系统服务挂钩(HOOK) -1

系统服务就是由操作系统提供的一组函数，类似上层开发的Win32 API。

       不仅Win32 API可以挂钩，系统服务也可以挂钩。开发者为了捕获各种事件，可以挂钩文件创建函数CreateFile，注册表访问函数RegCreateKey。使用挂钩可以改变操作系统的行为，只要适当地改变挂钩的数据结构和上下文，足够引起新的行为。例如，通过挂钩NtCreateFile系统服务，可以保护敏感文件不被打开，尽管NTFS为文件提供了用户级的安全，但这些安全措施却不能用在FAT分区上。

Kernel-Level Hooking

系统级挂钩要用驱动程序实现，此方法的缺点就是，需要确定传递给内核函数的参数，但多数情况下这些服务都是未公开的。所以，这类挂钩更难实现，但可以产生更好的效果。

User-Level Hooking

用户级的挂钩的优点是这些函数通常都是公开的，可以知道所需的参数。这类挂钩只能局限于用户模式而不能扩展到内核模式。

 

下面主要要讨论Kernel-Level Hooking

       这方面的知识可以阅读《Undocmented Windows 2000 Secrets》，在我的BLOG上可以下载由Kendiv大牛翻译的中文版，这是我看过关于挂钩系统服务最详细的书了。另外还有一本《Undocmented Windows NT》，其中第6章专门讲述这方面知识，后者可以作为补充教材，本书同样在我的BLOG上提供下载。除了这两本书以外，网上还有一些零星的文章介绍这个，比如《剖析Windows服务调用机制》等，很容易在网上搜索得到 。如果你要彻底掌握这些知识，建议把上面提到的书籍文章通通看一看。

      我这里主要把重点提一下，以及自已学习过程中理解的东东，和理解后写出来的源码。不少文章有代码片段，但很多像我一样，刚刚接解内核开发，连DDK都没安装，看过那些代码片段总觉得太空洞。《Undocmented Windows 2000 Secrets》虽然提供代码（w2k_spy），但过于复杂，不利于初学者。  

       关于驱动程序如果编译安装，请参考有关资料。如果想要速学，建议看《Undocmented Windows 2000 Secrets》第三章。接下来，假设你已经懂得如何编译安装驱动，以及挂钩系统服务的基本知识了。

 

系统服务是如何被调用的？

系统服务的用户接口是以包装函数的形式提供的，这些包装函数都在NTDLL.dll中。这些包装函数使用INT 2E指令来切换到内核模式并执行所需的系统服务：每一种系统服务都用一个service ID的标识，包装函数将所需的系统服务的service ID送入EAX寄存器，将指向堆栈帧的指针送入EDX寄存器，然后发出INT 2E指令。INT 2E的处理程序将参数从用户模式的堆栈拷贝到内核模式的堆栈，这个由ntosknrl.exe提供的INT 2E处理程序内部被称为KiSystemService()。其中有一个系统服务分派表，表中的每一个表项都包含service ID和其对应的函数地址。每个函数的代码都位于内核之中。

挂钩系统服务最简单的方法就是修改系统服务分派表中的函数指针，使之指向由开发者插入的某个函数。要做到这点只能通过内核驱动，因为这个系统服务分派表是受操作系统保护的，这表所在的页属性被设置成只有内核程序才能读写，用户级的应用程序不能读写这些内存单元。

如何访问系统服务分派表？

在2000/XP中默认存在两个系统服务分派表（SDT），它们对应了两类不同的系统服务。这两个分别是：KeServiceDescriptorTable和KeServiceDescriptorTableShadow，NT下只有前面那个。KeServiceDescriptorTable定义了在ntoskrln.exe中实现的系统服务，通常在kernel32.dll和advapi32.dll中提供的函数接口均是使用KeServiceDescriptorTable。同时存在的还有win32k.sys中实现的winuser和GDI函数，它们是属于另一类系统服务调用，与之相对应的分派表是KeServiceDescriptorTableShadow，它提供了内核模式的USER和GDI的服务。由服务KeAddSystEmServiceTable添加的服务会被同时复制到上面两个分派表中。

