HOOK API（二）
—— HOOK自己程序的 MessageBox
0x00 前言
以下将给出一个简单的例子，作为HOOK API的入门。这里是HOOK 自己程序的MessageBox，即将自己程序对MessageBox API的调用重定向到自己实现的API中，在自己定义的API中实现内容的替换。
需要注意的是，本例子的HOOK仅仅对自己实现的MFC窗口程序，当开始HOOK 后，自己的程序调用MessageBox将被重定向，但其他程序滴啊用MessageBox时是正常的。
在Windows中，每个进程都有自己的进程控制块，有自己的安全运行空间，各函数在初始化时被加载到进程的地址空间中，各进程的地址空间是不相交的。本实例中，HOOK API仅仅在自己程序的地址空间中实现了地址的替换，因此不影响其他进程的工作，若想HOOK其他程序，那么就要想办法将自己实现的API注入到目标进程的地址空间中，并替换原API的地址，才能实现我们想要的功能，这将在后续的学习中进一步介绍。
本事例仅对自己的程序进行HOOK，实用性不是很大，但是对于入门，理解HOOK API的过程还是很有帮助的。
0x01 实现思想
在自己实现的窗体程序（Windows-A）中实现一个与MessageBox API定义一模一样的API（MessBox-New），这个API除了完成原API（MessBox-Old）的工作之外，还将显示内容进行修改。Windows A 加载时，对将自己所使用的API地址都加载到自己的地址空间中，这里包括我们自己写的MessBox-New，因此我们可以很方便的使用MessBox-New的调用地址来替换MessBox-Old的入口地址，进而实现对MessBox-Old的重定向、即替换。地址被替换之后，只要本程序调用MessageBox这个API，就会被重定向到我们实现的MessBox-New中。此过程中，若想要恢复正常，只需要将MessBox-Old的入口地址恢复即可。
0x02 HOOK API实现过程
本小节将介绍程序的实现过程。
1.定义自己的API
定义自己的API，因为我们这里要HOOK 自己程序的MessageBox，因此就要定义一个原型与MessageBox API一模一样的API。查MSDN，可得MessageBox有两种调用形式，分别是MessageBoxA和MessageBoxW，前者处理窄字符串，即每个字符占一个字节；后者处理宽字符串，即一个字符占两个字节。我们这里HOOK MessageBoxW，其原型为：
int WINAPI MessageBoxW(
_In_opt_ HWND hWnd,
_In_opt_ LPCWSTR lpText,
_In_opt_ LPCWSTR lpCaption,
_In_ UINT uType
);
由此，可以定义我们自己的API如下：
这里很容易漏掉函数前面的 WINAPI，若是少了将无法正常实现HOOK，一定要注意我们实现的函数的原型要与原API一致。
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// // 自己定义的，用于替换相应API的，假的API // int WINAPI MyMessageBoxW(HWND hwnd,LPCWSTR lpText,LPCWSTR lpCation,UINT uType) { TRACE(lpText); /* 调用原函数之前，先停止HOOK，也就是恢复原系统API函数的入口，否则无法调用到原API函数， 而是继续调用自己的API，会造成死循环，进而造成堆栈溢出，崩溃。 */ HookOff(); /* 调用原来的MessageBoxW打印我们的信息。 */ int ret = MessageBoxW(hwnd,_T("哈哈，被HOOK咯！！"),lpCation,uType); /* 调用完原系统API后，记得恢复HOOK，也就是启动HOOK，将原API函数入口换成我们自己定义的函数入口， 否则下一次调用MessageBoxW的时候就无法转到我们自己定义的API函数中，也就无法实现HOOK。 */ HookOff(); return ret; } |
2. 定义API类型
定义原API的类型，下面的TypeMessageBoxW其它普通的数据类型的使用方法是一样的。定义一个TypeMessageBoxW类型的变量，用于存储原API的指针，还定义一个远指针类型，pfOldMsgBoxW，因为系统API是在动态链接库（DLL）中实现的，因此程序实际上是通过远地址指针来DLL中相应的API调用。而本实例中设计的MessageBox是在 User32.dll 中的。关于远地址指针这里不做多介绍，需要了解的可以查阅相关资料。
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typedef int (WINAPI *TypeMessageBoxW)(HWND hwnd,LPCWSTR lpText,LPCWSTR lpCaption,UINT uType); TypeMessageBoxW OdlMsgBoxW = NULL; // 指向函数原型指针 FARPROC pfOldMsgBoxW; // 指向函数远指针 |
3.获取原API函数入口
由MSDN可知，原API在User32.dll中实现，因此在此之前要加载User32.dll，并获取到原API的函数入口。实现代码如下：
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HMODULE hmod = LoadLibrary(_T("User32.dll")); if ( NULL == hmod) { AfxMessageBox(_T("加载User32.dll失败")); return; } OdlMsgBoxW = (TypeMessageBoxW)::GetProcAddress(hmod,"MessageBoxW"); pfOldMsgBoxW = (FARPROC)OdlMsgBoxW; if ( pfOldMsgBoxW == NULL) { AfxMessageBox(_T("获取原API入口地址出错")); return; } |
4.保存原API入口的前5个字节
为了最后恢复原API的地址，必须要在HOOK之前将原API的入口地址保存起来。而这里为什么是5个字节呢？因为我们使用jmp xxxx 指令实现原API的重定向，该指令的长度为5个字节，jmp占一个字节，而xxxx表示新API的入口地址，占4个字节，我们使用jmp xxxx这条指令来替换掉原API入口的5个字节，这样一来当本程序调用MessageBoxW时，就会跳转到我们实现的API。综上所述，我们这里需要保存原API的前5个字节，实现代码如下：
