windows SSDT和驱动保护

2024-03-21 14:15:58

　　对于windwos逆向人员来说，不论是写外挂、写病毒/木马，都需要打开其他内存的空间，改写某些关键数据，达到改变其原有执行流程的目的。那么日常的工作肯定涉及到openprocess、readprocessmemory、writeprocessmemory等函数；这些函数都是怎么被调用的了？

　　1、windows提供了大量的系统函数供3层的应用调用。这些函数被统一编号，入口地址放在一张表里，编号就是索引，通过编号就能找到函数的入口地址；64位的表结构可以通过windbg查看，如下：

     windows SSDT和驱动保护

      x64的SSDT表和32位比复杂了一些，为了便于读者理解，我用不同颜色（黄、绿、蓝、橙）做了标注；开发人员在3环调用openprocess、readprocessmemory、writeprocessmemory等函数，最终都会通过这个表找到对应的内核入口地址，进而跳转到内核空间执行；具体的函数实现可以通过逆向ntdll.dll、kerner32.dll、ntoskrl.exe等内核文件查看，这里不赘述（SSDT hook已经烂大街了，google一下资料大堆）；各大厂商最初的驱动保护就是hook SSDT表的关键函数，一旦发现第三方程序打开自己的进程，直接返回false，达到保护自己进程数据不被篡改的目的；今天演示一下hook terminalprocess函数，让其无法关闭计算器或记事本的进程；

　　2、通过微软官网查询得知：windwos提供的terminalProcess函数在kerner32.dll中：

windows SSDT和驱动保护

       windows SSDT和驱动保护

 　　用IDA打开kernerl32.dll，切换到import，发现terminalProcess是从ntdll.dll导入的

       windows SSDT和驱动保护

　　继续追查ntdll.dll，在export找到目标函数，双击进入函数体，如下：

 　　windows SSDT和驱动保护

　　这个函数有两个重要信息：

　　（1）mov eax, 2Ch: 2c=44，是系统调用号（同一函数在windwos不同版本的调用号是不一样的，我刚开始做实验时总是蓝屏，调试了好长时间才发现是调用号搞错了），也就是terminalprocess在SSDT中的编号，根据这个编号就能找到函数的入口地址（当然不是直接现成地展示在表内，而要经过一些简单地计算）

       （2）通过syscall进入内核

 　　3、核心代码（下面的参考【3】）；注意：本人的测试环境是win10.0.16299.125，调用号是0x2c；其他版本的系统可能不一样，建议读者自己用IDA查查ntdll.dll，否则直接蓝屏；

#include "hook.h"
#include "asmUtil.h"

PSYSTEM_SERVICE_TABLE KeServiceDescriptorTable;
NTTERMINATEPROCESS NtTerminateProcess = NULL;
ULONG OldTpVal;

/*
用户点击关闭，系统会调用原NtTerminateProcess，并传递ProcessHandle和ExitStatus两个参数；但SSDT已经被改成了KeBugCheckEx，所以
会先执行KeBugCheckEx。进入后又执行jmp，跳转到我们自己定义的Fake_NtTerminateProcess。这时EIP变了好几次，但是堆栈一直没变，所以
Fake_NtTerminateProcess的参数就是原NtTerminateProcess的参数ProcessHandle和ExitStatus；所以后续也能重新调回NtTerminateProcess
走原来正常的流程；
*/
NTSTATUS __fastcall Fake_NtTerminateProcess(IN HANDLE ProcessHandle, IN NTSTATUS ExitStatus)
{
    //Dbg_Break();
    PEPROCESS Process;
    // 通过进程句柄来获取该进程所对应的FileObject对象，由于这里是进程对象，自然获得的是EPROCESS对象
    NTSTATUS st = ObReferenceObjectByHandle(ProcessHandle, 0, *PsProcessType, KernelMode, &Process, NULL);
    DbgPrint("\r\n-------Fake_NtTerminateProcess called! NT_SUCCESS(st)：% d------------------------\r\n",NT_SUCCESS(st));
    DbgPrint("\r\n-------Fake_NtTerminateProcess called!  st：% d------------------------\r\n", st);
    if (NT_SUCCESS(st)) //#define NT_SUCCESS(Status) (((NTSTATUS)(Status)) >= 0)
    {
        //if (!_stricmp(PsGetProcessImageFileName(Process), "Calculator.exe"))
        //if (strcmp(PsGetProcessImageFileName(Process), "Calculator.exe") == 0)
        DbgPrint("\r\n-------PsGetProcessImageFileName(Process)：% s------------------------\r\n", PsGetProcessImageFileName(Process));
        if ((!_stricmp(PsGetProcessImageFileName(Process), "Calculator.exe"))
            || (!_stricmp(PsGetProcessImageFileName(Process), "notepad.exe")))
        {
            //ObDeReferenceObject(&Process);
            return STATUS_ACCESS_DENIED;
        }
        else 
        {
            //ObDeReferenceObject(&Process);
            /*这个已经被挂钩了，会不会形成死循环？？？？*/
            return NtTerminateProcess(ProcessHandle, ExitStatus);
        }
            
