规避网络游戏的外挂检测机制

译注：这是一篇发表在rootkit.com上的讨论怎么规避warden检测机制的文章，原文在 这里。作者Darawk是D2的黑客。之前，暴雪通过Module32First/Module32Next对D2 1.11中的外挂进行了第一次打击，很多使用外挂的玩家尤其是netter's EasyMap的玩家损失惨重。黑客们开始思考Anti-warden的问题，这篇文章就是一些这方面的尝试。后来，在Darawk的帮助下，netter在EasyMap/EasyPlay中实现了Anti-warden。文中提出的几种方法在EasyMap/EasyPlay的几个版本中陆续都用到了，可惜这些版本后来还是被抓了。尽管如此，这里介绍的几种思路还是很有借鉴意义的，例如用调试寄存器来hook函数在WoW的一些外挂中就得到了应用。
作者在附录中给出的几个源代码文件的链接地址已经失效，需要的可以从 这里下载。

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I-介绍

你们有些人可能已经知道，很多游戏公司（译注：就是指暴雪）最近对“黑客”采取了严厉措施。他们全方位地实现了基于用户态(userland)的检测机制，手段从非常简单到极其复杂的都有。我在过去几周里花了大量的时间，试图找到一种通用的规避检测的方法。从某种意义上来说，我们面临的处境和游戏公司很像：你只需找到他们的游戏系统的一个缺点就可以加以利用，而他们必须把系统设计得毫无漏洞；同样，在我们隐藏自身躲开他们的检测代码时，他们只要发现一处失误就可以抓住我们，而我们要把系统设计、实现得完美无缺。下面的文章是我在这方面的尝试。它肯定不是完整或者完美的，但我想这是朝着这个目标迈进的第一步。

II-已加载模块的检测

这里假设我们要往目标（译注：指游戏进程）加载一个模块（大部分外挂或者bot的做法）。我们必须对两种不同的情况加以区分，它们都可能导致恶意模块被检测出来。这两种情况是：注入时和其他时间（译注，指外挂加载时和外挂工作时）。
基本上每种DLL注入法都会在某处调用LoadLibrary。因此如果你想捕捉模块，一种简单的检测办法是截获LoadLibrary（或者LdrLoadDll，或更底层的Native API）。
这个问题有两种解决方法。第一种也是最简单的一种方法是把模块名称随机化。由于很多合法软件往系统里所有进程注入DLL（Trillian, AIM, 热键软件，等等），合理的检测系统不会使用“白名单”设计（这种检测方法确认只有那些验证过的模块可以加载，而把那些没在白名单上列出来的统统看成恶意模块），因此他们只能用黑名单，这就使得随机化模块名称是对付这类检测的完美、可行的解决方案。
我实现的另外一种方法是换一种做法来注入DLL，我称之为“手工映射”（manual mapping）。第一眼看上去，去模拟windows的PE loader是一件令人沮丧的事－你很难把每件事情都做正确。但其实它也没那么难，我的ManualMap（附录）代码就是干这个用的。我知道对ManualMap还可以做很多很多改进－事实上我自己有一个改进很大的版本－这个只是一个概念验证（proof of concept）的东西。

模块被注入到正在运行的进程后，有两种办法可以检测到它。第一种是扫描模块链表或者对那些你认为是外挂的模块调用GetModuleHandle（译注，看GetModuleHandle是否返回NULL）。对付这种检测的办法是利用CloakDll（附录）之类的工具把你的模块从链表中去掉。或者用ManualMap，这样你的模块从一开始就不会被加到链表中。我认为第二种做法好一些，但他们差不多是一样的。

第二种检测已加载模块的方法就聪明多了。它的做法是枚举系统中的所有内存页面（内存页面是1024字节对齐的，所以这其实很容易做），然后检查不良代码的特征码。应对措施是做一个改进的dll loader，把内存页面的边界到实际数据的起始偏移随机化（译注，也就是说不把DLL加载在页面边界处，而是离边界有一个随机的偏移）。然而，我觉得更好的方法是创建两个新的空白页面来包住你的模块，然后用VirtualProtect给这两页设上PAGE_GUARD标志。标有PAGE_GUARD位的内存在访问时会产生一个异常，你可以用未处理异常过滤器（unhandled exception filter）、向量化异常处理（vectored exception handling）或者KiUserExceptionDispatcher hook（我推荐后者）捕捉这些异常，这样碰到扫描时你就有机会做一些处理来避免检测代码抓到你。

