本文探讨了如何在EXE文件中实现驱动功能，包括在EXE中执行ring0代码的具体实现方法，以及如何通过代码重定位和使用系统提供的IoCreateDriver函数来创建和加载驱动。
文章提交： icelord (icelord_at_sohu.com)
希望题目没有语法错误。
Exe可执行，可以使用系统提供的各种服务，do all in one exe看起来是句废话。仅作技术研究，各位不要为几个文字争论。
很早就看过高手写过的文章，<<脚本的故事>>、<<do all in smd shell>>,今天我也来班门弄斧一把。做后门、木马，现在的技术不知道是什么样的，但是个人认为将他们做到内核之中，将更有威力。当然，这也是把双刃剑。见过一些rootkit,通常做法是写驱动，然后将驱动包含在exe中，运行时释放驱动为一个独立文件，然后加载驱动，由驱动完成Rootkit的各种功能，这样就会生成两个文件。为什么不把它们在一个exe文件中实现呢？今天我们就试验一下，能不能在exe中实现驱动的功能。
其实这个想法来自一个程序。当时想试验一下arp攻击，还以为win32下有相关的系统调用，google了一把，不，baidu了一把，google看不懂，说win32下发包IpPacket到可以，Arp只能用IpHlpApi提供的SendARP()函数发送（可能孤陋寡闻），而且不能手动构造arp包，而且SP2下发送TCP SYN是不允许的。晕。借助工具的话就要使用WinPcap，或者自己写驱动。我当时想是否能像Fport那样，直接操作AFD(好像是TDI，还是/device/tcp udp?)，会不会能成功。看了看网上流传的源码，好复杂。WinPcap导出的调用很简单，而且linux下可以平滑过渡。不过，我的初始想法是一个比较隐蔽的程序，这就要求它有很高的独立性。所以,很自然的落到了exe驱动上来。
第一个想法：在exe中导出DriverEntry,看了看sys文件，好像没有这个导出函数，那么程序入口就是DriverEntry,但是win32下exe的ImageBase是4MB,驱动好像是0x10000,不知道win32在加载时会不会对程序作重定位。将EXE的入口修改为DriverEntry…,然后在入口函数中作判断，是用户态还是ring0。好像VC的编译器会在入口加入xxx代码，这样很麻烦，而且相当麻烦。以上证明这个想法暂时不对。不过突然有个想法，程序里面包含main 和DriverEntry，入口为main,运行后修改入口为DriverEntry，然后加载驱动…，弊端很多…
第二个想法，在exe中执行ring0代码。这是老想法了，网上有无驱执行ring0的源码，我当初也装模作样的分析了一下。具体的实现方法是使用/Device/PhysicalMemory对象映射物理内存并修改（GDT,IDT,或者hook内核函数），对此有篇文章有精彩的解说（baidu关键字’/dev/kmem ring0’）。个人觉得hook内核函数比较简单快速，进入ring0后不需要作任何环境修改。如果使用中断门或者调用门，构造就很麻烦，而且好像在哪见过门的段地址要自己重新构造…。没试验过，仅是猜测。
具体思路：
（1） 使用ZwQuerySystemInformation获取ntoskrnl.exe的基址
（2） 用户态加载ntoskrnl.exe,获取内核api相对于它所在模块基址的偏移，加上内核镜像的基址获得真正的api的地址，计算需要使用的Kernel API的地址。
（3） 将api地址减去0x80000000（NT使用flat内存映射，前512Mb物理内存直接映射到2GB,不知道打开/3GB开关是什么情况，暂不考虑）,获得api的物理内存地址
（4） 映射物理内存并写入hook代码
（5） 调用Kernel API对应的NaiveAPI,进入ring0
（6） 系统调用在当前进程的内存空间执行，所以可以使用整个进程空间，直接调用（2）计算的KernelAPI完成任务（注意Irql）
看到这里，问题似乎解决了。但是，以上方法只能执行ring0代码并不能实现驱动所实现的功能，功能还非常弱，对于一个简单的MemoryDump/ProcessList还可以，其它很多都受限制。由于代码运行于进程用户内存空间，使用内核栈，如果在别的进程空间调用将KeBugCheck之类的…。很自然，我们会想到把代码拷贝到内核空间去运行。这的确是解决方法。
第一种方案：由于KernelAPI大部分由ntoskrnl.exe和HAL.DLL导出，我们可以计算这些导出函数的地址，调用ExAllocatePool()分配空间(设pKeApiSet)，拷贝。然后使用同样的方法来拷贝函数代码到内核，然后将pKeApiSet作为拷贝函数的参数，调用，这样代码就运行在内核空间了，但是还是只能在当前线程的时间片下运行。如果向其它驱动注册回调函数就麻烦了，因为这些函数都有固定的格式,而且调用时无法取得我们自己的参数。使用过下面的方法解决了这个问题：
//===========================================
//修改堆栈,对于_fastcall没试过 !!!!!
