if(hRemote!=NULL){
typedefDWORD(WINAPI*PFN_RemoteRun)(DWORDprocessId,LPCSTRlpszAppPath,LPSTRlpszCmdLine,intnCmdShow);
PFN_RemoteRunfnRemoteRun=(PFN_RemoteRun)::GetProcAddress(hRemote,"RemoteRunA");
if(fnRemoteRun!=NULL)
fnRemoteRun(pid,argv[2],NULL,SW_SHOW);
FreeLibrary(hRemote);
}
}
return0;
}
应该注意的问题:
1)最困难的部分是加载客户exe,简单的调用LoadLibrary根本不能解决问题,他不会替你修改重定位表和导入表。
另外对于.tls section(用于支持线程本地存储)和.bss section(用于为初始化数据),我目前还不是很清楚如何处理;希望有人和我一起探讨;
2)目前remote.dll还不能支持在一个进程空间运行三个或更多程序。问题出在我在remote.dll中维护着一个客户exe的thread列表,
用于判断谁调用了GetModuleHandle等API,目前只能处理一个客户exe。这个问题不难解决;
3)有一些工具可以查看进程中加载的模块列表,如果想做进程彻底隐藏,不想让这些工具检测到我们的模块,在我看来,至少有两种解决办法:
一,不用LoadLibrary,自己写LoadDLL,这看起来似乎很困难,幸运的是,在bo2k的源代码中提供了一套这样的工具(在dll_load.cpp中实现)。
remote.dll中修改重定位表和导入表基本上用的都是dll_load.cpp里的代码。值得注意的是,dll_load.cpp原来的实现中有一点bug,他不能正确处理有Borland的tlink32生成的exe。
具体原因请仔细阅读Matt pietrek的"Windows 95 system programming secrets",
或msdn文章:"Peering Inside the PE: A Tour of the Win32 Portable Executable File Format",里面讲到了ms linker和borland linker的区别。
二,我自己实现了一种模块剥离技术,可以让进程脱离.exe文件和.dll文件运行。其思想是先对要剥离的exe或dll模块的所有数据做好备份,然后用FreeLibrary或者UnmapViewOfFile卸掉模块,
再把备份的模块数据恢复回来。我以前在csdn上贴过代码的,自己找吧。
4)截获API用的是MS Detours Package 1.3。我不打算附上它的源代码,自己去下载吧:http://research.microsoft.com/sn/detours
5)在截获API时必须挂起其他线程。我用了两个未公开的接口:NtQuerySystemInformation用于枚举线程;NtOpenThread用于得到线程句柄。
推荐一本工具书:"Windows NT Native API reference"(中文译名为"Windows NT 本机API参考"),书名大致如此,不必深究。气人的是居然把Navtive
翻为本机,I 服了you。书中列出了很多Native API的原型及其用到的数据结构。虽然翻译巨糙无比,但独此一家,别无选择,买一本参考参考还是值得的,如果你想研究"本机"API的话,:)。
运行成功的例子:
在Depends.exe进程中运行Calc.exe;
在Depends.exe进程中运行Acrobat 5.0;
在Depends.exe进程中运行Microsoft Visio 2000;
在Depends.exe进程中运行Process Hacker(我自己写的一个进程查看工具),用了很多低层接口;
在Process Hacker进程中运行Acrobat 5.0。
唯一失败的例子是以客户身份运行matlab 5.1。这个可执行文件很特殊,有多个code section和data section,还有.tls section和.bss section。
失败原因不是很清楚(主要是没有足够的时间研究),可能是.tls和.bss section在加载时没有处理好;也可能是某个应该做特殊处理的API没有拦截处理。
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