    }
    else 
    {
        return STATUS_ACCESS_DENIED;
    }
        
}
/*关闭内核页面写保护*/
KIRQL WPOFFx64()
{
    KIRQL irql = KeRaiseIrqlToDpcLevel();
    UINT64 cr0 = __readcr0();
    cr0 &= 0xfffffffffffeffff;
    __writecr0(cr0);
    _disable();
    return irql;
}
/*打开内核页面写保护*/
void WPONx64(KIRQL irql)
{
    UINT64 cr0 = __readcr0();
    cr0 |= 0x10000;
    _enable();
    __writecr0(cr0);
    KeLowerIrql(irql);
}
// win10的变了，用下面的替代
ULONGLONG GetKeServiceDescriptorTable64_win10()
{
    PUCHAR StartSearchAddress = (PUCHAR)__readmsr(0xC0000082);
    PUCHAR EndSearchAddress = StartSearchAddress + 0x500;
    PUCHAR i = NULL;
    UCHAR b1 = 0, b2 = 0, b3 = 0;
    ULONG templong = 0;
    ULONGLONG addr = 0;
    for (i = StartSearchAddress; i < EndSearchAddress; i++)
    {
        if (MmIsAddressValid(i) && MmIsAddressValid(i + 1) && MmIsAddressValid(i + 2))
        {
            b1 = *i;
            b2 = *(i + 1);
            b3 = *(i + 2);
            if (b1 == 0x4c && b2 == 0x8d && b3 == 0x15) //4c8d15
            {
                memcpy(&templong, i + 3, 4);
                addr = (ULONGLONG)templong + (ULONGLONG)i + 7;
                return addr;
            }
        }
    }
    return 0;
}

/*
根据调用号找到目标内核函数地址
kd> x nt!KeServiceDescriptorTable
fffff803`4e9a1880 nt!KeServiceDescriptorTable = <no type information>
kd> dq fffff803`4e9a1880
fffff803`4e9a1880  fffff803`4e839c10 00000000`00000000
fffff803`4e9a1890  00000000`000001d0 fffff803`4e83a354

注意事项：
1、这4个都是指针，都是8字节的；
ServiceTableBase：fffff803`4e839c10
ServiceCounterTableBase：00000000`00000000
NumberOfServices：00000000`000001d0
ParamTableBase：fffff803`4e83a354
2、ServiceTableBase存储的是4字节的偏移：
(2.2) 第0x2c=44号函数NtTerminateProcess偏移：
kd> dd fffff803`4e839c10+0x29*4
fffff803`4e839cb4  fd9c8d00 01a27c00 01a99001 02150f00；注意低位在后面
0x29函数偏移：fffff803`4e839c10 + 02150f00>>4 =fffff803`4e839c10 + 2150F0‬ = FFFF F803 4EA4 ED00，和下面NtTerminateProcess的起始地址是吻合的：

kd> u nt!NtTerminateProcess
nt!NtTerminateProcess:
fffff803`4ea4ed00 4c8bdc          mov     r11,rsp
fffff803`4ea4ed03 49895b10        mov     qword ptr [r11+10h],rbx
fffff803`4ea4ed07 49897320        mov     qword ptr [r11+20h],rsi

