Windows 回调监控 <一>

在x86的体系结构中，我们常用hook关键的系统调用来达到对系统的监控,但是对于x64的结构，因为有PatchGuard的存在，对于一些系统关键点进行hook是很不稳定的，在很大几率上会导致蓝屏的发生，而且在Vista之后的操作系统中，还提供了ObRegisterCallbacks()函数注册自定义的回调对特定的对象进行监控。本文就是对在ring0经常使用的几种回调进行一个小结。
进程创建回调
要监控系统进程的创建，我们可以hook NtCreateProcess或者是更为底层的PspCreateProcess。但是最好的方法是利用系统提供的回调，这样可以增强程序的兼容性和健壮性，首先我们要注册一个回调函数，使用WDK提供的API接口函数PsSetCreateProcessNotifyRoutine

NTSTATUS
PsSetCreateProcessNotifyRoutine(
IN PCREATE_PROCESS_NOTIFY_ROUTINE  NotifyRoutine,
IN BOOLEAN  Remove
);

NotifyRoutine是个函数指针，函数原型如下：
Remove表示是增加一个回调还是删除一个回调，TRUE表示删除，FALSE表示增加

VOID
(*PCREATE_PROCESS_NOTIFY_ROUTINE) (
IN HANDLE  ParentId,
IN HANDLE  ProcessId,
IN BOOLEAN  Create
);

下面是使用这个回调的一个小例子：

#include <ntifs.h>
VOID ProcessCallBack(IN HANDLE ParentId,IN HANDLE  ProcessId,IN BOOLEAN  bCreate);
VOID UnloadDriver(PDRIVER_OBJECT DriverObject);

NTSTATUS
DriverEntry(IN PDRIVER_OBJECT DriverObject, IN PUNICODE_STRING RegisterPath)
{
NTSTATUS        Status = STATUS_SUCCESS;
DbgPrint("驱动加载\r\n");
DriverObject->DriverUnload = UnloadDriver;
Status  = PsSetCreateProcessNotifyRoutine((PCREATE_PROCESS_NOTIFY_ROUTINE)ProcessCallBack,FALSE);
return STATUS_SUCCESS;
}

VOID ProcessCallBack(IN HANDLE ParentId,IN HANDLE  ProcessId,IN BOOLEAN  bCreate)
{
if (bCreate==TRUE)
{
DbgPrint("%d进程被创建\r\n",ProcessId);
}
else
{
DbgPrint("%d进程被销毁\r\n",ProcessId);
}
}

VOID
UnloadDriver(PDRIVER_OBJECT DriverObject)
{
PsSetCreateProcessNotifyRoutine((PCREATE_PROCESS_NOTIFY_ROUTINE)ProcessCallBack,TRUE);
DbgPrint("驱动卸载\r\n");
}

利用PsSetCreateProcessNotifyRoutine我们可以知道哪些进程被创建，哪些被销毁，但是对于一些目标进程不能进行拦截，比如说，如果在我们hook NtCreateProcess的情况下，是可以防止calc.exe创建的，而PsSetCreateProcessNotifyRoutine只能让我们知道calc.exe创建了，却不能阻止它，所以我们要用到另一个API：PsSetCreateProcessNotifyRoutineEx，也就是PsSetCreateProcessNotifyRoutine的“升级版”，可以用来对进程的创建进行拦截，先看函数的声明：

NTSTATUS
PsSetCreateProcessNotifyRoutineEx(
IN PCREATE_PROCESS_NOTIFY_ROUTINE_EX  NotifyRoutine,
IN BOOLEAN  Remove
);

对比与PsSetCreateProcessNotifyRoutine第一参数，也就是回调的函数指针类型发生了变化：

//回调函数
VOID
CreateProcessNotifyEx(
__inout PEPROCESS  Process, 　　　　　　　　　　　//要创建的进程的进程体
__in HANDLE  ProcessId,     　　　　　　　　　　　//进程的ID
__in_opt PPS_CREATE_NOTIFY_INFO  CreateInfo　　//新进程的信息
);

