《Windows内核安全与驱动开发》 5.1&5.2 内核与应用方面的编程

2022-09-24 15:49:54

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《Windows内核安全与驱动开发》  5.1&5.2 内核与应用方面的编程

一、生成控制设备

  1. 如果一个驱动需要和应用程序通信，那么首先要生成一个_____。
  2. ____和____构成了整个操作系统的基本框架。
  3. ____暴露给了应用层，应用层可以像操作__一样操作它。
  4. 一般而言，用于和应用程序的设备往往用来"控制"这个内核驱动，所以往往称之为____。
  5. 作为一个控制设备，一般需要____，而普通设备可以不要。

二、控制设备的名字和符号链接

  1. 控制设备需要一个____，这样它才会暴露出来，供其他程序打开与之通信。
  2. 应用层是无法直接通过____来打开设备对象的，为此必须要建立一个暴露给应用层的____。
  3. 设备名的前缀____，符号链接的前缀为____，在应用层符号链接的前缀为_____。

三、分发函数与请求处理

  1. 标准分发函数的第一个参数是____，第二个参数是_____。
  2. 在分发函数中处理请求的第一步是_____，使用API函数_____。
  3. 利用____来获取主功能号。
  4. 设置____主要用于返回输出时。
  5. ____用于记录这个请求的完成状态。
  6. ____用于结束这个请求。

四、在应用层中打开与关闭设备

  1. 打开设备使用API函数____。文件的路径就是____的路径，但是其在应用层来看，是以___开头的，注意C语言需要转义。
  2. 关闭设备使用API函数____。

五、设备控制请求

  1. CTL_CODE是一个宏，我们要做的是直接利用这个宏来生成一个自己的____。
  2. CTL_CODE第一个参数是____，我们与任何硬件没关系，可以直接定义为未知类型（FILE_DEVICE_UNKNOWN）。
  3. CTL_CODE第二个参数是____，范围为____。
  4. CTL_CODE第三个参数METHOD_BUFFERED是____，输入/输出缓冲区会在__与__之间拷贝。
  5. CTL_CODE最后一个参数是____，因为要写入数据，因此为FILE_WRITE_DATA。
  6. 除了打开设备和关闭设备之外，中间增加了使用____发送请求的过程。

六、内核中对应的处理

  1. 在处理设备控制请求时，还有如下任务要完成缓冲区是irp->AssicatedIrp.SystemBuffer的前提是，这是一个__方式的设备控制请求。
    1. 获得____。
    2. 如果有输入缓冲区，必须获取输入缓冲区的____和____。
    3. 如果有输出缓冲区，必须获得输出缓冲区的____和____。
  2. 缓冲区是irp->AssociatedIrp.SystemBuffer的前提是，这是一个____方式的设备控制请求。
  3. 只说缓冲区，未说输入还是输出缓冲区，是因为在控制设备中，输入和输出缓冲区是____的，是同一个___。

答案

一、生成控制设备

  1. 设备对象
  2. 设备对象  分发函数
  3. 设备对象  文件
  4. 控制设备对象 CDO
  5. 设备名称

二、控制设备的名字和符号链接

  1. 名称
  2. 设备名称 符号链接
  3. \device\[设备名称]  \??\[符号链接] \\.\[符号链接]

三、分发函数与请求处理

  1. 设备对象指针 irp请求
  2. 获得请求的当前栈空间（Current Stack Location）IoGetCurrentIrpStackLocation
  3. irpsp->MajorFunction
  4. irp->IoStatus.Information
  5. irp->IoStatus.Status
  6. IoCompleteRequest

四、在应用层中打开与关闭设备

  1. CreateFile  符号链接  \\.\
  2. CloseHandle

五、控制设备请求

  1. 设备请求功能号
  2. 设备类型
  3. 生成这个功能号的核心数字 (0x7ff,0xfff]
  4. 缓冲 用户 内核
  5. 操作需要的权限
  6. DeviceIoControl

六、内核中对应的处理

  1. 功能号 指针 长度 指针 长度
  2. 缓冲
  3. 共享 指针

R3与R0通信实例

一、R0层代码

/*********

    作者:OneTrianee

    编写时间:2019/12/8

    编译环境：Win10+vs2019+"Empty WDM Driver"

