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如何获取Windows系统的内核变量

王朝system·作者佚名  2008-05-19
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PsLoadedModuleList等重要内核变量并未被ntoskrnl.exe导出,也没有公开的函数可以获取。而这些内核变量对于Rootkit、Anti-Rootkit 以及内核溢出的利用等都是至关重要的。

下面我们以PsLoadedModuleList、PsActiveProcessHead 等为例,介绍得到这些变量的方法。

对于Windows NT 4.0和Windows 2000,尚没有“温柔”的办法可以获取这些变量,比较理想的办法也就是特征代码搜索,这种方法虽然暴力,但通常都很有效,一般也不会出问题;对于Windows XP和Windows 2003,我们找到了一些更加优雅的选择。

下面首先介绍特征代码搜索的方法。

[DWORD KernelBase]

要进行特征代码搜索,首先要定位ntoskrnl.exe在内核的加载地址KernelBase。这个地址可以通过ZwQuerySystemInformation Class 10的SystemModuleInformation来得到。参考资源[1]中给出了相关代码。事实上,KernelBase 这个值对同一操作系统来说非常固定,可以作为常量来用:

Windows NT:

0x80100000

Windows 2000:0x80400000

Windows XP:

0x804d1000

Windows 2003: 0x804e0000

Windows NT 4.0 ntoskrnl.exe 的OptionalHeader-ImageBase = 0x80100000,ntldr 也会按照这个值来加载内核,但是从Windows 2000开始就不是这样了。可能基于这个历史原因,各系统的*(DWORD *)PsNtosImageBase始终初始化为0x80100000。

另外,内核变量PsNtosImageBase、KdpNtosImageBase等也指向KernelBase:

KernelBase = *(DWORD *)PsNtosImageBase

KernelBase = *(DWORD *)KdpNtosImageBase

[LIST_ENTRY PsLoadedModuleList]

PsLoadedModuleList这个全局变量指向一个保存着所加载驱动信息的双向链表。通过它可以枚举系统中所有的驱动模块。

虽然很多内核函数都用到了PsLoadedModuleList,但是大部分并没有被导出,而从基址开始搜会很花时间。对于Windows 2000来说,从下面这个地方入手是个好主意:

nt!MmGetSystemRoutineAddress+0x66:

804f0ed0 8b35f0e84680

mov

esi,[nt!PsLoadedModuleList (8046e8f0)]

804f0ed6 81fef0e84680

cmp

esi,0x8046e8f0

流程如下:

1、ImageBase = LoadLibraryA("ntoskrnl.exe")

2、GetProcAddress(ImageBase,"MmGetSystemRoutineAddress")

3、搜索特征代码:

*(WORD *)(MmGetSystemRoutineAddress + i) = 0x358b && *(WORD *)(MmGetSystemRoutineAddress + i + 6) = 0xfe81

&&

*(DWORD *)(MmGetSystemRoutineAddress + i + 2) == *(DWORD *)(MmGetSystemRoutineAddress + i + 8)

4、定位内核中的地址:

PsLoadedModuleList = *(DWORD *)(MmGetSystemRoutineAddress + i + 2) + (KernelBase - ImageBase)

从SP0到SP4,i值并不相同,但是肯定不大于0x100。

对Windows NT来说,就没这么好运气了,没有理想的可用于定位的API,只能从头开始搜索。下面这段代码至少对SP1~SP6a的来说都具有很好的稳定性和唯一性:

801CEB1C: 8B 4D 08

mov

ecx,dword ptr [ebp+8]

801CEB1F: 89 01

mov

dword ptr [ecx],eax

801CEB21: 8B 45 0C

mov

eax,dword ptr [ebp+0Ch]

801CEB24: 89 10

mov

dword ptr [eax],edx

801CEB26: 8B 36

mov

esi,dword ptr [esi]

801CEB28: 81 FE 70 0B 15 80

cmp

esi,80150B70h

//PsLoadedModuleList

如果是用驱动做这件事情,就不必暴力搜索了,fuzen_op(fuzen_op@yahoo.com)在FU_Rootkit2.0(参考资源[2])中使用了一段比较巧妙的代码:

DWORD FindPsLoadedModuleList (IN PDRIVER_OBJECT DriverObject)

{

PMODULE_ENTRY pm_current;

if (DriverObject == NULL)

return 0;

pm_current = *((PMODULE_ENTRY*)((DWORD)DriverObject + 0x14));

if (pm_current == NULL)

return 0;

gul_PsLoadedModuleList = pm_current;

while ((PMODULE_ENTRY)pm_current-le_mod.Flink != gul_PsLoadedModuleList)

{

if ((pm_current-unk1 == 0x00000000) &&

(pm_current-driver_Path.Length == 0))

{

return (DWORD) pm_current;