CreateInfo包含了进程成创建的主要信息：

typedef struct _PS_CREATE_NOTIFY_INFO {
__in SIZE_T  Size;  　　　　//_PS_CREATE_NOTIFY_INFO结构体的大小
union {
__in ULONG  Flags;
struct {
__in ULONG  FileOpenNameAvailable : 1;
__in ULONG  Reserved : 31;
};
};
__in HANDLE  ParentProcessId;    　　　　　　 //新进程的父进程ID
__in CLIENT_ID  CreatingThreadId;  　　　　　 //结构体中包含进程ID和线程ID
__inout struct _FILE_OBJECT  *FileObject;   //新进程的exe文件的文件对象
__in PCUNICODE_STRING  ImageFileName;       //exe文件名称
__in_opt PCUNICODE_STRING  CommandLine;
__inout NTSTATUS  CreationStatus;           //进程创建的状态
} PS_CREATE_NOTIFY_INFO, *PPS_CREATE_NOTIFY_INFO;

而我们要阻止一个新进程的创建，就是要改变CreateInfo中的CreationStatus的值，下面的小例子就是阻止calc.exe创建：
GetProcessPathBySectionObject()自封装的函数，来自 进程完整路径获得

#include <ntifs.h>
NTSTATUS  RegisterProcessFilter();
VOID ProcessCallBackEx(PEPROCESS  EProcess,HANDLE  ProcessId,PPS_CREATE_NOTIFY_INFO  CreateInfo);
VOID UnloadDriver(PDRIVER_OBJECT DriverObject);

NTSTATUS DriverEntry(PDRIVER_OBJECT  DriverObject,PUNICODE_STRING  RegisterPath)
{
PDEVICE_OBJECT    DeviceObject;
NTSTATUS        Status;
ULONG            i;
DriverObject->DriverUnload = UnloadDriver;  //
RegisterProcessFilter();
return STATUS_SUCCESS;
}

NTSTATUS  RegisterProcessFilter()
{
NTSTATUS  Status;
Status = PsSetCreateProcessNotifyRoutineEx((PCREATE_PROCESS_NOTIFY_ROUTINE_EX)ProcessCallBackEx,FALSE);   //添加一个 进程 创建的回调Notity
if (!NT_SUCCESS(Status))
{
return Status;
}
Status;
}

VOID
ProcessCallBackEx(PEPROCESS  EProcess,HANDLE  ProcessId,PPS_CREATE_NOTIFY_INFO  CreateInfo)
{
NTSTATUS  Status;
WCHAR  wzProcessPath[512] = {0};
if (CreateInfo)
{
if (GetProcessPathBySectionObject(EProcess,wzProcessPath)==TRUE)
{
if (wcscmp(wzProcessPath,L"C:\\Windows\\System32\\calc.exe")==0)
{
CreateInfo->CreationStatus = STATUS_UNSUCCESSFUL;
}
}
}
else
{
//这里是一个进程退出的请求
}
}

VOID UnloadDriver(PDRIVER_OBJECT DriverObject)
{
ULONG i = 0;
PDEVICE_OBJECT    NextObject = NULL;
PDEVICE_OBJECT  CurrentObject = NULL;
CurrentObject = DriverObject->DeviceObject;
while (CurrentObject != NULL)
{

NextObject = CurrentObject->NextDevice;
IoDeleteDevice(CurrentObject);
CurrentObject = NextObject;
}
PsSetCreateProcessNotifyRoutineEx(ProcessCallBackEx,TRUE);
return;
}