    代码作用：R0与R3通讯的R0层代码，只负责接收R3层传过来的字符串

    参考资料:《Windows内核安全与驱动开发》

    注意事项：无

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

#include <ntifs.h>

#include <wdmsec.h> // IoCreateDeviceSecure 函数原型

#include <ntddk.h>

PDEVICE_OBJECT g_cdo = NULL; // 控制设备

#define CWK_CDO_SYB_NAME  L"\\??\\sdfjkfsjdfsdfjkls" // 在R0的链接符号

// 从应用层给驱动发送一个字符串。

#define  CWK_DVC_SEND_STR \

    (ULONG)CTL_CODE( \

    FILE_DEVICE_UNKNOWN, \

    0x911,METHOD_BUFFERED, \

    FILE_WRITE_DATA)

// 从驱动读取一个字符串

#define  CWK_DVC_RECV_STR \

    (ULONG)CTL_CODE( \

    FILE_DEVICE_UNKNOWN, \

    0x912,METHOD_BUFFERED, \

    FILE_READ_DATA)

// 默认的GUID，辅助粘贴即可

const GUID  CWK_GUID_CLASS_MYCDO =

{ 0x17a0d1e0L, 0x3249, 0x12e1, {0x92,0x16, 0x45, 0x1a, 0x21, 0x30, 0x29, 0x06} };

//

//提供一个卸载函数，删除符号链接与控制设备

//

VOID UnDriver(PDRIVER_OBJECT driver)

{

    UNICODE_STRING cdo_syb = RTL_CONSTANT_STRING(CWK_CDO_SYB_NAME); // 符号链接字符串

    ASSERT(g_cdo != NULL);

    IoDeleteSymbolicLink(&cdo_syb); //删除 符号链接

    IoDeleteDevice(g_cdo); // 删除 控制设备

    KdPrint(("卸载驱动成功"));

}

//

// 分发函数

//

NTSTATUS cwkDispatch(IN PDEVICE_OBJECT dev, IN PIRP irp) {

    //

    // 获取当前irp栈空间

    //

    PIO_STACK_LOCATION irpsp = IoGetCurrentIrpStackLocation(irp);

    NTSTATUS status = STATUS_SUCCESS;

    ULONG ret_len = ; // 请求长度

    //

    // 循环处理发送给 g_cdo 的请求

    // 如果不是发送给 g_cdo，则明显错误

    //

    while (dev == g_cdo) {

        if (irpsp->MajorFunction == IRP_MJ_CREATE || irpsp->MajorFunction == IRP_MJ_CLOSE) {

            // 生成和关闭请求，一律跳过即可

            break;

        }

        if (irpsp->MajorFunction == IRP_MJ_DEVICE_CONTROL) {

            // 处理 DeviceIoControl

            PVOID buffer = irp->AssociatedIrp.SystemBuffer; // 缓冲区地址

            ULONG inlen = irpsp->Parameters.DeviceIoControl.InputBufferLength; // 输入缓冲区长度

            ULONG outlen = irpsp->Parameters.DeviceIoControl.OutputBufferLength; // 输出缓冲区长度

            ULONG len;

            //

            // 根据前面定义好的设备请求功能号,

            // 详细判断输入还是输出.

            // 我们在这里只判断输入

            //

            switch (irpsp->Parameters.DeviceIoControl.IoControlCode) {

            case CWK_DVC_SEND_STR:

                ASSERT(buffer != NULL);

                ASSERT(inlen > );

                ASSERT(outlen == );

                DbgPrint((char*)buffer);

                // 已经打印过，则可以认为这个请求已经处理成功，放行即可

                break;

            case CWK_DVC_RECV_STR:

            default:

                // 到这里的请求都是不接收的(我们没设置接收)。

                // 未知的请求一律返回非法参数错误

                status = STATUS_INVALID_PARAMETER;

                break;

            }

        }

        break;

    }

    //

    // 不是发送给 g_cdo，明显错误

    //

    irp->IoStatus.Information = ret_len; // 填写返回信息

    irp->IoStatus.Status = status;    // 填写返回结果

    IoCompleteRequest(irp, IO_NO_INCREMENT); // 完成请求

    return status;

