转移指令原理和Inline Hook

2022-11-22 18:56:54

转移指令原理和Inline Hook

转移指令

可以修改IP，或同时可以修改CS和IP的指令统称为：转移指令

8086CPU的转移行为有以下几类：

  • 只修改IP时，称为段内转移，比如：jmp ax。
  • 同时修改CS和IP时，称为段间转移，比如：jmp 1000:0。

由于转移指令对IP的修改范围不同，段内转移又分为：短转移和近转移。

  • 短转移IP的修改范围为-128~127(0xFF)
  • 近转移IP的修改范围为-32768~32767(0xFFFF)

8086CPU的转移指令分为以下几类：

  • 无条件转移指令（jmp）
  • 条件转移指令（jnz jz..）
  • 循环指令（loop）
  • 过程
  • 中断（int）

操作符offset

操作符offset是伪指令，在汇编语言中由编译器处理的符号，它的功能是取得标号的偏移地址

转移指令原理和Inline Hook

jmp指令

jmp为无条件转移指令，可以只修改IP，也可以同时修改CS和IP。

jmp指令要给出两种信息：

  • (1) 转移的目的地址
  • (2) 转移的距离（段间转移、段内短转移、段内近转移）
jmp short 标号

jmp near ptr 标号

jcxz 标号

loop 标号 等几种汇编指令，它们对 IP的修改是根据转移目的地址和转移起始地址之间的位移来进行的。在它们对应的机器码中不包含转移的目的地址，而包含的是到目的地址的位移距离。

根据位移进行转移的jmp指令

jmp short 标号（段内短转移）

指令“jmp short 标号”的功能为(IP)=(IP)+8位位移，转到标号处执行指令

  • 8位位移 = "标号"处的地址 - jmp指令后的第一个字节的地址；
  • short指明此处的位移为8位位移动；
  • 8位位移的范围为(-128~127)，用补码表示。 也就是最大一个字节(0xFF)
  • 8位位移由编译程序在编译时算出

转移指令原理和Inline Hook

编译后标号被翻译成了位移。

转移指令原理和Inline Hook

CPU不需要这个目的地址就可以实现对IP的修改。这里是依据位移进行转移。

jmp short s指令的读取和执行过程如下：

  • (1) (CS)=076C,(IP)=0000，执行完mov ax,0后CS:IP指向了EB 03(jmp short s机器码)；
  • (2) 读取指令码EB 03进入指令缓冲器；
  • (3) (IP) = (IP) + 所读取指令的长度 = (IP) + 2 = 5，CS:IP指向了add ax,1；
  • (4) CPU执行指令缓冲器中的指令EB 03；
  • (5) 指令执行后IP+位移=(IP) + 3 = 8，CS:IP(076C:0008) 指向->inc ax

插播HOOK知识

这里插播点X86平台下的hook知识，看到这里我们已经知道了我们可以通过修改ip的方式来让代码跳到想要的地方执行代码。

Inline Hook

inline hook是一种通过修改机器码的方式来实现hook的技术。

在没有学汇编知识前，我们可能对Hook这种技术感到很深奥，觉得这简直是一种黑魔法，凭什么他就能把正常函数替换成我们自己的假函数。

Inline Hook 原理

当我们学习了王爽老师的汇编知识后，才明白原来在底层，CPU是根据ip寄存器来控制我们要执行的指令处的。

而学习了《王爽汇编第9章转移指令的原理》后，了解了可以通过jmp指令来修改ip寄存器，目前我们已经学习了短转移的使用，这已经足够用来学HOOK了。

转移指令原理和Inline Hook

打开OD载入程序，然后找到执行demo函数的汇编代码处，再利用我们今天刚学的短转移知识进行机器码的修改。

首先经过单步调试后，我找到了执行demo函数处的位置，我们先记下他下条指令的地址0x00481885。

转移指令原理和Inline Hook

接着我们需要找到标号处，也就是fake_demo函数处，也记下地址0x004817D0

转移指令原理和Inline Hook

好了，最后的步骤就是改机器码，根据公式计算出位移：-181(0xFFFFFF4B)

转移指令原理和Inline Hook

转移指令原理和Inline Hook

最后来执行一遍：

转移指令原理和Inline Hook

Hook代码开发

在了解了Hook原理后，甚至我们用手动方式实现了HOOK后，就有了思路来代码开发了。

在此之前让我们先来认识两个函数WriteProcessMemory、VirtualProtect

  • WriteProcessMemory函数可以对进程的内存进行写入，这样我们就可以修改，写入机器码了。

转移指令原理和Inline Hook

  • VirtualProtect函数可以更改虚拟内存中的访问保护，在Win32中代码段具有写保护，所以我们无法直接写入，可以利用此函数修改保护后再调用WriteProcessMemory修改和写入机器码。