#define X_RELOC_CODE "/xFF/x34/x24"/
"/xC7/x44/x24/x04/x00/x00/x00/x00"
//若想对齐，此代码后面可以加入 nop nop
//若想跳转，此处加入push addr; ret即可，好像不能直接jmp abs_addr??(VC)
//vc编译使用相对地址
// __asm push dword ptr [esp]
// __asm mov dword [esp+4],lpParam
#define X_RELOC_HEADER_SIZE 11
#define X_RELOC_CODE_SIZE 11
//辅助结构，便于抽象理解,汗
typedef struct
{
char b1[7];
void *lpParam;
}X_RELOC_HEADER;
//=================================================
X_RELOC_HEADER *pCode=( X_RELOC_HEADER *)__KeApiSet.ExAllocatePool(NonPagedPool,UPALIGN(size+ X_RELOC_CODE_SIZE,4096));
Memcpy((char *)pCode, X_RELOC_CODE, X_RELOC_CODE_SIZE);
pCode->lpParam=(void *)&__KeApiSet;
//x_size>=MyCallback函数的大小
memcpy((void *)((ULONG)pCode+11),(void *)MyCallback,x_size);
//这里将pCode注册到其它驱动或者对象的回调函数去，对于新的回调函数添加一个参数（指向__KeApiSet）在最左边。
例如，原来的回调函数为
OriginalCallback(Type1 Param1,Type2 Param2….)
新的回调函数如下
MyCallback(void *lpParam, Type1 Param1,Type2 Param2…)
其实就是在调用函数时修改函数堆栈
----------------------------------------------------------------------------------------
NewCallback |EIP | OriginalCallback |EIP | |MyParam | |Param1 | |Param1 | |Param2 | |Param2 |
堆栈状态
----------------------------------------------------------------------------------------
CodeAddr NewCodeLayout
|push ebp | |push dword ptr [esp]|
|mov ebp,esp | |movdword [esp+4],xParam |
|sub esp,xxxx | |push ebp |
| …. | |mov ebp,esp |
代码状态
---------------------------------------------------------------------------------------
还有一种方法是使用EIP定位。Linux下的动态库有一种浮动代码的技术，其中就用到了使用EIP定位，原理如下
Call Nextaddr___ //push eip(=Nextaddr___) + jmp addr
Nextaddr___: //
Pop ebx //ebx=EIP
在刚进入函数时获取EIP值，将参数拷贝到代码前面，eip减去一个数值就可以找到参数。不过这样好象有点麻烦。
后来想起来VC编译器支持一种naked函数，用这个函数__declspec(naked)写就可以了，白白花费了这么长时间。
应用：使用第一种方法（代码拷贝到内核空间，修改堆栈），在进入ring0后，可以注册一个回调函数到IPFilterDriver,实现一个简单的Ip过滤，美其名曰：“放火墙”。IoGetDevicePointerIoBuildDeviceIoControlRequestIofCallDriver。细节可以看网上的高手写的xxxWndows下防火墙。
第三种方法，好像有篇文章说可以使用ZwSetSystemInformation(SysLoadAndCallImage)，可以直接加载并运行，而且有种rootkit就使用了这种方法。具体没有看过，可以到网上看看。
本来到这里基本算结束了，但是上面的方法只能实现简单的功能，而且代码有点复杂，对于第二种方法，特别是函数调用，必须使用额外参数来定位。这样还不如单独写一个sys文件快。这时我考虑到了代码重定位，于是baidu一下,找到了局部变量大哥写的《NT环境下进程的隐藏》，如获珍宝，自己按着方法把代码重写了一遍，学到不少。其实PE教程说的很明白，就是看不下去…。
对EXE进行重定位方法我就不多说了。具体方法就是在内核空间中分配代内存，拷贝自身镜像到内核，然后对内核空间的镜像作重定位。由于进入ring0后，在win2k下还可以调用用户态API(printf()还可以使用,在当前进程空间)，在xp下调用会导致进程退出，估计对调用前后状态或者地址作了限制。
有了重定位，就可在函数中使用全局变量，这样对函数的限制大大减小。但还有个问题，就是对kernel API的调用还是使用的显式调用，非常麻烦，对每个函数都要GetProcAddress()，于是我将ntoskrnl.lib和hal.lib加入到程序中，原本以为这样就可以了，可是编译通过，程序根本运行不起来，运行便出错。不知道是机器上的VC有问题，还是…，估计是加载EXE时，回加载它所使用的所有库，估计在加载ntoskrnl.exe时出错了。我手动修改PE的导入表，去掉ntoskrnl.exe模块，程序便能正常运行。
