windows：跨进程读数据

2023-11-15 18:04:04

　　外挂、木马、病毒等可能需要读取其他进程的数据，windows提供了OpenProcess、ReadProcessMemory等函数。但越是大型的软件，防护做的越好，大概率会做驱动保护，比如hook SSDT表等，这些系统调用都会先被过滤一次，导致返回的数据不是想要的；为了确保能读到目标进程数据，最好重写ReadProcessMemory；要想读取其他进程的内容，思路大概有一下几种：

　注册PsSetLoadImageNotifyRoutine函数，其他进程加载模块会时调用我们注册的函数，这个时候已经进入目标进程的空间，可用memcpy复制数据
KeStackAttachProcess可以切换到目标进程，然后用memcpy复制数据，最后调用KeUnstackDetachProcess切换回来
利用进程ID查找EPROCESS，根据名称得到目标EPROCESS后再读取CR3，最用利用目标进程的CR3读取其内存数据；

　　前两种方式要调用大家熟知的函数，目的性比较明显，这些函数肯定会被大厂家重点关注，返回的结果可能在逻辑上有误；而第三种方式仅仅根据ID查询EPROCESS，相对前两种更加“人畜无害”，被拦截的概率要小很多，今天详细介绍第三种方式。

　　1、为了验证读取数据是否正确，先在notepad随便写一些内容，然后用CE查看地址，如下，后续就选这个地址来测试了；

　　这里多说几句：CE为了防止被针对，自己重写了关键的内存扫描/读写、进程打开函数，并未使用windows原生自带的系统调用函数；

　　2、遍历进程，根据ID查找EPROCESS，进而得到进程名、CR3等关键信息，这块也比较简单，如下：

PEPROCESS LookupProcess(HANDLE Pid)
{
    PEPROCESS eprocess = NULL;
    NTSTATUS Status = STATUS_UNSUCCESSFUL;
    Status = PsLookupProcessByProcessId(Pid, &eprocess);
    if (NT_SUCCESS(Status))
        return eprocess;
    return NULL;
}

　　　　因不同版本EPROCESS结构体可能有细微区别，保险起见最好在windbg下通过dt _EPROCESS查看一下CR3的偏移，我这里是0x28，那么CR3的获取代码：

ULONG64 target_CR3 = *(PULONG64)((ULONG64)eproc + 0x28);

　　3、目标CR3都拿到了，接下来就可以读进程数据了，这里的环境是win10 x64，默认开启了PAE；最初的想法很简单，系统用的是9-9-9-9-12分页，那么先把虚拟地址拆分，再用CR3一步一步跟踪不就得到物理地址了吗? 物理地址都有了，再读取数据岂不是探囊取物般简单了么？

　　　所以刚开始的代码是这样的：（1）先拆分虚拟地址，得到各个层级的偏移（2）再仿造windbg种逐步计算的方式一步一步得到物理地址；（3）这里有点要注意：& 和移位的优先级较低，注意使用括号，避免计算的逻辑错误；

    ULONG64 PML4E_index = (virtualAddress >> 39) & 0x1ff;
    ULONG64 PDPE_index = (virtualAddress >> 30) & 0x1ff;
    ULONG64 PDE_index = (virtualAddress >> 21) & 0x1ff;
    ULONG64 PTE_index = (virtualAddress >> 12) & 0x1ff;
    ULONG64 physical_offset = virtualAddress & 0xfff;
    ULONG64 PML4E = CR3 + (PML4E_index << 3);
    ULONG64 PDPE = (*(PULONG64)PML4E & 0x00000007fffff000) + (PDPE_index << 3);//上一级table entry的12~35位提供下一级table物理基地址的高24位，此时36~51是保留位，必须置0，低12位补零
    ULONG64 PDE = (*(PULONG64)PDPE & 0x00000007fffff000) + (PDE_index << 3);
    ULONG64 PTE = (*(PULONG64)PDE & 0x00000007fffff000) + (PTE_index << 3);
    ULONG64 physicalAddress = (*(PULONG64)PTE & 0x00000007fffff000) + physical_offset;

　　　然而一运行就蓝屏，通过下断点逐步跟踪，发现罪魁祸首在这行：ULONG64 PDPE = (*(PULONG64)PML4E & 0x00000007fffff000) + (PDPE_index << 3)