转移指令原理和Inline Hook

/*************************************************

 *功能：内联HOOK 函数，可以劫持函数的原本流程

 *

 *函数名：InlineHook

 *参数：(原函数地址)、(fake函数地址)

 *by: 《王爽汇编笔记》

 ************************************************/

void InlineHook(DWORD dwHookAddr, LPVOID pFunAddr)

{

    BYTE jmpCode[5] = {0xE9};

    //计算偏移

    *(DWORD*)(&jmpCode[1]) = (DWORD)pFunAddr - dwHookAddr - 5;

    // 保存以前的属性用于还原

    DWORD OldProtext = 0;

    DWORD dwWritten;

    // 因为要往代码段写入数据，又因为代码段是不可写的，所以需要修改属性

    VirtualProtect((LPVOID)dwHookAddr, 5, PAGE_EXECUTE_READWRITE, &OldProtext);

    WriteProcessMemory(GetCurrentProcess(), (FARPROC)dwHookAddr, jmpCode, 5, &dwWritten);

    VirtualProtect((LPVOID)dwHookAddr, 5, OldProtext, &OldProtext);

}

int main()

{

    //故意让程序暂停

    getchar();

    //执行函数

    InlineHook((DWORD)&demo, &fake_demo);

    demo();

}

转移的目的地址在指令中的jmp指令

jmp far ptr 标号(远转移、段间转移)

  • (CS) = 标号所在段的段地址;
  • (IP) = 标号所在段中的偏移地址。
  • far ptr 指明了指令用标号的段地址 和 偏移地址修改 CS和IP。

转移指令原理和Inline Hook

在Win32中的远转移可以跳到其他DLL的空间，其中关键的机器码是0xFF25 + 目标地址

转移指令原理和Inline Hook

转移指令原理和Inline Hook

转移指令原理和Inline Hook

转移地址在寄存器或内存中的jmp指令

jmp 16位寄存器功能：IP=(16位寄存器)[段内转移]

转移地址在内存中的jmp指令有两周格式：

  • jmp word ptr [...] (段内转移)

转移指令原理和Inline Hook

  • jmp dword ptr [...] (段间转移)

功能：从内存单元地址处开始存放着两个字，高地址出的字是转移目的段地址，低地址处是转移目的偏移地址。

1：(CS) = (内存单元地址+2)

2：(IP) = (内存单元地址)

转移指令原理和Inline Hook

jcxz指令和loop指令

jcxz指令

jcxz指令为有条件转移指令，所有的有条件转移指令都是短转移，在对应的机器码中包含转移的位移，而不是目的地址。对IP的修改范围都为-128~127(0xff)。

指令格式：jcxz 标号 (如果cx=0,则转移到标号处执行。)

当(cx) = 0时，(IP) = (IP) + 8位位移

  • 8位位移 = "标号" 处的地址 - jcxz指令后的第一个字节的地址；
  • 8位位移的范围为-128~127，用补码表示；
  • 8位位移由编译程序在编译时算出。

当(cx)!=0时，程序向下执行什么都不做！

loop指令

loop指令为循环指令，所有的循环指令都是短转移，在对应的机器码中包含转移的位移，而不是目的地址。

对IP的修改范围都为-128~127(0xFF)。

指令格式：loop 标号 ((cx) = (cx) - 1，如果(cx) ≠ 0，转移到标号处执行)。

(cx) = (cx) - 1；如果 (cx) != 0，(IP) = (IP) + 8位位移。

  • 8位位移 = ""标号""处的地址 - loop指令后的第一个字节的地址；
  • 8位位移的范围为-128~127，用补码表示；
  • 8位位移由编译程序在编译时算出。

如果（cx）= 0，什么也不做（程序向下执行）。

几种跳转指令和对应的机器码

注：(Win32 x86架构下)

机器码 指令 解释
0xE8 CALL 后面的四个字节是地址 (近转移)
0xE9 JMP 后面的四个字节是偏移 (近转移)
0xEB JMP 后面的二个字节是偏移 (近转移 8086)
0xFF15 CALL 后面的四个字节是存放地址的地址 (远转移)
0xFF25 JMP 后面的四个字节是存放地址的地址 (远转移)
0x68 PUSH 后面的四个字节入栈
0x6A PUSH 后面的一个字节入栈

参考文献：

https://www.cnblogs.com/Archimedes/p/14823218.html inline hook原理和实现

https://blog.csdn.net/wzsy/article/details/17163589 几种跳转指令和对应的机器码

https://blog.csdn.net/qq_39654127/article/details/88698911 王爽《汇编语言》笔记（详细）

《王爽汇编第四版 第9章》

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