Win2K下关联进程/端口之代码初步分析

作者：Shotgun@xici.net

    在西祠或者中绿的BBS中，经常见到网友问：如何才能关联我的进程和端口呀？没错，关联进程和端口是一个非常有用的功能，你可以清楚地知道哪些程序在使用哪些端口，对于查杀木马很有帮助。可是我们虽然可以使用任务管理器浏览进程列表，使用Netstat查看端口的使用状况，却没有一个命令可以直接关联进程和端口(WinXP上增加了新的NetStat功能，支持直接查看端口进程状况)，今年年初的时候，国外出了一个有名的软件Fport，它可以显示当前所有的端口及他们所属的进程，可是，这个软件并没有公开源代码，（太不符合自由软件精神了吧？），我根据对这个软件的逆向工程，做了一个类似的工具，在这里和大家探讨一下它的原理。


    一拿到Fport的时候，我就对它进行了API分析，发现除了一些基本的API以外，它还调用了NTDLL.dll的几个未公开API，如NtQuerySystemInfomation，NtQueryInfomationProcess，直觉告诉我，关键应该在这两个函数中，特别是前者。为了能够理解Fport的运行机理，我们首先要来复习一下SOCKET。SOCKET究竟是什么？它的中文名称叫做套接口，但是，实际上我们所谓的SOCKET数据结构只是一个32位的无符号整数（在UNIX中是16位的），它对于Windows操作系统来说其实是一个文件句柄（SOCKET是文件？奇怪么？操作系统在底层实现的时候，常常使用文件的概念来完成一些基本的功能），这样的话问题就明朗了，如果我们能够枚举系统所有的句柄，从中获得属性为SOCKET的，不就可以完成Fport的功能？现在你应该想到了，为什么Fport要调用NtQuerySystemInfomation这个API，实际上，NtQuerySystemInfomation这个函数提供了一个简单的途径以获得系统所有的HANDLE，我们先来看看这个函数的原型：


DWORD NtQuerySystemInformation( DWORD dwRecordType,


　　　　　　　　　　　　　　　 PDWORD pdwHandleList,


　　　　　　　　　　　　　　　 DWORD dwNumBytes,


　　　　　　　　　　　　　　　 PDWORD pdwNumBytesRet );


    我来解释一下，NtQuerySystemInformation这个函数有四个参数，第一个参数是dwRecordType，这个参数指定了我们所查询的系统信息类型，为了查询系统HANDLE列表，我们定义一个常量#define NT_HANDLE_LIST　　　　 16（这个数值我是查资料得到的，如果谁有更详细的资料，也请让我共享一下）；第二个参数是一个指针，这个指针用来返回系统句柄列表，在调用NtQuerySystemInformation函数之前，必须为这个指针分配足够的内存空间，否则函数调用会出错；第三个参数是指定你为HandleList所分配的内存空间大小，单位是byte；第四个参数是NtQuerySystemInformation返回的HandleList的大小；如果NtQuerySystemInformation函数调用成功，返回值将是0，否则可以使用GetLastError()获得详细的错误代码。


    一旦NtQuerySystemInformation函数调用成功，系统中所有的句柄将被存放在pdwHandleList所指向内存空间中，其中，pdwHandleList所指向的第一个32位数，是这个buf所包含的句柄数量，之后是顺序排列的句柄指针pHandleInfo，指向的是HANDLEINFO结构：


typedef struct _HandleInfo


{


　　　 USHORT dwPid;　　　　　　　　　　　　　　　


　　　 USHORT CreatorBackTraceIndex;


　　　 BYTE　 ObjType;


　　　 BYTE　 HandleAttributes;


　　　 USHORT HndlOffset;


　　　 DWORD　dwKeObject;


　　　 ULONG　 GrantedAccess;


}HANDLEINFO, *PHANDLEINFO;