卡到了这里，决定使用先编译，再用工具修改导入表，去掉ntoskrnl.exe的引用。方法就是将ntoskrnl.exe的描述符放到导入表的最后一项，然后将ntoskrnl.exe的IMAGE_IMPORT_DESCRIPTOR拷贝到程序的其他地方（就像病毒那样，将代码写入到PE的间隙处，VC默认对齐大小是4096,这样会有很多空隙），然后将这项置零。这样加载时就不会加载ntoskrnl.exe。说起来容易，实际根本不可行，也没试，因为我查到了VC编译器的延时加载功能(/DelayLoad:dll_name)。
通常在调用dll导出函数时，编译器为所调用的函数生成导入地址表，将函数所在模块生成IMAGE_IMPORT_DESCRIPTOR,win32在加载程序时会自动加载指定的模块，并确定导入函数的实际地址。DelayLoad将所调用的导出函数生成一个stub,类似如下：
Pid=PsGetCurentProcessId();
Call 40E68E //这里使用了Debug模式/增量编译，所以会有个跳转
//release/static/GZ估计为call dword ptr[xxxxxxxx]
-------------------------------------------------------------------------------
0040E682 Push ecx
Push edx
Push 00429364 //压入IAT地址
Jmp 40E66E
-------------------------------------------------------------------------------
0040E68E jmp dword ptr [00429364]//0040E682
-------------------------------------------------------------------------------
0040E66E Push 00429000 //压入PCImgDelayDescr地址,类似导入表
Call 00401087 //__delayLoadHelper（pImgDelayDesc,ppfnIATEntry）
Pop edx //__ delayLoadHelper计算API真正地址，填入IAT
Pop ecx
Jmp eax //eax=Real Address==[IAT]
-------------------------------------------------------------------------------
由于PCImgDelayDescr被放置在单独的延时输入描述符目录中，而不是通常的输入表目录，所以win32在加载时，这些延时加载的模块不会被加载。第一次调用函数时IAT间接指向__delayLoadHelper函数，而__delayLoadHelper根据函数所在模块名和函数名计算函数地址，然后写会IAT,下次执行直接跳转到真正的函数地址上去。
DelayLoad的这种特性正好解决了当前的问题。方法就是连接ntoskrnl.lib和hal.lib,然后将ntoskrnl.exe和hal.dll延时加载，自己重写__delayLoadHelper函数来取得KernelAPi的地址，这样问题迎刃而解了。VC6自己的__delayLoadHelper函数在文件DELAYHLP.CPP中实现，其中加入了对函数Hook的功能，就是导出两个函数指针，在__delayLoadHelper中先调用指针指向的函数，若为空怎使用默认的LoadLibrary()和GetProcAddress()。这样如果想hook函数只需要将模块延时加载然后自己实现__pfnDliNotifyHook即可。
问题：
（1） 由于在内核之中，（同一进程空间）不能调用win32API (XP下不行，2K下可以，注意：非GUI API),如果还可能在其它进程空间使用，则根本不能使用UserAPI
（2） 经过重定位的镜像在获取API名称时有问题，镜像基址大于0x80000000,地址的最高位肯定为1，这在PE中与函数的INT冲突，信息会丢失。
解决方法：
（1） 其实使用的API就是LoadLibrary() 和GetProcAddress,重写LoadLibrary和GetProcAddress函数即可。对于LoadLibrary()，只需要调用ZwQuerySystemInformation获得模块的基址即可；对于GetProcAddress,根据模块镜像的基址找到IMAGE_NT_HEADERS->IMAGE_EXPORT_DIRECTORY逐个查找即可，注意函数使用序号(ordinal)的查找。
