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某不知名程序员的网上巢穴。稍安勿躁,正在开发。

进程创建通知回调通知例程的学习笔记

在 Windows 操作系统中可以通过 PsSetCreateProcessNotifyRoutine 函数注册或移除一个进程创建通知回调例程。在 Vista 以及之后的版本中,微软加入 PsSetCreateProcessNotifyRoutineEx 新的函数来注册创建进程通知。通过判断系统版本来对应不同的操作系统调用不同的注册函数。

而在 Vista 之前的系统版本(如 Windows XP)中由于没有 PsSetCreateProcessNotifyRoutineEx 这个函数,会驱动加载的时候导致加载失败。那么通过 MmGetSystemRoutineAddress 函数可以动态地获取 PsSetCreateProcessNotifyRoutineEx 函数。

typedef 
NTSTATUS (_stdcall *PPsSetCreateProcessNotifyRoutineEx)(
    IN PCREATE_PROCESS_NOTIFY_ROUTINE_EX  NotifyRoutine,
    IN BOOLEAN  Remove
    );

PPsSetCreateProcessNotifyRoutineEx g_pPsSetCreateProcessNotifyRoutineEx = NULL;
BOOLEAN g_bSucReg = FALSE;
BOOLEAN g_bUsedEx = FALSE;

NTSTATUS
SetProcessCallBack ()
{
    NTSTATUS nStatus = STATUS_UNSUCCESSFUL;
    do 
    {
        UNICODE_STRING uFuncName = {0};
        RtlInitUnicodeString(&uFuncName,L"PsSetCreateProcessNotifyRoutineEx");
        g_pPsSetCreateProcessNotifyRoutineEx = (PPsSetCreateProcessNotifyRoutineEx)MmGetSystemRoutineAddress(&uFuncName);
        if( g_pPsSetCreateProcessNotifyRoutineEx == NULL )
        {
            break;
        }
        if( STATUS_SUCCESS != g_pPsSetCreateProcessNotifyRoutineEx(CreateProcessNotifyEx,FALSE) )
        {
            break;
        }
        g_bSucReg = TRUE;
        g_bUsedEx = TRUE;
        nStatus = STATUS_SUCCESS;
    } while (FALSE);

    do 
    {
        if ( TRUE == g_bUsedEx )
        {
            break;
        }
        if( STATUS_SUCCESS != PsSetCreateProcessNotifyRoutine(CreateProcessNotify,FALSE) )
        {
            break;
        }
        g_bSucReg = TRUE;
        g_bUsedEx = FALSE;
        nStatus = STATUS_SUCCESS;
    } while (FALSE);

    return nStatus;
}

通知例程处理函数也需要同时配套地使用新的 CreateProcessNotifyEx 函数定义格式和函数体。与旧版本 CreateProcessNotify 通过 BOOLEAN Create 参数判断是创建还是销毁进程不同的是,CreateProcessNotifyEx 是通过参数中指向 PS_CREATE_NOTIFY_INFO 类型的结构体指针 PPS_CREATE_NOTIFY_INFO CreateInfo 来进行判断。

VOID 
CreateProcessNotifyEx (
                      __inout PEPROCESS  Process,
                      __in HANDLE  ProcessId,
                      __in_opt PPS_CREATE_NOTIFY_INFO  CreateInfo
                      )
{
    HANDLE hCurrentThreadID = NULL;
    hCurrentThreadID = PsGetCurrentThreadId();
    if( CreateInfo == NULL )
    {
        DbgPrint("进程销毁: %08X %08X\n", ProcessId, hCurrentThreadID);
        return;
    }

    DbgPrint("进程创建: %08X %08X\n", ProcessId, hCurrentThreadID);
    return;
}
VOID 
CreateProcessNotify (
                    IN HANDLE   ParentId,
                    IN HANDLE   ProcessId,
                    IN BOOLEAN  Create
                    )
{
    HANDLE hCurrentThreadID = NULL;
    hCurrentThreadID = PsGetCurrentThreadId();
    if( !Create )
    {
        DbgPrint("进程销毁: %08X %08X\n", ProcessId, hCurrentThreadID);
        return;
    }
    DbgPrint("进程创建: %08X %08X\n", ProcessId, hCurrentThreadID);
    return;
}