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 映像加载回调
当以个可执行文件被加载或者是映射进内存的时候，我们注册的回调函数被调用。这样就可以做很多事了，比如对于当目标进程被创建映射exe文件时，我们可以处理目标进程的导入表来达到注入的目的，因为当有新进程创建时，我们的回调函数是处于新进程的Context之中；也可以对我们自己的进程进行保护来防止注入，例如当有可执行文件被映射时，我们可以判断ProcessId是否为我们自己的进程，如果是我们自己的进程，在得到可执行文件被映射的基地址之后，调用ZwUnmapViewOfSection()来取消映射，达到反注入的目的。

VOID
(*PLOAD_IMAGE_NOTIFY_ROUTINE) (
IN PUNICODE_STRING  FullImageName,  　　　　　　　　//被映射的可执行文件的名称
IN HANDLE  ProcessId, // where image is mapped   //映射的进程，如果是.sys，就为0
IN PIMAGE_INFO  ImageInfo     　　　　　　　　　　　//映射信息的结构体
);

typedef struct  _IMAGE_INFO {
union {
ULONG  Properties;
struct {
ULONG ImageAddressingMode  : 8; //code addressing mode
ULONG SystemModeImage      : 1; //system mode image
ULONG ImageMappedToAllPids : 1; //mapped in all processes
ULONG Reserved             : 22;
};
};
PVOID  ImageBase;            //映射的虚拟地址
ULONG  ImageSelector;
ULONG  ImageSize;            //映射的大小
ULONG  ImageSectionNumber;
} IMAGE_INFO, *PIMAGE_INFO;

我们可以通过ImageInfo中的信息得到映像被映射的基地址，来反注入。而IMAGE_INFO结构在Vista 之后又有扩展：

//Vista 之后的定义
typedef struct _IMAGE_INFO {
union {
ULONG Properties;
struct {
ULONG ImageAddressingMode  : 8;  // Code addressing mode
ULONG SystemModeImage      : 1;  // System mode image
ULONG ImageMappedToAllPids : 1;  // Image mapped into all processes
ULONG ExtendedInfoPresent  : 1;  // IMAGE_INFO_EX available
ULONG Reserved             : 21;
};
};
PVOID       ImageBase;
ULONG       ImageSelector;
SIZE_T      ImageSize;
ULONG       ImageSectionNumber;
} IMAGE_INFO, *PIMAGE_INFO;

主要的变化就是增加了ExtendedInfoPresent位，如果ExtendedInfoPresent置1的话，则IMAGE_INFO只是IMAGE_INFO_EX的一部分，可以通过CONTAINING_RECORD来获得整个IMAGE_INFO_EX结构。

#define CONTAINING_RECORD(addr,type,field) ((type*)((unsigned char*)addr - (unsigned long)&((type*)0)->field))
　　　　　　　　　　　　　　　//addr:  结构体中某个成员变量的地址
　　　　　　　　　　　　　　　//type:  结构体的原型
　　　　　　　　　　　　　　　//field: 结构体的某个成员(与前面相同)

typedef struct _IMAGE_INFO_EX {
SIZE_T              Size;        　　//IMAGE_INFO_EX结构体的大小
IMAGE_INFO          ImageInfo;
struct _FILE_OBJECT *FileObject;    //映像文件的文件对象
} IMAGE_INFO_EX, *PIMAGE_INFO_EX;

下面是一个简单的使用LoadImageNotify来监控驱动加载的例子：

NTSTATUS
DriverEntry(IN PDRIVER_OBJECT DriverObject, IN PUNICODE_STRING RegisterPath)
{

DbgPrint("驱动加载\r\n");
DriverObject->DriverUnload = UnloadDriver;
PsSetLoadImageNotifyRoutine((PLOAD_IMAGE_NOTIFY_ROUTINE)LoadImageNotifyRoutine);
return STATUS_SUCCESS;
}

VOID
UnloadDriver(PDRIVER_OBJECT DriverObject)
{
PsRemoveLoadImageNotifyRoutine((PLOAD_IMAGE_NOTIFY_ROUTINE)LoadImageNotifyRoutine);
DbgPrint("驱动卸载\r\n");
}