　　　这样代码做的运算有好几个，为了彻查到底是哪个运算导致的蓝屏，继续把代码拆分地更细，最终发现导致蓝屏的真凶：*(PULONG64)PML4E；

　　这行代码本身很简单，就是把PML4E转换成指针，再读取其指向的内容，这么简单的操作，为啥会导致蓝屏了？这就牵扯到win10 x64下用户态CR3和内核态CR3的区别了；本案例用的是驱动，在0环内核态执行，自然用的是内核态CR3。但代码读取数据的虚拟地址明显是3环的，属于用户态。不同的CR3会映射到不同的物理地址，最终出错。问题找到了，怎么解决了？既然是CR3不对，那么读取内存之前先切换一下不就行了？

由于vs2019对于x64的程序不允许内联汇编，这里单独新建一个asm文件来切换CR3，如下：

_swapCR3 PROC
        mov cr3,rcx;
        ret
_swapCR3 Endp

　　然后继续单步调试，切换CR3的函数执行完后，CR3成功更改：

　　但是在执行*(PULONG64)PML4E前查看时CR3又变回了内核态CR3：

　　继续执行不出意外又蓝屏：

　为什么函数 _swapCR3 执行完后，CR3又变回了内核态？个人猜测：执行完ret后还是在内核地址，所以windows又把CR3自动改成了内核态；

　　既然ret后CR3又被改回，那么只能在汇编代码里面读取虚拟地址的内容了，这次重新写一个_ReadVirtualMemory代码，如下（这里直接使用mov rax,[rdx]，还省去了繁琐的地址转换，这部分直接让cpu自动做了）：

_ReadVirtualMemory PROC
        push rax;
        mov cr3,rcx;
        mov rax,[rdx];第二个参数，是VirtualMemory
        mov data,rax
        pop rax;
        ret
_ReadVirtualMemory Endp

　　在这里读的数据终于对了，效果如下：0x7ffd350ca309 地址前2个字节的内容确实是CC，和通过CE查找到的一致；

　　完整代码如下：主文件

#include "ReadProcessMemory.h"

ULONG64 data;

// 根据进程ID返回进程EPROCESS结构体,失败返回NULL
PEPROCESS LookupProcess(HANDLE Pid)
{
    PEPROCESS eprocess = NULL;
    NTSTATUS Status = STATUS_UNSUCCESSFUL;
    Status = PsLookupProcessByProcessId(Pid, &eprocess);
    if (NT_SUCCESS(Status))
        return eprocess;
    return NULL;
}

VOID EnumProcess()
{
    PEPROCESS eproc = NULL;
    for (int temp = 0; temp < 100000; temp += 4)
    {
        eproc = LookupProcess((HANDLE)temp);
        if (eproc != NULL )
        {
            if (!strcmp(PsGetProcessImageFileName(eproc),"notepad.exe"))
            {
                DbgPrint("进程名: %s --> 进程PID = %d --> 父进程PPID = %d -->EPROCESS地址：%p \r\n", PsGetProcessImageFileName(eproc), PsGetProcessId(eproc),
                    PsGetProcessInheritedFromUniqueProcessId(eproc), eproc);
                ULONG64 target_CR3 = *(PULONG64)((ULONG64)eproc + 0x28);
                KdBreakPoint();
                _ReadVirtualMemory(target_CR3, 0x7ffd350ca309);
                DbgPrint("存储内容：%c \r\n", data);
                ObDereferenceObject(eproc);
                return;
            }
            
        }
    }
}

VOID UnDriver(PDRIVER_OBJECT driver)
{
    DbgPrint(("Uninstall Driver Is OK \n"));
}

NTSTATUS DriverEntry(IN PDRIVER_OBJECT Driver, PUNICODE_STRING RegistryPath)
{
    EnumProcess();
    Driver->DriverUnload = UnDriver;
    return STATUS_SUCCESS;
}

　　头文件：

#ifndef READPROCESSMEMORY_
#define READPROCESSMEMORY_

#include <ntifs.h>

NTKERNELAPI UCHAR* PsGetProcessImageFileName(IN PEPROCESS Process); //未公开的进行导出即可
NTKERNELAPI HANDLE PsGetProcessInheritedFromUniqueProcessId(IN PEPROCESS Process);//未公开进行导出

extern void Dbg_Break();
extern void _swapCR3(ULONG64 target_CR3);
extern void _ReadVirtualMemory(ULONG64 target_CR3, ULONG64 VirtualMemory);

extern ULONG64 data;

#endif

asm文件：

EXTERN data:qword

.code
 
Dbg_Break Proc
        int 3
        ret
Dbg_Break Endp

_swapCR3 PROC
        mov cr3,rcx;
        ret
_swapCR3 Endp

_ReadVirtualMemory PROC
        push rax;
        mov cr3,rcx;
        mov rax,[rdx];第二个参数，是VirtualMemory
        mov data,rax
        pop rax;
        ret
_ReadVirtualMemory Endp

END

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