Hook钩子编程知识

钩子(Hook)是Windows消息处理机制的一种方式,允许应用程序在指定窗口的消息传递给目标窗口处理函数之前进行处理。钩子链表是由系统维护的,钩子子程是应用程序定义的回调函数,用于监视特定事件。钩子类型包括WH_CALLWNDPROC、WH_CBT、WH_DEBUG等,用于监视窗口消息、系统事件等。钩子的安装、调用和卸载涉及SetWindowsHookEx、CallNextHookEx和UnhookWindowsHookEx函数。系统钩子会影响所有线程,而线程钩子仅限于特定线程。钩子的使用应注意性能影响,及时卸载。

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一、基本概念

钩子(Hook),是Windows消息处理机制的一个平台,应用程序可以在上面设置子程以监视指定窗口的某种消息,而且所监视的窗口可以是其他进程所创建的。当消息到达后,在目标窗口处理函数之前处理它。钩子机制允许应用程序截获处理window消息或特定事件。

钩子实际上是一个处理消息的程序段,通过系统调用,把它挂入系统。每当特定的消息发出,在没有到达目的窗口前,钩子程序就先捕获该消息,亦即钩子函数先得到控制权。这时钩子函数即可以加工处理(改变)该消息,也可以不作处理而继续传递该消息,还可以强制结束消息的传递。

 

二、运行机制

1、钩子链表和钩子子程

    每一个Hook都有一个与之相关联的指针列表,称之为钩子链表,由系统来维护。这个列表的指针指向指定的、应用程序定义的、被Hook子程调用的回调函数,也就是该钩子的处理子程(钩子回调函数)。当与指定的Hook类型关联的消息发生时,系统就把这个消息传递到Hook子程。一些Hook子程可以只监视消息,或者修改消息,或者停止消息的前进,避免这些消息传递到下一个Hook子程或者目的窗口。最近安装的钩子放在链的开始,而最早安装的钩子放在最后,也就是后加入的先获得控制权。

 

    钩子子程是一个应用程序定义的回调函数(CALLBACK Function),不能定义成某个类的成员函数,只能定义为普通的C函数。用以监视系统或某一特定类型的事件,这些事件可以是与某一特定线程关联的,也可以是系统中所有线程的事件。

 

    钩子子程必须按照以下的语法:

    LRESULT CALLBACK HookProc

 (

   int nCode,

      WPARAM wParam,

      LPARAM lParam

     );

HookProc是应用程序定义的名字。

 

nCode参数是Hook代码,Hook子程使用这个参数来确定任务。这个参数的值依赖于Hook类型,每一种Hook都有自己的Hook代码特征字符集。

wParam和lParam参数的值依赖于Hook代码,但是它们的典型值是包含了关于发送或者接收消息的信息。

 

想要卸载它由两种情况,要么是hook服务程序调用UnhookWindowsHookEx(),要么是应用程序被关闭。当调用UnhookWindowsHookEx()时,操作系统会找到被hook的进程,将DLL的锁数目减1,这样,当锁数目变为0的时候,DLL就会自动从进程的地址空间中移除。

 

2、钩子的安装与释放

2.1 安装钩子

    使用API函数SetWindowsHookEx()把一个应用程序定义的钩子子程安装到钩子链表中。SetWindowsHookEx函数总是在Hook链的开头安装Hook子程。当指定类型的Hook监视的事件发生时,系统就调用与这个Hook关联的Hook链的开头的Hook子程。每一个Hook链中的Hook子程都决定是否把这个事件传递到下一个Hook子

