Windows下Hook API技术

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  什么叫Hook API？所谓Hook就是钩子的意思，而API是指Windows开放给程序员的编程接口，使得在用户级别下可以对操作系统进行控制，也就是一般的应用程序都需要调用API来完成某些功能，Hook API的意思就是在这些应用程序调用真正的系统API前可以先被截获，从而进行一些处理再调用真正的API来完成功能。在讲Hook API之前先来看一下如何Hook消息，例如Hook全局键盘消息，从而可以知道用户按了哪些键，这种Hook消息的功能可以由以下函数来完成，该函数将一个新的Hook加入到原来的Hook链中，当某一消息到达后会依次经过它的Hook链再交给应用程序。

 
HHOOK SetWindowsHookEx(
  int idHook, //Hook类型，例如WH_KEYBOARD，WH_MOUSE
  HOOKPROC lpfn, //Hook处理过程函数的地址
  HINSTANCE hMod, //包含Hook处理过程函数的dll句柄（若在本进程可以为NULL）
  DWORD dwThreadId, //要Hook的线程ID，若为0，表示全局Hook所有
);
 
  这里需要提一下的就是如果是Hook全局的而不是某个特定的进程则需要将Hook过程编写为一个DLL，以便让任何程序都可以加载它来获取Hook过程函数。
  而对于Hook API微软并没有提供直接的接口函数，也许它并不想让我们这样做，不过有2种方法可以完成该功能。第一种，修改可执行文件的IAT表（即输入表），因为在该表中记录了所有调用API的函数地址，则只需将这些地址改为自己函数的地址即可，但是这样有一个局限，因为有的程序会加壳，这样会隐藏真实的IAT表，从而使该方法失效。第二种方法是直接跳转，改变API函数的头几个字节，使程序跳转到自己的函数，然后恢复API开头的几个字节，在调用AP完成功能后再改回来又能继续Hook了，但是这种方法也有一个问题就是同步的问题，当然这是可以克服的，并且该方法不受程序加壳的限制。
  下面将以一个Hook指定程序send函数的例子来详细描述如何Hook API，以达到监视程序发送的每个封包的目的。采用的是第二种方法，编写为一个dll。首先是一些全局声明，
 
//本dll的handle
HANDLE g_hInstance = NULL;
//修改API入口为 mov eax, 00400000;jmp eax是程序能跳转到自己的函数
BYTE g_btNewBytes[8] = { 0xB8, 0x0, 0x0, 0x40, 0x0, 0xFF, 0xE0, 0x0 };
//保存原API入口的8个字节
DWORD g_dwOldBytes[2][2] = { 0x0, 0x0, 0x0, 0x0 };
//钩子句柄
HHOOK g_hOldHook = NULL;
//API中send函数的地址
DWORD g_pSend = 0;
//事务，解决同步问题
HANDLE g_hSendEvent = NULL;
//自己的send函数地址，参数必须与API的send函数地址相同
int _stdcall hook_send( SOCKET s, const char *buf, int len, int flags );
//要Hook的进程和主线程ID号
DWORD g_dwProcessID = 0;
DWORD g_dwThreadID = 0;
 
  从声明可以看出，我们会把API函数的首8个字节改为 mov eax, 00400000;jmp eax ，使程序能够跳转，只需获取我们自己的函数地址填充掉00400000即可实现跳转。而g_dwOldBytes是用来保存API开头原始的8个字节，在真正执行API函数是需要写回。还有一点，在声明新的函数时，该例中为hook_send，除了保正参数与API的一致外，还需要声明为__stdcall类型，表示函数在退出前自己来清理堆栈，因为这里是直接跳转到新函数处，所以必须自己清理堆栈。下面看主函数，
 
BOOL APIENTRY DllMain( HANDLE hModule, 
  DWORD ul_reason_for_call, 
  LPVOID lpReserved
  )
{
  if(ul_reason_for_call == DLL_PROCESS_ATTACH)
  {
  //获取本dll句柄
  g_hInstance = hModule;
   
  //创建事务
  g_hSendEvent = CreateEvent( NULL, FALSE, TRUE, NULL );
   
  //重写API开头的8字节
  HMODULE hWsock = LoadLibrary( "wsock32.dll" );
  g_pSend = ( DWORD )GetProcAddress( hWsock, "send" );
 