*/
ULONGLONG GetSSDTFuncCurAddr(ULONG id)
{
    LONG dwtmp = 0;
    PULONG ServiceTableBase = NULL;
    ServiceTableBase = (PULONG)KeServiceDescriptorTable->ServiceTableBase;
    dwtmp = ServiceTableBase[id];
    dwtmp = dwtmp >> 4;
    return (LONGLONG)dwtmp + (ULONGLONG)ServiceTableBase;
}

/*
（2.3）反过来求偏移
（2.3.1）kd> u nt!NtTerminateProcess
nt!NtTerminateProcess:
fffff803`4ea4ed00 4c8bdc          mov     r11,rsp

（2.3.2）差距：
nt!NtTerminateProcess：fffff803`4ea4ed00 - ServiceTableBase：fffff803`4e839c10 = 21 50F0
（2.3.3）偏移：
21 50F0 << 4 = 215 0F00
*/
ULONG GetOffsetAddress(ULONGLONG FuncAddr)
{
    ULONG dwtmp = 0;
    PULONG ServiceTableBase = NULL;
    ServiceTableBase = (PULONG)KeServiceDescriptorTable->ServiceTableBase;
    dwtmp = (ULONG)(FuncAddr - (ULONGLONG)ServiceTableBase);
    return dwtmp << 4;
}

/*
SSDT在ntoskrnl中；内核函数和用户自己的驱动不在一个4GB空间，32位的偏移是直接跳不过去的；
修改这个偏移地址的值，使之跳转到  KeBugCheckEx ，然后在 x KeBugCheckEx  
的头部写一个 2 12  字节的  mov - - jmp ，这是一个可以跨越  4GB  ！ 的跳转，跳到我们的函数里！
*/
VOID FuckKeBugCheckEx()
{
    KIRQL irql;
    ULONGLONG myfun;
    UCHAR jmp_code[] = "\x48\xB8\xFF\xFF\xFF\xFF\xFF\xFF\xFF\x00\xFF\xE0";
    /*通过jmp跳转，而不是call，可以让Fake_NtTerminateProcess直接利用原NtTerminateProcess
    留下的参数*/
    myfun = (ULONGLONG)Fake_NtTerminateProcess;
    memcpy(jmp_code + 2, &myfun, 8);
    irql = WPOFFx64();
    memset(KeBugCheckEx, 0x90, 15);
    memcpy(KeBugCheckEx, jmp_code, 12);
    WPONx64(irql);
}

/*
填写KeBugCheckEx的地址
在KeBugCheckEx填写jmp，跳到Fake_NtTerminateProcess
不能直接填写Fake_NtTerminateProcess的地址，因为它们不再同一个4GB
*/
VOID HookSSDT(PSYSTEM_SERVICE_TABLE received)
{
    KIRQL irql;
    ULONGLONG dwtmp = 0;
    PULONG ServiceTableBase = NULL;
    KeServiceDescriptorTable = received;
    //get old address
    //Dbg_Break();
    NtTerminateProcess = (NTTERMINATEPROCESS)GetSSDTFuncCurAddr(44);
    DbgPrint("\r\n------------------------Old_NtTerminateProcess: %llx-----------------------\r\n", (ULONGLONG)NtTerminateProcess);
    //set kebugcheckex
    //Dbg_Break();
    FuckKeBugCheckEx();
    //show new address
    ServiceTableBase = (PULONG)KeServiceDescriptorTable->ServiceTableBase;
    //OldTpVal = ServiceTableBase[41];    //win7编号是0x29 = 41
    OldTpVal = ServiceTableBase[44];    //win10逆向ntdll的时候发现编号是0x2c = 44
    irql = WPOFFx64();
    /*
    我们挂钩的函数是KeBugCheckEx，所以把该函数的偏移算出来(只有32位，在4GB内)
    把SSDT原本terminalProcess的地方替换掉（都在SSDT，在同一个4GB范围内）
    这样一旦调用terminalProcess，实际会调用KeBugCheckEx，然后再到我们自己的代码；
    */
    ServiceTableBase[44] = GetOffsetAddress((ULONGLONG)KeBugCheckEx);
    WPONx64(irql);
    DbgPrint("\r\n------------------------KeBugCheckEx: %llx-----------------------\r\n", (ULONGLONG)KeBugCheckEx);
    DbgPrint("\r\n------------------------New_NtTerminateProcess: %llx-----------------------\r\n", GetSSDTFuncCurAddr(44));
}