系统服务分派表的数据结构（SDT）

typedef struct _SERVICE_DESCRIPTOR_TABLE       // SDT

{

    SYSTEM_SERVICE_TABLE         ntoskrnl ;           // ntoskrnl.exe (Nativate API)

         SYSTEM_SERVICE_TABLE         win32k ;             // win32k.sys (gdi/user support)

         SYSTEM_SERVICE_TABLE         table3 ;              // not used

         SYSTEM_SERVICE_TABLE         table4 ;              // not used

} SERVICE_DESCRIPTOR_TABLE ;

 

typedef NTSTATUS (NTAPI *NTPROC)() ;

typedef NTPROC *PNTPROC ;

typedef struct _SYSTEM_SERVICE_TABLE // SSD

{

         PNTPROC ServiceTable ;            // array of entry points

         PULONG         CounterTable ;              // array of usage counters . be NULL

         ULONG         ServiceLimit ;               // number of table entries

         UCHAR*         ArgumentTable ;  // array of bytes counts

 

} SYSTEM_SERVICE_TABLE

 

访问KeServiceDescriptorTable很简单，因为它由ntoskrnl.exe公开导出。

加上 extern PSERVICE_DESCRIPTOR_TABLE KeServiceDescriptorTable; 这行就可以直接访问这个数据结构。但KeServiceDescriptorTableShadow没有导出（NT下没有此表），而且2000和XP下，它的位置不一样。以后我们要挂钩的都是ntoskrnl.exe导出的函数，所以不用访问KeServiceDescriptorTableShadow。  

       KeServiceDescriptorTabe只有第1个成员 ntoskrnl 有用到，其它3个成员全部为NULL 。KeServiceDescriptorTabeShadow前面2个成员都用到，它们的ntoskrnl成员都是相同的，差别在后者多了一个有效的win32k成员，也就是win32k.sys的系统服务分派表。在2000下 ，KeServiceDescriptorTableShadow=KeServiceDescriptorTable+0xE0;

在XP下，KeServiceDescriptorTableShadow=KeServiceDescriptorTable-0x40。

      

如何得到要挂钩服务的ID？

       Ntosknrl.exe的服务都保存在SYSTEM_SERVICE_TABLE.ServiceTable中，该成员是个线性数组，每个项保存一个服务的地址指针，只要把这个地址换成我们提供的函数地址指针就OK了。我们怎么知道要挂钩那个服务在数组中的ID（索引）呢？

ULONG ServiceIdFromFn (PVOID pfnHandler)

{

         PUCHAR         pbHandler = (PUCHAR) pfnHandler ;     

         ULONG ulService = * ((PULONG)(pbHandler + 1));              

         return ulService;

}

由这个服务函数的地址可以直接转化成ID ，如 ServiceIdFromFn( ZwCreateFile )就是返回 ZwCreateFile 的ID。而且，从这个ID我们就可以判断这个服务是由ntosknrl.exe，还是win32k.sys提供的。看ID二进制的 13,14位,如果全为0表示由ntosknrl.exe提供，如果13位为1，14位为0表示由win32k.sys提供。

 

例子：

理论看得再多，还不如读一下代码！有的时候我更喜欢直接看代码。

我提供的代码再简洁不过，没有多余的代码，一切都只为了实现 ZwCreateFile 的挂钩。我的ZwCreateFile只是把文件名称打印出来，然后直接调用真正的ZwCreateFile 。如果你不熟悉驱动安装，又想检验一下实践的成果，可以：

1． 把hooksys.sys文件复制到 c:/windows/system32/drivers 下

2． 在命令提示符下，执行w2k_load c:/windows/system32/drivers/hooksys.sys安装

3． 运行dbgview.exe ，我的BLOG上有提供下载。

4． 在命令提示符下，执行net start hooksys 启动驱动

5． 通过dbgview.exe 观察文件的创建情况

6． 在命令提示符下，执行net stop hooksys 停止驱动

7． 删除 hooksys.sys

 

本代码在 XP sp2 下执行通过。例子下载