ETW注册表监控windows内核实现原理

Window 7以及以上系统的ETW日志自带了一个注册表日志信息的输出，在windows事件查看器的MicrosoftWindows Kernel Registry / Analytic可以看到并且开启或者关闭注册表日志，它的监控操作包括CreateKey_Opt,OpenKey_Opt,DeleteKey_Opt,QueryKey_Opt,SetValueKey_Opt,DeleteValueKey_Opt和QueryValueKey_Opt，监控的输出数据根据每个不同的操作它的内容也不一样，例如：

CreateKey_Opt

mName = 0x000001e0ca423d30 L"BaseObject": ulongptr

mName = 0x000001e0ca423d30 L"KeyObject" : ulongptr

mName = 0x000001e0ca423da8 L"Status" ULONG32

mName = 0x000001e0ca423e20 L"Disposition" ULONG32

mName = 0x000001e0ca423e98 L"BaseName" 2

mName = 0x000001e0ca423f10 L"RelativeName" 0x82

SetValueKey_Opt

mName = 0x0000025ea4054208 L"KeyObject" ulongptr

mName = 0x0000025ea4054280 L"Status" ULONG32

mName = 0x0000025ea40542f8 L"Type" ULONG32

mName = 0x0000025ea4054370 L"DataSize" ULONG32

mName = 0x0000025ea40543e8 L"KeyName" 2

mName = 0x0000025ea4054460 L"ValueName" char*

mName = 0x0000025ea40544d8 L"CapturedDataSize" 2

mName = 0x0000025ea4054550 L"CapturedData" 0

mName = 0x0000025ea40545c8 L"PreviousDataType" ULONG32

mName = 0x0000025ea4054640 L"PreviousDataSize" ULONG32

mName = 0x0000025ea40546b8 L"PreviousDataCapturedSize" 2

mName = 0x0000025ea4054730 L"PreviousData" 0

DeleteValueKey_Opt

mName = 0x000001f3275e5c28 L"KeyObject" ulongptr

mName = 0x0000025ea4054280 L"Status" ULONG32

mName = 0x0000025ea40543e8 L"KeyName" 2

mName = 0x000001f3275e5d90 L"ValueName"

DeleteKey_Opt

mName = 0x000001f3275e5c28 L"KeyObject" ulongptr

mName = 0x0000025ea4054280 L"Status" ULONG32

mName = 0x0000025ea40543e8 L"KeyName" 2

更多具体的数据，读者可以自行去研究我们今天讲解的不是他的具体使用方法，而是windows内核是怎么样实现输出这些数据的。

Windows的内核程序ntoskrnl.exe初始化的时候会启动和初始化很多信息，启动ETW组件就是启动一项内容，在void __fastcall EtwInitialize(unsigned int Phase)的函数里，最下面有几个调用了EtwRegister函数去注册一些Etw事件，如下：

我们可以看到EventTracingProvGuid、KernelProvGuid、NetProvGuid、DiskProvGuid等等一些日志事件，在这些注册之间还有一个函数EtwpInitializeRegTracing()，这个是初始化注册注册表事件的函数，跟进去继续追踪，实现很简单：

int __cdecl EtwpInitializeRegTracing()

{

return EtwRegister(

(_GUID *)&RegistryProvGuid,

(void (__cdecl *)(_GUID *, unsigned int, char, unsigned __int64, unsigned __int64, _EVENT_FILTER_DESCRIPTOR *, void *))EtwpRegTraceEnableCallback,

0i64,

&EtwpRegTraceHandle);

}

RegistryProvGuid 就是注册表的事件的id ：

{70eb4f03-c1de-4f73-a051-33d13d5413bd

注册的回调函数是EtwpRegTraceEnableCallback，注册得到的句柄是：EtwpRegTraceHandle，最后内核也是通过EtwWrite写句柄EtwpRegTraceHandle来输出日志。