VOID UnhookSSDT()
{
    KIRQL irql;
    PULONG ServiceTableBase = NULL;
    ServiceTableBase = (PULONG)KeServiceDescriptorTable->ServiceTableBase;
    //set value
    irql = WPOFFx64();
    ServiceTableBase[44] = GetOffsetAddress((ULONGLONG)NtTerminateProcess);    //OldTpVal;//直接填写这个旧值也行
    WPONx64(irql);
    //没必要恢复KeBugCheckEx的内容了，反正执行到KeBugCheckEx时已经完蛋了。
    DbgPrint("\r\n------------------------NtTerminateProcess: %llx-----------------------\r\n", GetSSDTFuncCurAddr(44));
}


ULONGLONG SearchforKeServiceDescriptorTable64(ULONGLONG StartSearchAddress, ULONGLONG EndSearchAddress)
{
    UCHAR b1 = 0, b2 = 0, b3 = 0;
    ULONG templong = 0;
    ULONGLONG KeServiceDescriptorTable = 0;

    //地址效验
    if (MmIsAddressValid(StartSearchAddress) == FALSE)return NULL;
    if (MmIsAddressValid(EndSearchAddress) == FALSE)return NULL;

    for (PUCHAR i = StartSearchAddress; i < EndSearchAddress; i++)
    {
        if (MmIsAddressValid(i) && MmIsAddressValid(i + 1) && MmIsAddressValid(i + 2))
        {
            b1 = *i;
            b2 = *(i + 1);
            b3 = *(i + 2);
            //if (b1 == 0x4c && b2 == 0x8d && b3 == 0x15);//4c8d15
            //if (b1 == "4c" && b2 == "8d" && b3 == "15" );//4c8d15
            //if (*i == 0x4c && *(i + 1) == 0x8d && *(i + 2) == 0x15);// 不能有;号，否则下面的代码一定会执行
            if (b1 == 0x4c && b2 == 0x8d && b3 == 0x15)
            {
                DbgPrint("\r\n--------- StartSearchAddress: %llx----------------- -------------\r\n", StartSearchAddress);
                DbgPrint("\r\n--------- matched targetAddress: %llx----------------- -------------\r\n", i);
                DbgPrint("\r\n--------- targetAddress offset: %d----------------- -------------\r\n", (i - StartSearchAddress));
                //Dbg_Break();
                memcpy(&templong, i + 3, 4);
                KeServiceDescriptorTable = (ULONGLONG)templong + (ULONGLONG)i + 7;//i是当前地址，templong是相对SSDT的偏移
                DbgPrint("\r\n--------- KeServiceDescriptorTable: %llx----------------- -------------\r\n", KeServiceDescriptorTable);
                return KeServiceDescriptorTable;
                //当前地址 + 长度 + 数值
                //fffff800`03c8c772+7 + 002320c7 = FFFFF80003EBE840
                /*
                fffff800`03c8c772 4c8d15c7202300  lea     r10,[nt!KeServiceDescriptorTable (fffff800`03ebe840)]
                fffff800`03c8c779 4c8d1d00212300  lea     r11,[nt!KeServiceDescriptorTableShadow (fffff800`03ebe880)]
                */
            }
        }
    }
    return NULL;
}