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// 个字节代码保存到OdeCode[]中 // _asm { lea edi,OldCode // 取数组OldCode[]地址，存放到edi中 mov esi,pfOldMsgBoxW // 获取原API入口地址，存入esi中 cld // 设置方向 movsd // 移动dword ，4 Byte movsb // 移动 1 Byte } |
5.设置新的（自己的）API入口的前5个字节
保存好原API的入口之后，我们这里需要设置jmp xxxx指令，xxxx为新API的入口地址，以便之后实现地址的替换。
而xxxx如何计算呢，可遵循前人总结的一条计算公式：
int xxxx = MyFunAddr – SystemFunAddr - CodeLength;
jmp xxxx;
MyFunAddr : 我们编写的新的API的地址；
SystemFunAddr : 原API的地址；
CodeLength : 入口指令长度，本实例是 jmp xxxx 的长度，为5个字节。
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// 个字节 // NewCode[0] = 0xe9; // 0xe9相当于jmp指令 _asm { lea eax,MyMessageBoxW mov ebx,pfOldMsgBoxW sub eax,ebx sub eax,CODE_LENGTH mov dword ptr[NewCode+1],eax } |
6.修改原（真实）API入口的前5个字节为新的（自己的）API入口地址
在保存了原API和新API的入口地址之后，接下来就是要实现地址的替换，即使用新API入口替换原API入口，从而实现HOOK MessageBoxW。这里涉及到两个重要的API，VirtualProtectEx 和 WriteProcessMemory，关于API的详细说明可以查询MSDN。
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/* 启动HOOK，将原API的入口地址换成我们自己定义函数的入口地址 */ VOID HookOn() { // // 确保本程序进程句柄hProcess不为NULL // ASSERT(hProcess!=NULL); DWORD dwTemp; DWORD dwOldProtect; SIZE_T writedByte; // 个字节，jmp xxxx // VirtualProtectEx(hProcess,pfOldMsgBoxW,CODE_LENGTH,PAGE_READWRITE,&dwOldProtect); WriteProcessMemory(hProcess,pfOldMsgBoxW,NewCode,CODE_LENGTH,&writedByte); if (writedByte == 0) { AfxMessageBox(_T("替换原API地址失败")); } VirtualProtectEx(hProcess,pfOldMsgBoxW,CODE_LENGTH,dwOldProtect,&dwTemp); } |
7.恢复原API入口地址
在HOOK后，对MessageBox的调用会被重定向到我们实现的API中，若需要调用原API，则必须回复原API的入口地址，否则会出现死循环。实现代码如下：
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/* 停止HOOK，将入口换成原来的API入口地址 */ VOID HookOff() { ASSERT(hProcess != NULL); DWORD dwTemp; DWORD dwOldProtect; SIZE_T wirtedByte; // // 回复原API地址 // VirtualProtectEx(hProcess,pfOldMsgBoxW,CODE_LENGTH,PAGE_READWRITE,&dwOldProtect); WriteProcessMemory(hProcess,pfOldMsgBoxW,OldCode,CODE_LENGTH,&wirtedByte); if (wirtedByte == 0) { AfxMessageBox(_T("回复原API地址失败")); } VirtualProtectEx(hProcess,pfOldMsgBoxW,CODE_LENGTH,dwOldProtect,&dwTemp); } |
0x03 窗口按钮实现
1.启动HookMessageBoxW
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// // 启动 HookMessageBoxW // void CHookMessageboxWindowDlg::OnBnClickedButtonStart() { // TODO: 在此添加控件通知处理程序代码 AdjustPrivileges(); // 提升权限，因为调用 OpenProcess() 需要合适的权限 DWORD dwPid = ::GetCurrentProcessId(); hProcess = OpenProcess(PROCESS_ALL_ACCESS,0,dwPid); if (hProcess == NULL) { CString logInfo; logInfo.Format(_T("获取进程句柄失败！！,进程 id = 0x%x ,错误代码 = 0x%x"),dwPid,GetLastError()); AfxMessageBox(logInfo); return; } GetApiEntrancy(); // 获取新旧API入口，并开始HOOK m_status.SetWindowText(_T("Hook已启动")); } |
2.终止HookMessageBoxW
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// // 终止 HookMessageBoxW // void CHookMessageboxWindowDlg::OnBnClickedButtonStop() { // TODO: 在此添加控件通知处理程序代码 HookOff(); m_status.SetWindowText(_T("Hook已停止")); } |
3.调用MessageBoxW
