Underground InformatioN Center [&articles] 
[network & security news] [RSS & Twitter] [articles, programing info] [books] [links, soft & more...] [soft archive][home]

Перехват вызовов функций

Введение
   В этой статье продемонстрирован один из способов перехвата вызовов функций. Перехватываемые функции не обязательно должны быть экспортируемыми из DLL. Единственное требование к ним - они должны использовать соглашение о вызове stdcall (стандартный способ вызова функций в Win32).
   stdcall выбран лишь потому, что он наиболее распространён в Win32. Каких-то принципиальных сложностей с другими типами вызова нет, и ловушки для них можно реализовать аналогично приведённой в данной статье.
   Перехват вызовов функций может использоваться для отладки своих приложений или для исследования чужих. При исследовании чужих приложений, например, можно определять протоколы взаимодействия нескольких модулей друг с другом (в том числе и взаимодействие по сети - перехватив функции socket, send, recv и другие). Ещё одно применение перехвата функций - изменение работы приложения: перехватив функцию, вы можете изменять передаваемые аргументы и возвращаемый результат, или вообще не вызывать "правильную" функцию.

Механизм перехвата
   Для перехвата вызова производится изменение кода уже загруженного в память модуля. Изменяются первые 5 байт перехватываемой функции (вставляется jmp hook).
   Такой способ позволяет перехватывать даже функции, которые не импортируются явно через таблицу импорта, а вызываются по адресу, полученному, например, через GetProcAddress() или просто по фиксированному адресу.
   Функция-ловушка должна находиться в адресном пространстве того же процесса, в котором перехватывается вызов. Она может быть внедрена туда несколькими способами. Например, через SetWindowHookEx() или прямой записью кода в память процесса.
   Минусом этого способа перехвата является невозможность перезаписи памяти в Windows 9x в диапазоне адресов от 0x80000000 до 0xBFFFFFFF. По этим адресам располагаются некоторые системные DLL (например, kernel32.dll).
   Ещё одним минусом является то, что ловушка ставится в уже запущенном процессе, а некоторые (возможно важные) шаги в программе уже сделаны.
   Оба недостатка можно обойти, если вставить код ловушки не в работающий процесс, а в файл интересуемого модуля.

Подробнее о функции-ловушке
   Функция-ловушка должна в первую очередь сохранить адрес возврата и положение аргументов. Произведя какие-то свои задачи, функция-ловушка может вызвать "правильную" функцию с какими-то аргументами или не вызывать её вообще.
   Так как заранее может быть не известно, по каким адресам расположится код ловушки, в ней не следует использовать абсолютных адресов. Т.е. ловушка сама узнаёт свой адрес по регистру eip и относительно него адресует свои структуры данных. Альтернативным вариантом является использование абсолютных адресов, но в этом случае потребуется настройка кода ловушки программой, которая её внедряет.
   Чтобы не нарушить работу программы, функция должна перед возвратом восстановить регистры (все регистры общего назначения, кроме eax, ecx) и очистить стек от адреса возврата и аргументов (stdcall подразумевает, что функция сама удаляет аргументы, которые ей передали).
   Для вызова "правильной" функции сначала необходимо вернуть на место старые 5 байт, чтобы избежать повторных вызовов ловушки из самой себя и зацикливания. После возврата из "правильной" функции 5 байт должны быть опять переписаны, чтобы при следующих вызовах управление передавалось в функцию-ловушку.
   Сложность принципиального характера проявляется при использовании таких ловушек в многопотоковом приложении. При одновременном вызове ловушки из разных потоков может возникнуть ситуация, когда один поток вернул старые 5 байт, а второй в этот момент вызвал функцию. В результате второй поток не попадает в ловушку, а вызывает только "правильную" функцию.
   Если функция-ловушка небольшая, то не трудно найти для неё место в памяти процесса. Варианты:

  1. DOS часть заголовка модуля. В структуре IMAGE_DOS_HEADER (располагается непосредственно по адресу image base, который для exe-файлов обычно равен 0x400000) для Windows важны только поля e_magic (первое) и e_lfanew (последнее). Соответственно всё, что между ними (58 байт), может использоваться ловушкой. Ещё одна неиспользуемая область - dos stub (код, который работает при запуске программы в режиме DOS и выдаёт сообщение "This program can’t be run in DOS mode."). Эта область начинается сразу после IMAGE_DOS_HEADER и заканчивается там, где начинается IMAGE_NT_HEADERS. Обычно её размер составляет около 200 байт.

  2. Relocation table. Область данных, на которую ссылается IMAGE_DIRECTORY_ENTRY_BASERELOC. После загрузки модуля она не нужна. Её размер обычно достигает нескольких килобайт. В exe-файлах её обычно нет, но она почти всегда есть в dll.

