Windows 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。在 WDK 文档中存在解释称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 函数。

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 Visual Studio 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：

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。
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 sources 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。

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文章链接: https://xiaodaozhi.com/kernel/18.html

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