}

//入口函数，相当于main。

NTSTATUS DriverEntry(PDRIVER_OBJECT driver, PUNICODE_STRING reg_path)

{

    NTSTATUS status;

    UCHAR mem[] = {  };

    ULONG i;

    //

    // 生成一个控制设备。

    // 然后生成符号链接。

    //

    UNICODE_STRING sddl = RTL_CONSTANT_STRING(L"D:P(A;;GA;;;WD)"); // 通用[直接复制即可]

    UNICODE_STRING cdo_name = RTL_CONSTANT_STRING(L"\\Device\\adjdask"); // 设备名

    UNICODE_STRING cdo_syb = RTL_CONSTANT_STRING(CWK_CDO_SYB_NAME); // 符号链接

    //

    // 生成一个设备对象。

    //

    status = IoCreateDevice(

        driver,

        , &cdo_name,

        FILE_DEVICE_UNKNOWN,

        ,

        FALSE,

        &g_cdo);

    if (!NT_SUCCESS(status))

        return status;

    //

    // 生成链接符号并与设备绑定

    //

    IoDeleteSymbolicLink(&cdo_syb); // 为防止冲突，先预先删除

    status = IoCreateSymbolicLink(&cdo_syb, &cdo_name); // 将链接符号与设备绑定

    if (!NT_SUCCESS(status)) {

        IoDeleteDevice(g_cdo); // 删除设备

        return status;

    }

    //

    // 将所有的分发函数设置为自定义的

    //

    for (i = ; i < IRP_MJ_MAXIMUM_FUNCTION; i++) {

        driver->MajorFunction[i] = cwkDispatch;

    }

    // 支持动态删除 && 清除控制设备的初始化标记

    driver->DriverUnload = UnDriver;

    g_cdo->Flags &= ~DO_DEVICE_INITIALIZING;

    return STATUS_SUCCESS;

}

 二、R3层代码

/*********

    作者:OneTrianee

    编写时间:2019/12/8

    编译环境：WinXp+VC6.0+"console"

    代码作用：R0与R3层通信中R3层的代码，负责向R0层传递字符串。

    参考资料:《Windows内核安全与驱动开发》

    注意事项：原版很多宏在Vc6.0环境下都没有找到，在Vs2019中找到然后单独定义即可。

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

#include "stdafx.h"

#include <stdio.h>

#include <tchar.h>

#include <windows.h>

#define CTL_CODE(DeviceType, Function, Method, Access) (  ((DeviceType) << 16) | ((Access) << 14) | ((Function) << 2) | (Method))

#define CWK_DEV_SYM L"\\\\.\\sdfjkfsjdfsdfjkls"

// 从应用层给驱动发送一个字符串。

#define  CWK_DVC_SEND_STR \

    (ULONG)CTL_CODE( \

    0x00000022, \

    0x911,, \

    FILE_WRITE_DATA)

// 从驱动读取一个字符串

#define  CWK_DVC_RECV_STR \

    (ULONG)CTL_CODE( \

    FILE_DEVICE_UNKNOWN, \

    0x912,METHOD_BUFFERED, \

    FILE_READ_DATA)

int main(int argc, char* argv[])

{

    HANDLE device = NULL;

    ULONG ret_len;

    int ret = ;

    // 定义发送信息

    char* msg = { "hello dirver, this is a message form app" };

    // 打开设备，每次要操作驱动对象时，先以此为例子打开设备

    device = CreateFileW(CWK_DEV_SYM, GENERIC_READ | GENERIC_WRITE, , , OPEN_EXISTING, FILE_ATTRIBUTE_SYSTEM, );

    if (device == INVALID_HANDLE_VALUE)

    {

        printf("coworker demo: Open device failed.\r\n");

        return -;

    }

    else

        printf("coworker demo: Open device successfully.\r\n");

    if (!DeviceIoControl(device, CWK_DVC_SEND_STR, msg, strlen(msg) + , NULL, , &ret_len, )) {

        printf("coworker demo: Send message failed.\r\n");

        ret = -;

    }

    else

        printf("coworker demo: Send message successfully.\r\n");

    CloseHandle(device);

    return ;

}
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