    看到这个结构，我们心中就有底了，句柄信息中包括了句柄所属进程的PID，这样我们就可以关联进程和SOCKET了，可是，在NT中有各种各样的句柄：进程句柄、令牌句柄、文件句柄、窗口句柄……我们怎样才能判断一个句柄究竟是不是SOCKET呢？这就要靠HANDLEINFO结构中的ObjType属性了，经过分析，我们发现，SOCKET句柄的类型值为0x1A（这是在WinNT4/Windows2000里的情况，到了WindowsXP，这个值好像变成了0x1C，大家试试吧。），所以，我们将所有类型为0x1A的句柄取出，进行getsockname操作就可以得到当前的进程/端口对应列表，实际上并不然，要知道，我们得到的句柄都属于其他的进程，在NT中根据进程保护的原则，一个进程没有办法直接得到其他进程的各种信息，特别是句柄，不同进程中的同一句柄(句柄的数值相同)根本就不是同样的东西，因此，我们还必须进行一次转换，将其他进程的句柄转换为本进程的句柄，这个转换工作只要简单地调用DuplicateHandle函数就可以完成了：


DuplicateHandle(hSourceProc,


　　　　　　　 (HANDLE)pHandleInfo->HndlOffset,


　　　　　　　 hCurrentProc,


　　　　　　　　　 &hMyHandle,


　　　　　　　　　 STANDARD_RIGHTS_REQUIRED,


　　　　　　　　　 true,


　　　　　　　　　 0 );


    之后我们就可以通过getsockname、getsockopt等函数来获得SOCKET的各种属性了（使我困惑的是，Fport并没有调用getsockname，这说明，应该有更简单的方法来得到SOCKET句柄的各种属性，看来我对SOCKET句柄的了解程度还是很肤浅呀）


sockaddr_in name = {0};


name.sin_family = AF_INET;


int namelen = sizeof(sockaddr_in);


SOCKET s = (SOCKET)hMyHandle;


char szSockType[6][6] = { "NUL", "TCP", "UDP", "RAW", "RDM", "SEQ" };


iRet = getsockname( s, (sockaddr*)&name, &namelen );


if ( iRet != SOCKET_ERROR )


{


　　int sockType = 0;


　　int optlen = 4;


　　iRet = getsockopt(　　s, SOL_SOCKET, SO_TYPE, (char*)&sockType, &optlen );


　　printf("PID=%4d PORT=%5d %s/n", pHandleInfo->dwPid,


　　　　　 ntohs( name.sin_port ), szSockType[sockType] );


}


    至此，进程和端口关联的工作已经基本完成，可是，还有一些不足的地方，首先，这个软件不像Fport一样能够查看system进程（就是那个著名的8#进程）的SOCKET，错误代码是5（access denied），一个简单的解决方法是将自己做成service，这样就有了对Local System进程的访问权限，不过似乎Fport并不是这么做的，此为疑点一；其次，由于我对HANDLE属性的肤浅认识，有的时候会出现误报或漏报的现象，即使没有误报，将所有属性为0x1A的句柄都进行getsockname效率也略微低了一点，这里应该有更好的解决方案，此为疑点二；最后，Fport并没有调用socket函数来获得socket属性，这说明有一个更简单直接的方法可以从SOCKET句柄中得到端口、协议等信息，可惜我不知道，此为疑点三。不过令人欣慰的是，我写出来的Gport可以在Win2K的非管理员用户下运行，此时，仅能获得本用户所有进程的端口，这大概是Fport所没有具备的功能。

    写本文的目的，一方面是为了解答某些网友对Fport原理的疑问，另一方面也是为了抛砖引玉，希望能解答我心中的这些疑点，望各位高手能不吝赐教。

Gport的测试版和代码文件可以在我的主页上下载，地址为：http://shotgun.patching.net/Gport.zip

原作者的代码没有给出进程对应的文件名，我把这个功能加上了，本地下载包含这个功能。

-*-*-PATCH-*-*-2002-03-05

另一种更好的进程端口映射方法见 http://www.whitecell.org

这里是一个副本

-*-*-PATCH-*-*-2002-03-05