二、API Hook的原理 这里的API既包括传统的Win32 APIs,也包括任何Module输出的函数调用。熟悉PE文件格 式的朋友都知道,PE文件将对外部Module输出函数的调用信息保存在输入表中,即.idata段。 下面首先介绍本段的结构。 输入表首先以一个IMAGE_IMPORT_DESCRIPTOR(简称IID)数组开始。每个被PE文件隐式链接 进来的DLL都有一个IID.在这个数组中的最后一个单元是NULL,可以由此计算出该数组的项数。 例如,某个PE文件从两个DLL中引入函数,就存在两个IID结构来描述这些DLL文件,并在两个 IID结构的最后由一个内容全为0的IID结构作为结束。几个结构定义如下: IMAGE_IMPORT_DESCRIPTOR struct union{ DWORD Characteristics; ;00h DWORD OriginalFirstThunk; }; TimeDateStamp DWORD ;04h ForwarderChain DWORD ;08h Name DWORD ;0Ch FirstThunk DWORD ;10h IMAGE_IMPROT_DESCRIPTOR ends typedef struct _IMAGE_THUNK_DATA{ union{ PBYTE ForwarderString; PDWORD Functions; DWORD Ordinal; PIMAGE_IMPORT_BY_NAME AddressOfData; }u1; } IMAGE_IMPORT_BY_NAME结构保存一个输入函数的相关信息: IMAGE_IMPORT_BY_NAME struct Hint WORD ? ;本函数在其所驻留DLL的输出表中的序号 Name BYTE ? ;输入函数的函数名,以NULL结尾的ASCII字符串 IMAGE_IMPORT_BY_NAME ends OriginalFirstThunk(Characteristics):这是一个IMAGE_THUNK_DATA数组的RVA(相对于PE文件 起始处)。其中每个指针都指向IMAGE_IMPORT_BY_NAME结构。 TimeDateStamp:一个32位的时间标志,可以忽略。 ForwarderChain:正向链接索引,一般为0。当程序引用一个DLL中的API,而这个API又引用别的 DLL的API时使用。 NameLL名字的指针。是个以00结尾的ASCII字符的RVA地址,如"KERNEL32.DLL"。 FirstThunk:通常也是一个IMAGE_THUNK_DATA数组的RVA。如果不是一个指针,它就是该功能在 DLL中的序号。 OriginalFirstThunk与FirstThunk指向两个本质相同的数组IMAGE_THUNK_DATA,但名称不同, 分别是输入名称表(Import Name Table,INT)和输入地址表(Import Address Table,IAT)。 IMAGE_THUNK_DATA结构是个双字,在不同时刻有不同的含义,当双字最高位为1时,表示函数以 序号输入,低位就是函数序号。当双字最高位为0时,表示函数以字符串类型的函数名 方式输入,这时它是指向IMAGE_IMPORT_BY_NAME结构的RVA。 三个结构关系如下图: IMAGE_IMPORT_DESCRIPTOR INT IMAGE_IMPORT_BY_NAME IAT -------------------- /-->---------------- ---------- ---------------- |01| 函数1 ||02| 函数2 || n| ... |"USER32.dll" | |--------------------| | | FirstThunk |---------------------------------------------------------------/ -------------------- 在PE文件中对DLL输出函数的调用,主要以这种形式出现: call dword ptr[xxxxxxxx] 或 jmp [xxxxxxxx] 其中地址xxxxxxxx就是IAT中一个IMAGE_THUNK_DATA结构的地址,[xxxxxxxx]取值为IMAGE_THUNK_DATA 的值,即IMAGE_IMPORT_BY_NAME的地址。在操作系统加载PE文件的过程中,通过IID中的Name加载相应 的DLL,然后根据INT或IAT所指向的IMAGE_IMPORT_BY_NAME中的输入函数信息,在DLL中确定函数地址, 然后将函数地址写到IAT中,此时IAT将不再指向IMAGE_IMPORT_BY_NAME数组。这样[xxxxxxxx]取到的 就是真正的API地址。 从以上分析可以看出,要拦截API的调用,可以通过改写IAT来实现,将自己函数的地址写到IAT中, 达到拦截目的。 另外一种方法的原理更简单,也更直接。我们不是要拦截吗,先在内存中定位要拦截的API的地址, 然后改写代码的前几个字节为 jmp xxxxxxxx,其中xxxxxxxx为我们的API的地址。这样对欲拦截API的 调用实际上就跳转到了咱们的API调用去了,完成了拦截。不拦截时,再改写回来就是了。 这都是自己从网上辛辛苦苦找来的,真的很好啊
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