注意知识讲解点：

查询MSDN库，EtwRegister定义如下：

NTSTATUS EtwRegister(

LPCGUID ProviderId,

PETWENABLECALLBACK EnableCallback,

PVOID CallbackContext,

PREGHANDLE RegHandle

);

EnableCallback是应用层调用EnableTrace后，内核会把应用层传入的CallbackContext参数传输给EnableCallback的回调，PETWENABLECALLBACK定义如下：

void Etwenablecallback(

LPCGUID SourceId,

ULONG ControlCode,

UCHAR Level,

ULONGLONG MatchAnyKeyword,

ULONGLONG MatchAllKeyword,

PEVENT_FILTER_DESCRIPTOR FilterData,

PVOID CallbackContext

)

ControlCode就是True or false的开关，Level是日志等级。

MatchAnyKeyword 和 MatchAllKeyword是两个过滤keyword id。

FilterData 这个参数只有windows 7或者以上系统才有的参数，是应用层通过EnableTraceEx或者 EnableTraceEx2来传入的参数。

接下来我们继续看EtwpRegTraceEnableCallback回调函数的实现：

当应用层开启Enable日志的时候，即ControlId = True时，回调函数内部会通过CmRegisterCallbackEx函数注册注册表过滤回调EtwpRegTraceCallback，注册成功后，全局变量EtwpRegTracingEnabled会设置为True，如果ControlId = False时，即关闭日志，会调用CmUnRegisterCallback注销回调函数。

注意：

if ( FilterData && FilterData->Size == 4 )

EtwpRegTraceOptions = *(unsigned int *)FilterData->Ptr;

这两句代码，这是一个未文档化隐含的“技能”，当设置过滤数据后，就会设置EtwpRegTraceOptions的全局值，设置不同的数值会输出不同的数据，默认是0，当EtwpRegTraceOptions为0时内核只会输出一些基本的key 、 value 、 Type值，但不会输出一些很具体的设置的CaptureData数据。

接下来我们看EtwpRegTraceCallback函数：

是组装QueryValueKey_Opt的数据，注意EtwpRegTraceOptions & 2就如前所讲EtwpRegTraceOptions有2的标志位就会再次组装注册表里查询的KeyValueData，注意这个大小最多只给你2048个字节：

if ( EtwpRegTraceOptions & 4 )

EtwpCapturePreviousRegistryData((_REG_SET_VALUE_KEY_INFORMATION *)Argument2);

如果EtwpRegTraceOptions参数包含4的时候就会输出设置之前的ValueData，(但是这里却没有设置输出最大值，有点奇怪)。

其他类型就不集体讲解了，一样的方式，在内核里有如下定义：

后面那个一串数据80000000000010000000200410000001是当前MatchKeyWord，如之前所讲应用层可以通过EnableTrace/EnableTraceEx/EnableTraceEx2的keyword参数设置输出不同的数据。

最后组合起来的数据会通过EtwWrite函数写句柄EtwpRegTraceHandle，哪个实例注册了这个事件id，Etw的组件就会把这个数据输出给实例。

下面我们写个程序去展示下获取这个日志输出，(怎样创建Etw不再讲解)：

ULONG64 KeyWord = (ULONG64)((CreateKey_Keyword |

DeleteKey_Keyword |

SetValueKey_Keyword |

DeleteValueKey_Keyword) & 0xFFFF);

EVENT_FILTER_DESCRIPTOR EnableFilterDesc = {0};

ULONG64 dwVal = 0x02;

UCHAR Level = EVENT_CONTROL_CODE_ENABLE_PROVIDER;

Level = EVENT_CONTROL_CODE_ENABLE_PROVIDER;

EnableFilterDesc.Ptr = (ULONGLONG)&dwVal;

EnableFilterDesc.Size = 4;

EnableTraceEx(

&RegistryProvGuid,

0,

m_Session,

Level,

TRACE_LEVEL_VERBOSE,

KeyWord,

0,

0,

&EnableFilterDesc

);