C/C++ HOOK API（原理深入剖析之-LoadLibraryA）

9月都快结束了，之前一直忙到写自己的东西加上上班。基本没有时间研究下汇编和C C++方面的感兴趣的东西。再怎么说嘛，9月还是得写一篇撒，以后每月至少一篇吧。给自己定了，希望大家监督。嘿嘿！

这篇文章就来谈谈平常很常见的HOOK技术，这里呢。写得比较简单，方法很多。只讲原理！希望大鸟们别吐我口水哈 - -。好！切入正题。

首先是概念吧。什么是钩子（HOOK）？

 

钩子(Hook)，是Windows消息处理机制的一个平台,应用程序可以在上面设置子程以监视指定窗口的某种消息，而且所监视的窗口可以是其他进程所创建的。当消息到达后，在目标窗口处理函数之前处理它。钩子机制允许应用程序截获处理window消息或特定事件。

钩子实际上是一个处理消息的程序段，通过系统调用，把它挂入系统。每当特定的消息发出，在没有到达目的窗口前，钩子程序就先捕获该消息，亦即钩子函数先得到控制权。这时钩子函数即可以加工处理（改变）该消息，也可以不作处理而继续传递该消息，还可以强制结束消息的传递。

这上面只是一个概念，对它有所了解而已。上面主要应用在Windows消息处理机制里面的一个解释。这里我只是单纯的谈谈拦截我们常用的LoadLibraryA加载这个函数。让我们的程序或者目标程序在调用这个函数加载链接库的时候，先执行我们自己写的函数，然后在进行正常加载。通俗的说就是a----->b.  我们在中间加上一个c。 a-------->c----->b让他先执行c然后再执行b。这里的c就是我们自己的函数了。

呵呵，概念说得差不多了，开始行动写代码撒：

 

#include <iostream>
#include <Windows.h>

using namespace std;

#pragma warning( disable: 4309 )
#pragma warning( disable: 4311 )

 

typedef HMODULE ( WINAPI * HOOKAPI )( IN LPCSTR );
#define MYHOOKMETHOD ( __fun ) HMODULE WINAPI __fun
#define DECLARE_REGISTER ( __0bj, __lawfunc, __newfunc ) Inline_Hook< HOOKAPI, 1 > __Obj( __lawfunc, __newfunc )

 

struct __InlineHOOK_Base
{
    DWORD _argsBytes;
    void* _lawFunc;
    void* _newFunc;
    char  _lawByteCode[16];
    char  _newByteCode[16];

 

    bool unhook ( void )
    {
        // It's hooked.
        if ( memcmp( _newByteCode, _lawFunc, 16 ) == 0 )
        {
            DWORD dwOldFlag;
            VirtualProtect( _lawFunc, 8, PAGE_EXECUTE_READWRITE, &dwOldFlag ); 
            memcpy( _lawFunc, _lawByteCode, 16 );
            VirtualProtect( _lawFunc, 8, dwOldFlag, &dwOldFlag );
            return true;
        }

 

        return false;
    }

 

    bool hook ( void )
    {
        // It's saved.
        if ( memcmp( _lawByteCode, _lawFunc, 16 ) == 0 )
        {
            DWORD dwOldFlag;
            VirtualProtect( _lawFunc, 8, PAGE_EXECUTE_READWRITE, &dwOldFlag );
            memcpy( _lawFunc, _newByteCode, 16 );
            VirtualProtect( _lawFunc, 8, dwOldFlag, &dwOldFlag );
            return true;
        }

 

        return false;
    }

 

    __InlineHOOK_Base( void* lawfun, void* newfun, DWORD args );
};

 

 

void __declspec( naked ) __Inline_Hook_Func ( void )
{
    __asm
    {
        push ebp  // save maybe usefull register.
        push ebx
        push esi
        push ecx

        call __InlineHOOK_Base::unhook       // first, remove the hook in order to call the normal function.
        test eax, eax                                      // check the remove was successful
        jz __return