  3. Неиспользуемые области, выравнивающие секции на соответствующие границы. Их не трудно найти, просмотрев все структуры IMAGE_SECTION_HEADER.

Если подумать, наверно можно найти ещё доступные для безопасной перезаписи области. Если же функция-ловушка большая, то проще всего её внедрить, используя SetWindowsHookEx(). Кстати, в этом случае не придётся настраивать абсолютные адреса - это сделает Windows при загрузке dll.

Практика
   К данной статье прилагаются исходники, реализующие вариант ловушки. Для большинства случаев его окажется достаточно и вам не придется разбираться в низкоуровневых механизмах. Ловушка реализована в виде класса C++. Она выполняет всю необходимую работу, связанную с получением аргументов и восстановлением стека при возврате. Для использования ловушки вы должны реализовать свою функцию, которая будет вызываться из ловушки.

Вот объявление требуемой функции:

typedef unsigned (_stdcall *YOURPROC)(unsigned param, unsigned* arg1,
	unsigned* countOfArgs);

Значение, которое вернёт ваша функция, будет возвращено как результат функции, которая перехватывается.

Описание аргументов функции:
param - произвольное значение, которое вы можете передать при установке ловушки. Это может быть, например, указатель на структуру данных.
arg1 - указатель на первый аргумент, переданный основной программой. Чтобы получить значение первого и последующих аргументов нужно просто подставлять индексы: arg1[0], arg1[1], arg1[2], ...
countOfArgs - по этому адресу ваша функция должна сохранить число аргументов, которое имеет перехватываемая функция. Функция-ловушка реализована универсально, и поэтому она не может знать, сколько аргументов передано. Но зато она может быть использована на функциях с любым количеством аргументов.

Объявление класса:

class CAPIHook
{
public:

    CAPIHook(void);

    ~CAPIHook();

    bool Attach(void* process, void* addrOfAPI, void* addrOfHook,
        YOURPROC addrOfYourProc, unsigned param);

    bool Detach(void);

    unsigned GetStatus(void);

private:

    ...
};

Для установки ловушки необходимо вызвать CAPIHook::Attach().
Описание аргументов:
process - HANDLE процесса, в котором требуется перехватить вызов. HANDLE должен иметь доступ к процессу
PROCESS_VM_READ | PROCESS_VM_WRITE | PROCESS_VM_OPERATION.
Все аргументы-указатели, переданные данной функции должны указывать на область памяти в том процессе, в котором перехватывается функция.
addrOfAPI - адрес перехватываемой функции.
addrOfHook - адрес, по которому будет прописана базовая часть ловушки, реализованная в CAPIHook. Размер ловушки, реализованной в CAPIHook, составляет 80 байт.
addrOfYourProc - адрес вашей функции в адресном пространстве исследуемого процесса. Способ внедрения этой функции остаётся на ваше усмотрение.
param - произвольный 32-битный параметр, который будет передан вашей функции в качестве одного из аргументов.

Для снятия ловушки необходимо вызвать CAPIHook::Detach().

Если при выполнении Attach() или Detach() произойдёт ошибка, то они вернут значение false (иначе - true). Более подробную информацию об ошибке можно получить функцией
GetStatus(), которая возвращает стандартный код ошибки Win32.

В качестве примера использования CAPIHook реализован перехват MessageBox() в Notepad.exe. Ловушка убирает первую букву в заглавии сообщений, выдываемых в Notepad. Так как MessageBox() находится в user32.dll, этот пример не будет работать в Windows 9x. Пример был проверен в Windows 2000.

Здесь приводится только информация о перехвате вызовов функций. О внедрении своих функций в адресное пространство других процессов существуют другие статьи. Для интересующихся, будет полезно посмотреть один из способов внедрения DLL в чужой процесс здесь.

Приложение: Скачать можно здесь. (Скачано 7891 раз)

Идея написать статью родилась после обсуждения проблем, связанных с перехватом функций, на форуме [Programming] сайта www.BugTraq.ru. Сама идея вставлять jmp hook в начало перехватываемой функции принадлежит NeuronViking.
За заслуги перед отечеством :) большое спасибо:
NeuronViking,
Heromantor - принимавшему участие в обсуждении перехватов вызовов функций,
Dr.Golova - за дельные замечания по статье.

[c]Copyright 2001, ggg, ggg348@mail.ru

Статья написана специально для UInC (http://www.uinc.ru).

Все документы и программы на этом сайте собраны ТОЛЬКО для образовательных целей, мы не отвечаем ни за какие последствия, которые имели место как следствие использования этих материалов\программ. Вы используете все вышеперечисленное на свой страх и риск.

Любые материалы с этого сайта не могут быть скопированы без разрешения автора или администрации.


[network & security news] [RSS & Twitter] [articles, programing info] [books] [links, soft & more...] [soft archive][home]
 Underground InformatioN Center [&articles] 
2000-2015 © uinC Team