一种注册表沙箱的思路、实现——Hook Nt函数

Nt函数是在Ring3层最底层的函数了，选择此类函数进行Hook，是为了提高绕过门槛。我的Hook方案使用的是微软的Detours。（转载请指明出处）

Detours的Hook和反Hook的写入如下：

DetourTransactionBegin();
DetourUpdateThread(GetCurrentThread());
DetourAttach(lpOriFuncAddr, lpNewFuncAddr);
DetourTransactionCommit();

DetourTransactionBegin();
DetourUpdateThread(GetCurrentThread());
DetourDetach(lpOriFuncAddr, lpNewFuncAddr);
DetourTransactionCommit();

从以上可以见得，我们需要保存lpOriFuncAddr(原始函数入口地址)和lpNewFuncAddr(修改后函数入口地址)，我们使用一个结构体来保存这两个信息。

// 记录（函数原始函数地址，修改后函数地址）的结构
typedef struct _FuncPointer_{
    VOID* lpOri;
    VOID* lpNew;
}FuncPointer, *pFuncPointer;

因为我们要Hook很多函数，我们定义一个Map来保存信息，以方便寻找到相关的函数入口，我们的Map是以函数名为Key，以保存原始函数入口和修改后函数入口结构体为值。

// 以函数名为Key，其（函数原始函数地址，修改后函数地址）为值的map
typedef std::map<std::string,FuncPointer> MapFuncPointer;
typedef MapFuncPointer::iterator MapFuncPointerIter;
typedef MapFuncPointer::const_iterator MapFuncPointerCIter;

寻找原始函数的入口地址可以通过Detours提供的DetourFindFunction，而修改后的函数入口地址则需要我们自己定义。在我工程的NewNtRegFunc.h和NewNtRegFunc.cpp文件中，我分别定义了所有修改后函数声明和实现。新函数名的规则是“New_原函数名”，如

NTSTATUS __stdcall New_NtOpenKey(
            __out       PHANDLE KeyHandle,
            __in        ACCESS_MASK DesiredAccess,
            __in        POBJECT_ATTRIBUTES ObjectAttributes );

我们第一步就是要生成这样Map

extern MapFuncPointer g_MapRegFuncPointer;

VOID GetHookNtRegFuncInfo()
{
    HOOKNTDLLFUNC( CreateKey );
    HOOKNTDLLFUNC( OpenKey );
    HOOKNTDLLFUNC( DeleteKey );
    HOOKNTDLLFUNC( DeleteValueKey );
    HOOKNTDLLFUNC( QueryKey );
    HOOKNTDLLFUNC( SetValueKey );
    HOOKNTDLLFUNC( QueryValueKey );
    HOOKNTDLLFUNC( EnumerateKey );
    HOOKNTDLLFUNC( EnumerateValueKey );
    HOOKNTDLLFUNC( FlushKey );
    HOOKNTDLLFUNC( NotifyChangeKey );
    HOOKNTDLLFUNC( Close );
    HOOKNTDLLFUNC( SetSecurityObject );
    HOOKNTDLLFUNC( QuerySecurityObject );

    // vista及以上系统
    HOOKNTDLLFUNC( OpenKeyEx );
    HOOKNTDLLFUNC( CreateKeyTransacted );
    HOOKNTDLLFUNC( OpenKeyTransacted );
    HOOKNTDLLFUNC( OpenKeyTransactedEx );
}

其中HOOKTNDLLFUNC是一个宏，其定义如下

#define HOOKNTDLLFUNC(x)
    HOOKNTITEM("NtDll.dll", x )

HOOKNTITEM也是个宏

// Hook函数，同时将{函数名，（函数原始函数地址，修改后函数地址）}保存到map中
#define HOOKNTITEM(x,y)
    FuncPointer FP_##y; FP_##y.lpOri = DetourFindFunction( x , "Nt"#y );FP_##y.lpNew = static_cast<VOID*>(New_Nt##y); g_MapRegFuncPointer["Nt"#y]= FP_##y;

现在来说说这个宏，这个也是这篇文章中的一个重点。宏其实可以认为是一个模板，对于使用宏的地方，编译器会将其原封不动的替换到使用该宏处，这个特点和内联函数（inline）很像（但是VC的内联却不是人能控制的，编译器会根据它的判断来决定是否将你定义为inline的函数内容替换到调用处）。首先，我们要定义一个FuncPointer结构体对象，如果你在宏定义这个对象如下：FuncPointer FP；则在编译时报很多错，错误的原因就是一个变量名被定义多次，想想为什么？就是因为我们多次调用HOOKNTITEM，编译器也多次将FuncPointer FP插入到调用处。结果展开后如下

{
    FuncPointer FP;
    ……
    FuncPointer FP;
    ……
    FuncPointer FP;
    ……
}

为了让每次定义的变量名不一样，我们使用了结合传入参数的方法，故定义为：

FuncPointer FP_##y

该宏之后的内容很浅显易懂了。

现在开始我们的HOOK操作

BOOL HookRegApi()
{
    BOOL bSuc = FALSE;

    do {
        GetHookNtRegFuncInfo();
        
        DetourTransactionBegin();
        DetourUpdateThread(GetCurrentThread());
       
        for ( MapFuncPointerIter it = g_MapRegFuncPointer.begin(); it != g_MapRegFuncPointer.end(); it++ ) {
            // 必须要加以判断，否则之后不应该是失败的也失败了
            if ( NULL != it->second.lpOri && NULL != it->second.lpNew ) {
                LONG lRes = DetourAttach(&(it->second.lpOri), it->second.lpNew );
            }
        }
        DetourTransactionCommit();

        bSuc = TRUE;
    } while (0);
    return bSuc;
}

该函数也很简单，但是其中有个细节一定要注意，那就是要判断原函数地址和修改后函数地址是否为空。使用Detours进行Hook特别要注意这点，否则会出现你也想不到的问题。当时我写这块时，伪代码可以如下表示

HOOK(CreateKey)
HOOK(OpenKeyEx)
HOOK(OpenKey)

结果我发现NtCreateKey函数被Hook了，而OpenKey却没有被Hook，出错的原因是：NtOpenKeyEx这个函数在vista及其以上系统才有，而我的开发环境是Xp，于是DetourFindFunction寻找到NtOpenKeyEx函数的入口地址为NULL，调用DetourAttach(NULL，lpNewFuncAddr)失败后，所有理论上应该成功的Hook（如Hook(OpenKey)，NtOpenKey在xp上是存在的）也都会失败。当然最好还可以判断之前一步DetourAttach的返回值是否成功来决定是否继续Hook。

反Hook的代码如下

BOOL UnHookRegApi()
{
    BOOL bSuc = FALSE;

    do 
    {
        DetourTransactionBegin();
        DetourUpdateThread(GetCurrentThread());
        for ( MapFuncPointerIter it = g_MapRegFuncPointer.begin(); it != g_MapRegFuncPointer.end(); it++ ) {
            // 必须要加以判断，否则之后不应该是失败的也失败了
            if ( NULL != it->second.lpOri && NULL != it->second.lpNew ) {
                LONG lRes = DetourDetach(&(PVOID&)it->second.lpOri, it->second.lpNew );
            }
        }
        DetourTransactionCommit();

        bSuc = TRUE;
    } while (0);

    return bSuc;
}

为了之后方便调用真实函数，我定义了一个宏

// 获取原始函数入口
#define GETORIFUNC(x)
    ( (pfn_Nt##x)g_MapRegFuncPointer["Nt"#x].lpOri )