 

 

__getargnum:
        mov eax, dword ptr[esp] // esp just is ecx, also is __InlineHOOK_Base's this pointer.
        mov ecx, dword ptr[eax] // get first 4 bytes, that is params total size.
        shr ecx, 2                         // get params num, equal with __InlineHOOK_Base::_argsBytes / sizeof( DWORD )
        test ecx, ecx                    // check whether there are params.
        jz __callfunc                    // no param

 

 

__pushargs:
        mov edx, esp                     // __InlineHOOK_Base's this pointer.
        add edx, 14h                     // navigate to first call ret addr.
        add edx, dword ptr[eax]; // add params size.
        push dword ptr[edx];       // push the dll file name pointer.
        loop __pushargs

 

 

__callfunc:
        call [eax+8]                      // call my function .

        mov ecx, dword ptr[esp]  // get __InlineHOOK_Base's this pointer.

        push edx                         // save my function return value.
        push eax

 

        call __InlineHOOK_Base::hook   // rehook.

        pop eax                  // get saved return value, provided to my superiors to use
        pop edx

 

 

__return:
        pop ecx
        pop esi
        pop ebx
        pop ebp
        ret
    }
}

__InlineHOOK_Base ::__ InlineHOOK_Base ( void* lawfun, void* newfun, DWORD args )
: _lawFunc( lawfun ), _newFunc( newfun ), _argsBytes( args * 4 )
{
    _newByteCode[ 0 ] = 0xB9;                               // mov ecx, ...
    ( DWORD& )_newByteCode[ 1 ] = ( DWORD )this;
    _newByteCode[ 5 ] = 0xB8;                              // mov eax, ...
    ( DWORD& )_newByteCode[ 6 ] = ( DWORD )__Inline_Hook_Func;
    ( WORD& )_newByteCode[ 10 ] = 0xD0FF;       // call eax
    _newByteCode[ 12 ] = 0x000000C3;               // ret

    if ( args > 0 )
    {
        _newByteCode[ 12 ] = 0xC2;        // ret ...
        ( WORD& )_newByteCode[ 13 ] = ( WORD )_argsBytes;
        _newByteCode[ 15 ] = 0;
    }

 

    memcpy( _lawByteCode, _lawFunc, 16 ); // save
}

 

template< typename _function, DWORD args >
struct Inline_Hook : __InlineHOOK_Base
{
    Inline_Hook( _function lawfun, _function newfun )
        :__InlineHOOK_Base( lawfun, newfun, args ) { hook(); }
    ~Inline_Hook( void ){ unhook(); }
};

 

 

MYHOOKMETHOD ( myLoadLibrary )( LPCSTR lpcStrFileName )
{
    ::MessageBox( NULL, lpcStrFileName, "LoadLibrary Name", MB_OK | MB_ICONINFORMATION );
    return LoadLibraryA( lpcStrFileName );
}

 

DECLARE_REGISTER ( __inline_hook , LoadLibraryA , myLoadLibrary );

 

 

int main ( void )
{
    HMODULE hIntstance = LoadLibraryA ( "d3d9.dll" );
    return 0;
}

上面这个程序是我写的一个测试。原理很简单，也就是在调用 LoadLibraryA 加载动态链接库之前，先把 LoadLibraryA的前16个代码字节给替换成我们自己的HOOK拦截代码，原理跟我之前的一篇Shell Code原理类似！改变了前16个字节后，这时就是已经HOOK了的LoadLibraryA了。然后在程序调用这个函数，进入后。将先调用我们自己写的函数。这里我们自己的函数是myLoadLibrary。这里面我就随便写了个测试。弹一个MessageBox显示DLL的名称！然后再执行正常的LoadLibraryA。看到这里，或许大家会产生两个疑问。