PS_CREATE_NOTIFY_INFO 结构体类型定义如下:

typedef struct _PS_CREATE_NOTIFY_INFO {
  SIZE_T Size;
  union {
    ULONG Flags;
    struct {
      ULONG FileOpenNameAvailable :1;
      ULONG Reserved :31;
    };
  };
  HANDLE ParentProcessId;
  CLIENT_ID CreatingThreadId;
  struct _FILE_OBJECT *FileObject;
  PCUNICODE_STRING ImageFileName;
  PCUNICODE_STRING CommandLine;
  NTSTATUS CreationStatus;
} PS_CREATE_NOTIFY_INFO, *PPS_CREATE_NOTIFY_INFO;

如果为创建进程,则该参数指针指向该结构体的一个结构体对象,可通过该对象获得线程ID、父进程ID、文件对象、映像文件名、命令行字符串等进程信息;而如果是销毁进程,则该参数指针指向 NULL。

编译驱动程序并在虚拟机系统中进行调试。调试过程中发现 PsSetCreateProcessNotifyRoutineEx 调用失败,返回值为 STATUS_ACCESS_DENIED 即 0xC00000CC 错误码。WDK 解释为是由于生成的驱动程序文件 PE 头中没有被设置 IMAGE_DLLCHARACTERISTICS_FORCE_INTEGRITY 标志导致。

操作系统通过内核函数 MmVerifyCallbackFunction 对加载完成的驱动进行完整性校验标志位的检测,该标志位未被置位的驱动模块会被禁止使用某些函数,如上面提到的 PsSetCreateProcessNotifyRoutineEx。

process-callback-0

通过反汇编发现,在 PsSetCreateProcessNotifyRoutineEx 中调用 PspSetCreateProcessNotifyRoutine 函数,在其中通过调用 MmVerifyCallbackFunction 对驱动的完整性校验标志位进行检查,检查失败时则会使当前函数返回 0xC00000CC 错误码。

解决方法是在 sources 文件中加入一行:LINKER_FLAGS=/INTEGRITYCHECK 以开启驱动程序的完整性校验,这个方法适用于通过 WDK 编译器编译环境进行编译的情况。如果是通过 VisualStudio 自身编译器作为交叉编译工具链,则需在“项目-属性-链接器-命令行”位置添加 /INTEGRITYCHECK 即可。

这时候再进行测试运行,会发现在 Windows 7 的非测试模式的环境下驱动程序会加载失败。查阅资料发现是由于 INTEGRITYCHECK 标志导致强制进行驱动签名校验的问题;而在测试模式系统环境下不进行签名校验,所以会成功加载。

在 32 位版本的 Windows 7 环境中,驱动程序加载时操作系统根据 PE 文件头部对应的 Flags 域的值判断是否置位 INTEGRITYCHECK 标志位,并根据判断的结果来决定是否要进行代码签名校验操作,在这里签名校验操作并非强制性的。

然而需要注意的是,在 64 位版 Windows 7 系统中,驱动程序加载时的安全性检查机制有所不同。微软为 Windows Vista 及后续版本的操作系统的 x64 位版本加强了驱动程序的安全性校验机制,编译生成的驱动程序文件的 PE 头部对应的 Flags 标志位无论是否已置位 INTEGRITYCHECK(0x20) 标志位,在驱动程序加载时都会执行签名校验的操作。

所以在 64 位版本的操作系统中的非测试模式或调试模式环境下,如果需要加载编译生成的驱动程序,那么一定需要通过代码签名证书对驱动程序进行交叉签名。

目前的问题是:

1. 如果将驱动文件的 INTEGRITYCHECK 标志位置位,驱动加载的时候会强制对文件签名进行校验,无签名或签名无效的驱动会被禁止加载.