VOID LoadImageNotifyRoutine(PUNICODE_STRING FullImageName,HANDLE  ProcessId,PIMAGE_INFO  ImageInfor)
{
PVOID DriverEntryAddress = NULL;
char szFullImageName[260]={0};

if(!ProcessId && FullImageName!=NULL && MmIsAddressValid(FullImageName))
{
DbgPrint("%wZ 驱动加载\r\n",FullImageName);
}
}

我们之前提到过，可以在进程创建映射.exe文件时利用LoadImageNotify来改变它的导入表，我们这里小结了两种回调，就又产生了新的问题：在进程创建时，是CreateProcessNotify先执行，还是LoadImageNotify先执行？
我们用一个小例子来试验，就以“calc.exe”为例：

NTSTATUS DriverEntry(IN PDRIVER_OBJECT DriverObject, IN PUNICODE_STRING RegistryString)
{

DriverObject->DriverUnload = DriverUnload;
PsSetLoadImageNotifyRoutine((PLOAD_IMAGE_NOTIFY_ROUTINE)LoadImageNotifyRoutine);
PsSetCreateProcessNotifyRoutine((PCREATE_PROCESS_NOTIFY_ROUTINE)ProcessCallBack,FALSE);
return STATUS_SUCCESS;
}

VOID DriverUnload(IN PDRIVER_OBJECT DriverObject)
{

PsRemoveLoadImageNotifyRoutine((PLOAD_IMAGE_NOTIFY_ROUTINE)LoadImageNotifyRoutine);
PsSetCreateProcessNotifyRoutine((PCREATE_PROCESS_NOTIFY_ROUTINE)ProcessCallBack,TRUE);
DbgPrint("驱动卸载\r\n");
}

VOID LoadImageNotifyRoutine(PUNICODE_STRING FullImageName,HANDLE  ProcessId,PIMAGE_INFO  ImageInfor)
{
PVOID DriverEntryAddress = NULL;
char szFullImageName[260]={0};
NTSTATUS Status = STATUS_UNSUCCESSFUL;
PEPROCESS EProcess;
if (ProcessId)
{
UnicodeToChar(FullImageName,szFullImageName);
//        DbgPrint("FullImageName:%s\r\n",szFullImageName);
if(strstr(szFullImageName, "calc.exe"))
{
DbgPrint("calc.exeLoadImage\r\n");
}
}
}

VOID ProcessCallBack(IN HANDLE ParentId,IN HANDLE  ProcessId,IN BOOLEAN  bCreate)
{
if (bCreate==TRUE)
{
DbgPrint("%d CreateProcessNotify\r\n",ProcessId);

}
else
{
DbgPrint("%d ExitProcessNotify\r\n",ProcessId);
}
}

VOID UnicodeToChar(PUNICODE_STRING uniSource, CHAR *szDest)
{
ANSI_STRING ansiTemp;
RtlUnicodeStringToAnsiString(&ansiTemp,uniSource,TRUE);

strcpy(szDest,ansiTemp.Buffer);
RtlFreeAnsiString(&ansiTemp);
}

测试的结果就是CreateProcessNotifyRoutine先执行！

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今天做dll加载检测的时候又遇到的一个问题：当dll被加载，执行我们的回调函数时，被获得dll的全路径这个问题卡住了，因为如果是Windows自己的dll文件在FullImageName中是有盘符的，一般是/SystemRoot/../ ， 而我们自己的dll文件是没有盘符的，只有一个目录的路径，在Vista之后的EX结构中是存在文件对象，我们可以获得完整路径，但是XP下没有，问题就来了，怎么才能获得完整路径呢？嘿嘿，万万没想到啊，这个FullImageName的指针指向的就是文件对象中的FullImageName，我们可以直接通过FullImageName直接获得文件对象，然后再或完整路径，哈哈！