1.为什么替换的是16个字节？

2.在调用了我们的函数后，再调用正常的LoadLibraryA。这里的LoadLibraryA不是已经被我们给替换了吗？怎么正常呢？

首先，第一个问题。这里就得看上方蓝色的函数__InlineHOOK_Base 了。先是这个结构体：

    DWORD _argsBytes;           // 参数所占的字节数
    void* _lawFunc;                  // 指向老的Hook前的LoadLibraryA函数的一个指针
    void* _newFunc;                 // 指向我们自己的中间函数的指针
    char  _lawByteCode[16];    // 保存正常的LoadLibraryA前16个代码字节，用于UnHook，不然怎么还原呢。呵呵！
    char  _newByteCode[16];   // 我们替换给LoadLibraryA的16个代码字节，用于Hook，不然怎么执行我们自己的函数呢，呵呵！

所以在我们调用LoadLibraryA之前会调用__InlineHOOK_Base构造函数。因为是全局对象。如：DECLARE_REGISTER ( __inline_hook , LoadLibraryA , myLoadLibrary );

 

    _newByteCode[ 0 ] = 0xB9;                               // mov ecx, ...
    ( DWORD& )_newByteCode[ 1 ] = ( DWORD )this;
    _newByteCode[ 5 ] = 0xB8;                              // mov eax, ...
    ( DWORD& )_newByteCode[ 6 ] = ( DWORD )__Inline_Hook_Func;
    ( WORD& )_newByteCode[ 10 ] = 0xD0FF;       // call eax
    _newByteCode[ 12 ] = 0x000000C3;               // ret

    if ( args > 0 )
    {
        _newByteCode[ 12 ] = 0xC2;        // ret ...
        ( WORD& )_newByteCode[ 13 ] = ( WORD )_argsBytes;
        _newByteCode[ 15 ] = 0;
    }

 

上面这段代码的功能就是将语句转化成字节码，存到_newByteCode数组中，然后在HOOK的时候会拷贝到正常的LoadLibraryA中。将其前16字节替换成这里的。为什么是16字节，原因含简单，那就是这里的字节码就只用得到15个。哈哈！将上面的字节码翻译成C++就是：

__Inline_Hook_Func();  //一句！

其他的就是为了将this保存到ECX中，返回如果有参数，且这个LoadLibraryA只有一个参数，在我们替换的字节码中手工给保持堆栈平衡，就会ret _argBytes这么字节数！调用外面就不用ADD ESP了保持堆栈平衡了！这也是LoadLibraryA原先的返回方式！这里这些指令的用法和为什么把this保存到ECX中，就不多说了！我的SHELL CODE那篇文章里有提到！

 

    memcpy( _lawByteCode, _lawFunc, 16 ); // 保存正常的字节码，用于还原！

 

这样把我们要替换进去的字节码给准备好了，下一步就是拷贝进去的过程了。Inline_Hook 构造函数是调用了HOOK函数的。再看HOOK函数的实现是：

// It's saved.
        if ( memcmp( _lawByteCode, _lawFunc, 16 ) == 0 )  // 看看是否保存了，否则还原不了没办法unhook。
        {
            DWORD dwOldFlag;
            VirtualProtect( _lawFunc, 8, PAGE_EXECUTE_READWRITE, &dwOldFlag );  //这个函数就不用说了，呵呵，查资料吧！
            memcpy( _lawFunc, _newByteCode, 16 );    // 拷贝我们的HOOK代码进LoadLibraryA中！
            VirtualProtect( _lawFunc, 8, dwOldFlag, &dwOldFlag );
            return true;    // 拷贝成功！
        }

unhook原理类似，也就是将正常的拷贝进去！

好了！到了现在，功能函数都差不多了，现在就差 __Inline_Hook_Func 这个函数的实现了！
这个函数全是汇编。嘿嘿！我用的英文注释了的哈。大致能看明白，英语太差了！