//获取SSDT KeServiceDescriptorTable
ULONGLONG GetKeServiceDescriptorTable64()
{
    PUCHAR pKiSystemCall64 = (PUCHAR)__readmsr(0xc0000082);//rdmsr c0000082   //定位KiSystemCall64
    PUCHAR EndSearchAddress = pKiSystemCall64 + 0x500;//在1280个字节的范围内搜索
    ULONGLONG KeServiceDescriptorTable = 0;

    KeServiceDescriptorTable = SearchforKeServiceDescriptorTable64(pKiSystemCall64, EndSearchAddress);
    if (KeServiceDescriptorTable)
    {
        return KeServiceDescriptorTable;
    }
        
    //msr[0xc0000082]变成了KiSystemCall64Shadow函数
    //原来我们64位搜索KeServiceDescriptorTable是通过msr的0xc0000082获得KiSystemCall64字段, 
    //但是现在msr[0xc0000082]变成了KiSystemCall64Shadow函数, 而且这个函数无法直接搜索到KeServiceDescriptorTable。
    ULONGLONG KiSystemServiceUser = 0;
    ULONGLONG templong = 0xffffffffffffffff;
    for (PUCHAR i = pKiSystemCall64; i < EndSearchAddress + 0xff; i++)//在pKiSystemCall64的0x5ff=1535字节范围内查找
    {
        if (*(PUCHAR)i == 0xe9 && *(PUCHAR)(i + 5) == 0xc3)//找到KiSystemServiceUser
        //if (*(PUCHAR)i == "e9" && *(PUCHAR)(i + 5) == "c3")//找到KiSystemServiceUser
        {
            //fffff803`23733383 e9631ae9ff      jmp     nt!KiSystemServiceUser(fffff803`235c4deb)
            //fffff803`23733388 c3              ret
            RtlCopyMemory(&templong, (PUCHAR)(i + 1), 4);
            KiSystemServiceUser = templong + 5 + i;//KiSystemServiceUser
            EndSearchAddress = KiSystemServiceUser + 0x500;
            KeServiceDescriptorTable = SearchforKeServiceDescriptorTable64(KiSystemServiceUser, EndSearchAddress);
            return KeServiceDescriptorTable;
        }
    }
    return 0;
}

　　4、效果：想要关闭计算器，直接弹框拒绝访问；

       windows SSDT和驱动保护

       windbg也看到了打印的日志，说明自己写的Fake_NtTerminateProcess函数已经被调用；

       windows SSDT和驱动保护

 　　其他的窗口能够随意结束；

　　这次没刻意做驱动隐藏，还是被PCHUNTER发现了：

       windows SSDT和驱动保护

　　SSDT hook是好多年以前的老办法了；因为驱动在0环，和windows 内核平起平坐，权力相当大。为了保护自己的客户端，各个厂家都在争先恐后地hook，把内核搞得一团糟，严重影响了用户体验；微软终于坐不住了，近些年在64位的windows做了以下改动：

  • 增加PG保护，一旦发现自己的内核代码被改，大概率会直接蓝屏
  • 增加驱动签名。运行的驱动必须强制签名。一旦发现某些驱动改内核，直接吊销签名的资格

       那么问题又来了，既然不让hook SSDT，各大厂家怎么知道自己的客户端有没有被逆向人员搞了？微软又提供了新的解决方案：注册回调函数；一旦第三方调用openprocess、readprocessmemory、writeprocessmemory等函数搞事，自己的客户端就能收到通知，然后采取响应的措施；回调函数的具体用法见下方【1】；

　

参考：

1、https://www.write-bug.com/article/2170.html   基于ObRegisterCallbacks实现的线程和进程监控及其保护

2、https://www.cnblogs.com/freesec/p/7623675.html  windows 64位 系统非HOOK方式监控进程创建

3、http://www.m5home.com/bbs/thread-8378-1-1.html  x64 SSDT正确的偏移计算,一键恢复SSDT表中的所有HOOK

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