2. 而如果不将 INTEGRITYCHECK 标志位置位,MmVerifyCallbackFunction 校验函数会造成部分内核函数的调用失败。

这样的话就需要找到一种既能使驱动成功加载、又能绕过完整性校验标志位检测的方法。

首先,移除上文中在 source 文件中添加的 LINKER_FLAGS=/INTEGRITYCHECK 这行,然后将以下代码放置在 DriverEntry 函数中。

PLDR_DATA_TABLE_ENTRY ldr;
ldr = (PLDR_DATA_TABLE_ENTRY)DriverObject->DriverSection;
ldr->Flags |= 0x20;

这里的 PLDR_DATA_TABLE_ENTRY 需要自行定义,根据系统版本和位数的不同可能会有差异。在实际应用中可以使用以下定义:

typedef struct _LDR_DATA                           // 24 elements, 0xE0 bytes (sizeof)
{
    struct _LIST_ENTRY InLoadOrderLinks;           // 2 elements, 0x10 bytes (sizeof)
    struct _LIST_ENTRY InMemoryOrderLinks;         // 2 elements, 0x10 bytes (sizeof)
    struct _LIST_ENTRY InInitializationOrderLinks; // 2 elements, 0x10 bytes (sizeof)
    VOID*        DllBase;
    VOID*        EntryPoint;
    ULONG32      SizeOfImage;
#ifdef _WIN64
    UINT8        _PADDING0_[0x4];
#endif
    struct _UNICODE_STRING FullDllName;            // 3 elements, 0x10 bytes (sizeof)
    struct _UNICODE_STRING BaseDllName;            // 3 elements, 0x10 bytes (sizeof)
    ULONG32      Flags;
}LDR_DATA, *PLDR_DATA;

至于该结构体的完整定义可通过 WinDbg 命令 dt nt!_LDR_DATA_TABLE_ENTRY 在对应的系统中查看。

至于 MmVerifyCallbackFunction 具体执行了那些操作,我们该怎么绕过其驱动程序强制签名校验?在下一篇文章中将尝试做一个简单的分析。

5 个回答

  1. 具体分析可参考下一篇:《驱动程序完整性校验的原理分析》。

  2. mediterranean @ 2016年3月17日 11:39 上午 说:

    哇,好屌的样子

  3. emeimonkey @ 2016年5月4日 16:25 下午 说:

    移除上文中在 source 文件中添加的 LINKER_FLAGS=/INTEGRITYCHECK 这行,然后将以下代码放置在 DriverEntry 函数中。

    PLDR_DATA_TABLE_ENTRY ldr;
    ldr = (PLDR_DATA_TABLE_ENTRY)DriverObject->DriverSection;
    ldr->Flags |= 0x20;
    楼主,我按照这个说明做了, 驱动加载的时候还是提示签名问题呀,在虚拟机的 win 7 64位系统下测试的,好奇怪。

    • 你在评论中提及的问题,是由于微软在 Windows Vista 及后续版本的操作系统的 x64 位版本中,加强了驱动程序的安全性校验机制,无论在编译生成的驱动程序文件的PE头部对应的Flags标志位是否置位INTEGRITYCHECK(0x20),都会在驱动程序加载时执行签名校验的操作。本文中所述的方法主要是倾向32位版本的操作系统的,在文中未能描述清楚,我会在文中加以标注。

      在32位版本操作系统中,PE头部对应的Flags标志位未置位INTEGRITYCHECK时,在驱动加载时是不会强制进行签名的校验的。

      至于x64版本的操作系统中,如何通过签名校验机制,你可以通过网上有网友提供的签名工具以及一些已被吊销的签名证书对自己编译出的驱动程序进行交叉签名。签名之后的驱动程序可在64位系统中正常加载。但是部分第三方安全软件会对吊销证书签名的驱动程序文件进行查杀,请留意。

      签名工具和已吊销的代码签名证书:http://bbs.pediy.com/showthread.php?p=1285158

      如果仅作为学习目的,可通过修改系统BCD的方式开启测试模式,或通过某些工具生成临时的测试证书对驱动文件进行临时签名亦可。

评论:

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