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// // 调用 HookMessageBoxW // void CHookMessageboxWindowDlg::OnBnClickedButtonCall() { // TODO: 在此添加控件通知处理程序代码 ::MessageBoxW(m_hWnd,_T("这是正常的MessageBoxW"),_T("Hello"),0); } |
4.提升权限
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bool AdjustPrivileges() { HANDLE hToken; TOKEN_PRIVILEGES tp; TOKEN_PRIVILEGES oldtp; DWORD dwSize=sizeof(TOKEN_PRIVILEGES); LUID luid; if (!OpenProcessToken(GetCurrentProcess(), TOKEN_ADJUST_PRIVILEGES | TOKEN_QUERY, &hToken)) { if (GetLastError()==ERROR_CALL_NOT_IMPLEMENTED) return true; else return false; } if (!LookupPrivilegeValue(NULL, SE_DEBUG_NAME, &luid)) { CloseHandle(hToken); return false; } ZeroMemory(&tp, sizeof(tp)); tp.PrivilegeCount=1; tp.Privileges[0].Luid=luid; tp.Privileges[0].Attributes=SE_PRIVILEGE_ENABLED; /* Adjust Token Privileges */ if (!AdjustTokenPrivileges(hToken, FALSE, &tp, sizeof(TOKEN_PRIVILEGES), &oldtp, &dwSize)) { CloseHandle(hToken); return false; } // close handles CloseHandle(hToken); return true; } |
0x04 测试
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启动程序，单击"调用MessageBoxW"按钮
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单击"启动HookMessageBoxW"按钮，单击"调用MessageBoxW"按钮
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单击"终止HookMessageBoxW"按钮，单击"调用MessageBoxW"按钮
0x04 附录——全部源码
以下给出主要实现的所有源代码，以便从整体上把握整个实现过程。
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// HookMessageboxWindowDlg.cpp : 实现文件 // #include "stdafx.h" #include "HookMessageboxWindow.h" #include "HookMessageboxWindowDlg.h" #include "afxdialogex.h" // 定义API类型 #define CODE_LENGTH 5 // 入口指令长度 typedef int (WINAPI *TypeMessageBoxW)(HWND hwnd,LPCWSTR lpText,LPCWSTR lpCaption,UINT uType); TypeMessageBoxW OdlMsgBoxW = NULL; // 指向函数原型指针 FARPROC pfOldMsgBoxW; // 指向函数远指针 BYTE OldCode[CODE_LENGTH]; // 原系统API入口 BYTE NewCode[CODE_LENGTH]; // 自己实现的API的入口，（jmp xxxx），xxxx为新API入口地址 HANDLE hProcess = NULL; // 本程序进程句柄 HINSTANCE hInst = NULL; // API所在的dll文件句柄 VOID HookOn(); // 开始HOOK VOID HookOff(); // 停止HOOK VOID GetApiEntrancy(); // 获取API入口地址 bool AdjustPrivileges();// 提高权限 // // 自己定义的，用于替换相应API的，假的API // int WINAPI MyMessageBoxW(HWND hwnd,LPCWSTR lpText,LPCWSTR lpCation,UINT uType) { TRACE(lpText); /* 调用原函数之前，先停止HOOK，也就是恢复原系统API函数的入口， 否则无法调用到原API函数，而是继续调用自己的API，会造成死 循环，进而造成堆栈溢出，崩溃。 */ HookOff(); /* 调用原来的MessageBoxW打印我们的信息。 */ int ret = MessageBoxW(hwnd,_T("哈哈，被HOOK咯！！"),lpCation,uType); /* 调用完原系统API后，记得恢复HOOK，也就是启动HOOK，将原API函数入口换成我们自己定义的函数入口， 否则下一次调用MessageBoxW的时候就无法转到我们自己定义的API函数中，也就无法实现HOOK。 */ HookOff(); return ret; } /* 启动HOOK，将原API的入口地址换成我们自己定义函数的入口地址 */ VOID HookOn() { // // 确保本程序进程句柄hProcess不为NULL // ASSERT(hProcess!