}

pm_current = (MODULE_ENTRY*)pm_current-le_mod.Flink;

}

return 0;

}

[LIST_ENTRY PsActiveProcessHead]

理论上PsActiveProcessHead 也可以用搜索代码的方法来取,但是还有更简单的方法。

ntoskrnl.exe导出的PsInitialSystemProcess 是一个PEPROCESS,指向system进程的EPROCESS。这个EPROCESS的结构成员EPROCESS.ActiveProcessLinks.Blink 就是PsActiveProcessHead:

kd dt _EPROCESS ActiveProcessLinks.Blink poi(PsInitialSystemProcess)

+0x0a0 ActiveProcessLinks

:

[ 0x81356900 - 0x8046e728 ]

+0x004 Blink

: 0x8046e728

[ 0x81a2fb00 - 0xff5a4ce0 ]

kd ? PsActiveProcessHead

Evaluate expression: -2142836952 = 8046e728

EPROCESS这个结构在不同的操作系统上各不相同,需要分别对待。

[struct _KDDEBUGGER_DATA64 KdDebuggerDataBlock]

Windows 2000 开始,系统引入了变量KdDebuggerDataBlock。其中包含了大量的内核变量。如果能够获取到的话,可以解决许多问题。遗憾的是,Windows NT上没有这个变量。WinDBG SDK的wdbgexts.h中包含了它的结构:

typedef struct _KDDEBUGGER_DATA64

因为比较长,这里就不引用了。

从对5.0.2195.6902版本ntoskrnl.exe 的逆向工程结果来看,只有两个函数使用了该变量,并且,两个函数都未导出,且代码前后没有明显特征,无法靠直接搜索代码来获取。

但是,我们发现,ntoskrnl.exe导出了KdEnableDebugger,KdEnableDebugger会调用KdInitSystem,而KdInitSystem 中引用了KdDebuggerDataBlock:

n < 100

Windows 2000:

KdEnableDebugger + n:

6A 00

push

0

6A 00

push

0

C6 05 28 41 48 00 01

mov

_PoHiberInProgress, 1

E8 1C DC 10 00

call

_KdInitSystem@8 ; KdInitSystem(x,x)

KdInitSystem + n:

68 70 02 00 00

push

270h

// sizeof(KdDebuggerDataBlock)

B9 50 D1 54 00

mov

ecx, offset _KdpDebuggerDataListHead

68 D8 FA 46 00

push

offset KdDebuggerDataBlock

8B 40 18

mov

eax, [eax+18h]

68 4B 44 42 47

push

4742444Bh // "KDBG",可以用作搜索的定位标志

A3 3C D1 54 00

mov

ds:_KdpNtosImageBase, eax

89 0D 54 D1 54 00

mov

ds:dword_54D154, ecx

89 0D 50 D1 54 00

mov

ds:_KdpDebuggerDataListHead, ecx

Windows XP

KdEnableDebugger + n:

6A 00

push

0

6A 00

push

0

C6 05 8C 98 47 00 01

mov

_PoHiberInProgress, 1

E8 2B 17 13 00

call

_KdInitSystem@8 ; KdInitSystem(x,x)

KdInitSystem + n:

68 90 02 00 00

push

290h

68 E0 9D 46 00

push

offset KdDebuggerDataBlock

BE 74 96 59 00

mov

esi, offset _KdpDebuggerDataListHead

68 4B 44 42 47

push

4742444Bh

89 35 78 96 59 00

mov

ds:dword_599678, esi

89 35 74 96 59 00

mov

ds:_KdpDebuggerDataListHead, esi

Windows 2003

KdEnableDebugger + n:

56

push

esi

56

push

esi

C6 05 0C 08 49 00 01

mov

PoHiberInProgres, 1

E8 CB AD 15 00

call

_KdInitSystem@8 ; KdInitSystem(x,x)

KdInitSystem + n:

68 18 03 00 00

push

318h

68 D0 A3 47 00

push

offset KdDebuggerDataBlock

BE 18 10 5D 00

mov

esi, offset _KdpDebuggerDataListHead

68 4B 44 42 47

push

4742444Bh

89 35 1C 10 5D 00

mov

ds:dword_5D101C, esi

89 35 18 10 5D 00

mov

ds:_KdpDebuggerDataListHead, esi

可以看出,上面代码特征的唯一性很好。用于搜索是没有问题的。我在上面同时列出了三个系统的代码,仅仅只是为了比较,事实上,对Windows XP和Windows 2003是完全没有必要采取如此暴力手段的。

下面介绍针对Windows XP和Windows 2003的方法。

[struct _DBGKD_GET_VERSION64 KdVersionBlock]

Opc0de和Edgar Barbosa在参考资源[3]中提到,Windows XP和Windows 2003引入

 
 
 
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