III-Hooks，Patches和CRC检查

值得让人一用的外挂基本上都会以某种方式修改游戏代码。但是修改代码是非常容易被检测到的，到现在也没有人能对这个问题提出一个可行、通用的解决方案。我恐怕也不敢号称我已经完全解决了这个问题，但我发现了一个让它变得驯服点儿的办法。

我提出过一种不用修改任何目标进程代码就能hook函数的方法，唯一的缺点是你只能同时hook4个函数。我的做法是利用调试寄存器（即硬件断点），你可以在附录的CHook类中看到我的实现。

由于调试寄存器检测起来相当容易，任何人只要用CONTEXT_DEBUG_REGISTERS来调GetThreadContext就可以发现它，随便一个异常处理例程都会拿到一个包含调试寄存器的上下文结构（context structure），等等。解决办法是hook住NtGetContextThread、NtSetContextThread和KiUserExceptionDispatcher。当然啦，你得用一些patch来hook这些API。由于颇有一些防病毒/防广告/防火墙软件也hook这类函数来“增强系统的整体安全”，所以检测系统如果仅仅因为你改了这些系统dll就认为你作弊也是不大可能的。这意味着你可以安全的hook这4个函数，用不着担心被检测。

即使他们也许不会仅仅因为在系统模块中发现了这些hooks就抓你，但它们还是给检测留下了一点线索－他们可以通过定位你在系统模块中的hooks，分析patch的跳转指令看它跳到了哪里，然后对hook处理过程做一下CRC就足以把你认出来。

这又有两种解决办法。一种是利用int 3断点指令来做hook，然后捕捉异常（如果看的够仔细的话你会发现这在我的CHook类里也实现了）并把异常重定向到合适的hook处理过程－你需要用标准的jmp patch来hook KiUserExceptionDispatcher（这有点和我们的目标矛盾），或者用两种标准的SEH（结构化异常处理）形式之一。

还有一种办法，我觉得要好的多，虽然实现起来有点儿困难。其实也没什么花头，就是写一个hook处理过程的变形引擎，在真正有用的指令之间填充NOP等效指令（NOP等效指令是指mov eax, eax之类的指令。译注：push eax, pop eax这样的也是）。这样，对你的函数做CRC检查就行不通了。我现在还没有这么做，不过以后我可能会写些PoC代码（译注：PoC即Proof of Concept）。

最容易的一种做法是从shellcode那里来的。我敢肯定你们都知道，为了避开IDS签名（译注，IDS＝ Intrusion-detection system），shellcode通常是加密的，带一个动态解密的loader。用汇编给运行时解密代码写一个简单的变形引擎是很容易的，通过在不同的指令之间放置NOP指令，并且让密钥在每次加、解密时随机变化，你可以把创建签名的任何企图变得非常困难－即使不是不可能的话，而且不会牺牲多少性能。

调试寄存器在其他很多方面也是相当有用的，你可以用它hook内存读写和指令读取，这意味着你可以为内存修改做一个回调函数（用在内存数据监测上很理想，这意味着你再也用不着轮询了）。对调试寄存器的完整描述可以在附录中找到。

另外一点要考虑的是，他们可能都不检测你的API hooks，简单的用原始数据patch回去就能让你的hooks无效。这种方法实现起来不难，而且有足够的可移植性－因为不同的Windows版本中大多数API的开始几个字节是不会经常改变的－游戏公司是有可能这么干的。要对付这个问题，我们得意识到一点，就是在对进程映象的代码段进行写操作之前，必须调用VirtualProtect临时改变它的页面属性。因此，截获NtProtectVirtualMemory就可以防止他们轻易的覆盖掉你的辛勤劳动成果。

IV-总结

总而言之，注入一个模块并设置4个不可检测（在ring3级别上）的hooks是可能的。也许在某些地方会有漏洞，但我所说的基本原理应该是能到达这个效果的。以上是我对在用户态创建反检测系统的所有尝试。我知道你们肯定有能力在我描述的基础上加上你们自己的见解，我也真诚的希望你们会这么做。这个解决方案不像很多正在搞game hacking的人想的那样是一个秘密的安全体系，也和那些闭源软件开发商的做法不一样。游戏黑客比别人懂得更多，应该知道这一点，因为你们全都是玩逆向工程的。你们活着就是为了击败那些通过晦涩的手段来实现的系统安全。。。自己不要掉进同样的陷阱。

V-附录

ManualMap：

http://www.darawk.com/Code/ManualMap.cpp

 

调试寄存器：

http://pdos.csail.mit.edu/6.828/2005/readings/i386/s12_02.htm

 

CloakDll:

http://www.darawk.com/Code/CloakDll.cpp

 

CHook:
http://www.darawk.com/Code/CHook.h
http://www.darawk.com/Code/CHook.cpp