（2） WIN32 PE文件的导入表和延时加载描述符表都有各自的INT和IAT（暂时这样理解），对于函数地址的确定都使用类似的机制。从INT获得函数名称或者函数ordinal,然后从模块里查找函数地址，填入IAT，只是确定函数地址时间有不同。对于函数名称,，PE使用IMAGE_THUNK_DATA来描述，它其实是一个DWORD指针，指向一个DWORD数组，对于数组中的每个DWORD，如果最高位为1（&IMAGE_ORDINAL_FLAG32），则此函数按序号引入，否则此DWORD指向一个IMAGE_IMPORT_BY_NAME结构，此结构包含函数名称字符串的RVA。普通Win32进程运行在0-2GB中，所以这没问题。但我们的镜像被拷贝到0xFExx xxxx ,重定位后IMAGE_THUNK_DATA的地址肯定>0x80000000,所以只能根据经验，全部按名称引入，理由是NT、95的函数序号并不一致（从书上看的，很简单，xp导出的函数比2K多，如果按序号肯定出问题）。就在这个地方，没有调试器，只有printf，浪费了两天的时间，晕。还以为是VC自带的代码决不会有问题，重写__delayLoadHelper后解决（__delayLoadHelper对函数Ordinal & IMAGE_ORDINAL_FLAG做了判断…）。
呵呵，终于到主题了，其实前面的要困难些。
当代运行在ring0时，它已经能实现多数功能了，但是如果要作个木马，后门之类的，还要解决与用户态通信的问题（其实并不是这样），所以想到了事件之类的，或者ring0 call ring0,apc…最后还是落到了文件设备上。通过文件设备，任何进程都可以与ring0通信，而且创建驱动的宿主可以安全撤退。如果使用ring0 代码(call gate,hook),则进程不能退出，因为线程的系统调用没有返回，所以即使强行中止也无济于事。如果通过ring0代码创建一个驱动，然后ring0返回到ring3,进程就可以安全退出。而这时的代码还驻留在内核的未分页区，以回调的方式响应请求。
学过操作系统都知道，VFS的特性，就是所有设备都是用文件来表示，其实质就是分层的函数调用，使用注册机制来处理各种设备之间的差异。实际实现表现为一个文件对象对应一个设备对象，同时设备对象又对应一个驱动对象，不同的i/o请求通过文件对象分发到不同的设备，进而转发到设备对应的驱动对象，由驱动完成最终请求。这种分层的设计有何多优点，特别适合扩展和抽象，下面深略3000字。
要创建驱动，无非就是创建一个驱动对象，创建一个设备对象，注册函数到设备对象，然后创建设备链接以使win32可以访问到设备。看win2K 源码（/private/ntos/io/internal.c），驱动加载的基本过程为
一堆注册表操作
取得驱动文件名
MmLoadSystemImage()加载驱动到内存
ObCreateObject()创建驱动对象
对驱动对象的各成员初始化
ObInsertObject()
ObReferenceObjectByHandle() //取得对象指针
NtClose() //关闭ObInsertObject()创建的句柄
驱动名称操作..
status = driverObject->DriverInit( driverObject, ®istryPath->Name );
//调用驱动入口DriverEntry进行驱动初始化
检查驱动对象的合法性(MajorFunction函数,驱动是否创建设备…)
IopBootLog()
MmFreeDriverInitialization()
IopReadyDeviceObjects() //VIP！！！！！
有了上面的过程，基本可以自己手动创建驱动并加载了，看了看搜索结果，发现ntoskrnl.exe导出了IoCreatDriver这个函数，其中实现了IopLoadDriver的大部分功能，事情变得简单起来。
NTKERNELAPI
NTSTATUS
IoCreateDriver (
IN PUNICODE_STRING DriverName, OPTIONAL
IN PDRIVER_INITIALIZE InitializationFunction
);
具体方法就是：用exe中的DriverEntry做为参数，调用IoCreateDriver，即可实现驱动的加载。
当在win2K下运行程序后，用WinObj居然打开失败。晕，再次看IoLoadDeiver，才发现漏掉了一个重要地方，创建驱动时，驱动对象的标志Flags和所创建设备的标志都有限制，使用IopReadyDeviceObjects()来添加驱动DRVO_INITIALIZED标志和，去掉驱动创建的所有设备的DO_DEVICE_INITIALIZING标志。IopReadyDeviceObjects()函数没有被ntoskrnl.exe导出?简单，自己写就行了。曾找不到问题原因时，还重写过IopfCompleteRquest和IopCompleteRequest，那才叫痛苦呢。
Finally,搞定。为了方便，写了一个库，下次使用时就简单多了
#include “DrvHlpApi.h”
NTSTATUS Driverentry(void *pDriverObject,void *pRegPath)
{
// ….IoCreateDevice()..
Return STATUS_SUCCESS;
}
Int main(int argc.char **argv)
{
x_InitRing0Utils();
x_StartDriver((ULONG)DriverEntry,0,0);
return 0;
}
使用这个方法，完全可以实现驱动的所有功能，同时将它与win32程序结合在一起。在XP SP2和win2k SP4下测试通过（就试过IpFilter那个）。就这么简单。有兴趣的朋友可以mail来取得代码，头文件和库可以在 http://icelord.bokee.com下载到。
参考文章：
1．《NT环境下进程的隐藏》
2．Win2K Source Code
3．PE文件格式详解
4．Ring0Demo.c v1.0 by zzzEVAzzz
5．《开发Windows 2K/XP 下的防火墙》
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