  //保存原始字节
  ReadProcessMemory( INVALID_HANDLE_VALUE, ( void * )g_pSend, 
  ( void * )g_dwOldBytes[0], sizeof( DWORD )*2, NULL );
  //将00400000改写为我们函数的地址
  *( DWORD* )( g_btNewBytes + 1 ) = ( DWORD )hook_send;
  WriteProcessMemory( INVALID_HANDLE_VALUE, ( void * )g_pSend, 
  ( void * )g_btNewBytes, sizeof( DWORD )*2, NULL ); 
  }
  return TRUE;
}
 
  以上是dll的main函数，在被指定的程序加载的时候会自动运行dll的main函数来完成初始化，这里就是改写API的首地址来完成跳转。当然本程序是对于指定程序进行Hook，如果要进行全局Hook，可以在main函数中用GetModuleFileName函数来获取exe文件完整路径，判断当前进程是否是想要Hook的进程。写函数中使用INVALID_HANDLE_VALUE，表示写本进程。
 
int _stdcall hook_send( SOCKET s, const char *buf, int len, int flags )
{
  int nRet;
  WaitForSingleObject( g_hSendEvent, INFINITE );
  
  //恢复API头8个字节
  WriteProcessMemory( INVALID_HANDLE_VALUE, ( void* )g_pSend, 
  ( void* )g_dwOldBytes[0], sizeof( DWORD )*2, NULL );
 
  /*
  这里可以添加想要进行的处理过程
  */
 
  //真正执行API函数
  nRet = send( s, buf, len, flags );
 
  //写入跳转语句，继续Hook
  WriteProcessMemory( INVALID_HANDLE_VALUE, ( void* )g_pSend, 
  ( void* )g_btNewBytes, sizeof( DWORD )*2, NULL );
 
  SetEvent( g_hSendEvent );
 
  return nRet;
}
 
HOOK_API BOOL StartHook(HWND hWnd)
{
  //通过传入的窗口句柄获取线程句柄
  g_dwThreadID = GetWindowThreadProcessId( hWnd, &g_dwProcessID );
 
  //WH_CALLWNDPROC类型的Hook
  g_hOldHook = SetWindowsHookEx( WH_CALLWNDPROC, HookProc,  
  ( HINSTANCE ) g_hInstance, g_dwThreadID );

  if( g_hOldHook == NULL )
  return FALSE;

  return TRUE;
}
 
static LRESULT WINAPI HookProc( int nCode, WPARAM wParam, LPARAM lParam ) 
{

 return CallNextHookEx( g_hOldHook, nCode, wParam, lParam ); 
}
 
HOOK_API void StopHook(void)
{
  if(g_hOldHook != NULL)
  {
  WaitForSingleObject( g_hSendEvent, INFINITE );

  HANDLE hProcess = NULL;
  hProcess = OpenProcess(PROCESS_ALL_ACCESS, FALSE, g_dwProcessID);

  DWORD dwOldProc;
  DWORD dwNewProc;
 
  //改变页面属性为读写
  VirtualProtectEx( hProcess, ( void* )g_pSend, 8, PAGE_READWRITE, &dwOldProc );
 
  //恢复API的首8个字节
  WriteProcessMemory( hProcess, ( void* )g_pSend, 
  ( void* )g_dwOldBytes[0], sizeof( DWORD )*2, NULL );
 
  //恢复页面文件的属性
  VirtualProtectEx( hProcess, ( void* )g_pSend, 8, dwOldProc, &dwNewProc );
  
  CloseHandle(g_hSendEvent);
  
  UnhookWindowsHookEx( g_hOldHook );
  }
}
 
  可以看出，我们创建的Hook类型是WH_CALLWNDPROC类型，该类型的Hook在进程与系统一通信时就会被加载到进程空间，从而调用dll的main函数完成真正的Hook，而在SetWindowsHookEx函数中指定的HookProc函数将不作任何处理，只是调用CallNextHookEx将消息交给Hook链中下一个环节处理，因为这里SetWindowsHookEx的唯一作用就是让进程加载我们的dll。
  以上就是一个最简单的Hook API的例子，该种技术可以完成许多功能。例如网游外挂制作过程中截取发送的与收到的封包即可使用该方法，或者也可以在Hook到API后加入木马功能，反向连接指定的主机或者监听某一端口，还有许多加壳也是用该原理来隐藏IAT表，填入自己的函数地址。