这里只说它的功能：

1.这个函数的调用代码字节我们已经拷贝到了LoadLibraryA中。如果我们调用LoadLibraryA( "XXXX.DLL" );将会调用 __Inline_Hook_Func 这个函数。这个函数的前缀是不是很奇怪？大鸟别笑。呵呵！我前面的文章也提到了这些前缀的意思。这里不用多说。现在看看我们拷贝进LoadLibraryA后，大家可以看看LoadLibraryA的字节码的前后对比：

替换前：

7C801D7B 8B FF                                  mov         edi,edi
7C801D7D 55                                     push        ebp 
7C801D7E 8B EC                                mov         ebp,esp
7C801D80 83 7D 08 00                       cmp         dword ptr [ebp+8],0
7C801D84 53                                     push        ebx 
7C801D85 56                                      push        esi 
7C801D86 74 14                                 je          7C801D9C
7C801D88 68 60 E1 80 7C                push        7C80E160h
7C801D8D FF 75 08                          push        dword ptr [ebp+8]
7C801D90 FF 15 AC 13 80 7C           call        dword ptr ds:[7C8013ACh]
7C801D96 85 C0                               test        eax,eax
7C801D98 59                                    pop         ecx 
7C801D99 59                                    pop         ecx 
7C801D9A 74 12                               je          7C801DAE
7C801D9C 6A 00                               push        0   
7C801D9E 6A 00                               push        0   
7C801DA0 FF 75 08                           push        dword ptr [ebp+8]
7C801DA3 E8 AB FF FF FF                 call        7C801D53
7C801DA8 5E                                    pop         esi 
7C801DA9 5B                                    pop         ebx 
7C801DAA 5D                                   pop         ebp 
7C801DAB C2 04 00                         ret         4 

上面红色的字节码就是将要被替换的。 蓝色的ret 4可以看出开始的疑问，为什么是ret 4.

替换后：

7C801D7B B9 E0 A5 42 00               mov         ecx,offset __Obj (42A5E0h)
7C801D80 B8 BC 12 41 00               mov         eax,offset __Inline_Hook_Func (4112BCh)
7C801D85 FF D0                               call        eax  
7C801D87 C2 04 00                         ret         4    
7C801D8A 00 80 7C FF 75 08          add         byte ptr [eax+875FF7Ch],al
7C801D90 FF 15 AC 13 80 7C          call        dword ptr ds:[7C8013ACh]
7C801D96 85 C0                              test        eax,eax
7C801D98 59                                   pop         ecx  
7C801D99 59                                   pop         ecx 
7C801D9A 74 12                               je          7C801DAE
7C801D9C 6A 00                               push        0   
7C801D9E 6A 00                               push        0   
7C801DA0 FF 75 08                           push        dword ptr [ebp+8]
7C801DA3 E8 AB FF FF FF                 call        7C801D53
7C801DA8 5E                                    pop         esi 
7C801DA9 5B                                    pop         ebx 
7C801DAA 5D                                   pop         ebp 
7C801DAB C2 04 00                         ret         4 

上面的字节码，相信一看就明白了！呵呵！替换后就会在0x 7C801D87这里返回了，下面的代码就作废了！ - -

2. __Inline_Hook_Func 这个函数在进入之后，先是unhook，因为下面要调用myLoadLibrary函数。肯定要正常的LoadLibraryA函数咯。之后就是一系列的参数准备。知道调用了myLoadLibrary函数，弹出了对话框。之后回到 __Inline_Hook_Func 函数。保存返回值（句柄）。之后再hook掉LoadLibraryA函数。让第二次还能进来先调用我们的函数。之后就是返回值给上层主调函数了！

上面的2问题也就解开了。那就是因为 __Inline_Hook_Func一开始就给我们unhook了。 myLoadLibrary函数使用的一直都是正常的 LoadLibraryA 函数！

其他：

这里只是讲了原理，练下手可以。呵呵！一般稍微有水平一点的程序是检测了这个 LoadLibraryA函数是否被修改的。技术这东西就是你有招我也有招！呵呵！

好了。这篇文章终于写完了，累！有什么不对的地方还望各位批评！在此感谢。。。