=NULL); DWORD dwTemp; DWORD dwOldProtect; SIZE_T writedByte; // 个字节，jmp xxxx // VirtualProtectEx(hProcess,pfOldMsgBoxW,CODE_LENGTH,PAGE_READWRITE,&dwOldProtect); WriteProcessMemory(hProcess,pfOldMsgBoxW,NewCode,CODE_LENGTH,&writedByte); if (writedByte == 0) { AfxMessageBox(_T("替换原API地址失败")); } VirtualProtectEx(hProcess,pfOldMsgBoxW,CODE_LENGTH,dwOldProtect,&dwTemp); } /* 定制HOOK，将入口换成原来的API入口地址 */ VOID HookOff() { ASSERT(hProcess != NULL); DWORD dwTemp; DWORD dwOldProtect; SIZE_T wirtedByte; // 回复原API地址 VirtualProtectEx(hProcess,pfOldMsgBoxW,CODE_LENGTH,PAGE_READWRITE,&dwOldProtect); WriteProcessMemory(hProcess,pfOldMsgBoxW,OldCode,CODE_LENGTH,&wirtedByte); if (wirtedByte == 0) { AfxMessageBox(_T("回复原API地址失败")); } VirtualProtectEx(hProcess,pfOldMsgBoxW,CODE_LENGTH,dwOldProtect,&dwTemp); } /* 保存原API和新API的地址 */ VOID GetApiEntrancy() { // // 保存原来API地址 // HMODULE hmod = LoadLibrary(_T("User32.dll")); if ( NULL == hmod) { AfxMessageBox(_T("加载User32.dll失败")); return; } OdlMsgBoxW = (TypeMessageBoxW)::GetProcAddress(hmod,"MessageBoxW"); pfOldMsgBoxW = (FARPROC)OdlMsgBoxW; if ( pfOldMsgBoxW == NULL) { AfxMessageBox(_T("获取原API入口地址出错")); return; } // 个字节代码保存到OdeCode[]中 // _asm { lea edi,OldCode // 取数组OldCode[]地址，存放到edi中 mov esi,pfOldMsgBoxW // 获取原API入口地址，存入esi中 cld // 设置方向 movsd // 移动dword ，4 Byte movsb // 移动 1 Byte } // 个字节 // NewCode[0] = 0xe9; // 0xe9相当于jmp指令 _asm { lea eax,MyMessageBoxW mov ebx,pfOldMsgBoxW sub eax,ebx sub eax,CODE_LENGTH mov dword ptr[NewCode+1],eax } // // 填充完毕，开始HOOK，即使用NewCode[]替换原API入口 // HookOn(); } bool AdjustPrivileges() { HANDLE hToken; TOKEN_PRIVILEGES tp; TOKEN_PRIVILEGES oldtp; DWORD dwSize=sizeof(TOKEN_PRIVILEGES); LUID luid; if (!OpenProcessToken(GetCurrentProcess(), TOKEN_ADJUST_PRIVILEGES | TOKEN_QUERY, &hToken)) { if (GetLastError()==ERROR_CALL_NOT_IMPLEMENTED) return true; else return false; } if (!LookupPrivilegeValue(NULL, SE_DEBUG_NAME, &luid)) { CloseHandle(hToken); return false; } ZeroMemory(&tp, sizeof(tp)); tp.PrivilegeCount=1; tp.Privileges[0].Luid=luid; tp.Privileges[0].Attributes=SE_PRIVILEGE_ENABLED; /* Adjust Token Privileges */ if (!AdjustTokenPrivileges(hToken, FALSE, &tp, sizeof(TOKEN_PRIVILEGES), &oldtp, &dwSize)) { CloseHandle(hToken); return false; } // close handles CloseHandle(hToken); return true; } // // 启动 HookMessageBoxW // void CHookMessageboxWindowDlg::OnBnClickedButtonStart() { // TODO: 在此添加控件通知处理程序代码 AdjustPrivileges(); // 提升权限，因为调用 OpenProcess() 需要合适的权限 DWORD dwPid = ::GetCurrentProcessId(); hProcess = OpenProcess(PROCESS_ALL_ACCESS,0,dwPid); if (hProcess == NULL) { CString logInfo; logInfo.Format(_T("获取进程句柄失败！！,进程 id = 0x%x ,错误代码 = 0x%x"),dwPid,GetLastError()); AfxMessageBox(logInfo); return; } GetApiEntrancy(); // 获取新旧API入口，并开始HOOK m_status.SetWindowText(_T("Hook已启动")); } // // 终止 HookMessageBoxW // void CHookMessageboxWindowDlg::OnBnClickedButtonStop() { // TODO: 在此添加控件通知处理程序代码 HookOff(); m_status.SetWindowText(_T("Hook已停止")); } // // 调用 HookMessageBoxW // void CHookMessageboxWindowDlg::OnBnClickedButtonCall() { // TODO: 在此添加控件通知处理程序代码 ::MessageBoxW(m_hWnd,_T("这是正常的MessageBoxW"),_T("Hello"),0); } |