-------- ROOTKIT 核心技术——系统服务调度表挂钩调试(PART III)

2018-01-30 08:14:39来源:cnblogs.com作者:ROOTKIT 核心技术——系统服务调度表挂钩调试(PART人点击

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本篇开始进行真枪实弹的调试,本文的最后会附上完整的源码包,方便各位在自己的机器上演练。

如果安装了 Windows Driver Kits,在“开始”->“所有程序”中选择类似“WDK 7600.16385.1”的项目。具体的数字取决于你

安装的 WDK 开发环境版本而定。然后选择“Build Environments”下面的操作系统版本,

亦即你编译出来的驱动要运行其上的 OS 版本,接着选择硬件平台体系结构与构建类型,比如“x86 Checked Build

Environment”是用于 32 位平台,且附带生成包含调试符号文件的构建环境。

调试符号文件有助于调试器显示驱动二进制文件中的函数,变量,常量名称等信息,生成人性化的输出。

这样会创建一个特殊的 cmd.exe 进程,它的环境变量预配置好了各种构建相关的参数,比如头文件,库文件的位置;编译器,汇编

器,链接器程序所在路径。。。等等。

我们在该 cmd 窗口中切换到源码包的解压目录,然后执行如下命令:

build /D /g /b /B /e /F /S /s /$ /why /v /w /y

这些指定的参数让你能查看详细的构建过程,比如预处理器解析头文件的嵌套包含过程,给出可能的警告或错误提示。

下面是一个样例输出,对于排除过程中出现的问题很有用:

D:/kmdsource_use_mdl_mapping_ssdt>build  /D /g /b /B /e /F /S /s /$ /why /v /w /yBUILD: Compile and Link for x86BUILD: Loading d:/winddk/7600.16385.1/build.dat...BUILD: Computing Include file dependencies:    Scanning d:/winddk/7600.16385.1/inc/api    Scanning d:/winddk/7600.16385.1/inc/ddkBUILD: Start time: Mon Jan 29 14:08:34 2018    Scanning d:/kmdsource_use_mdl_mapping_ssdt    Scanning d:/winddk/7600.16385.1/inc/crtBUILD: Examining d:/kmdsource_use_mdl_mapping_ssdt directory for files to compile.    d:/kmdsource_use_mdl_mapping_ssdtInvalidating OACR warning log for 'root:x86chk'0x00000001-0x00000001/0x00000001 usemdlmappingssdt.c  ntddk.h                d:/winddk/7600.16385.1/inc/ddk0x00000002-0x00000001/0x00000001 usemdlmappingssdt.c    wdm.h                d:/winddk/7600.16385.1/inc/ddk0x00000003-0x00000001/0x00000001 usemdlmappingssdt.c      excpt.h            d:/winddk/7600.16385.1/inc/crt0x00000004-0x00000001/0x00000001 usemdlmappingssdt.c        crtdefs.h        d:/winddk/7600.16385.1/inc/crt0x00000005-0x00000001/0x00000001 usemdlmappingssdt.c          specstrings.h     d:/winddk/7600.16385.1/inc/api0x00000006-0x00000001/0x00000001 usemdlmappingssdt.c            sal_supp.h   d:/winddk/7600.16385.1/inc/api0x00000006-0x00000001/0x00000001 usemdlmappingssdt.c            specstrings_supp.h   d:/winddk/7600.16385.1/inc/api0x00000007-0x00000001/0x00000001 usemdlmappingssdt.c              sal_supp.h d:/winddk/7600.16385.1/inc/api0x00000006-0x00000001/0x00000001 usemdlmappingssdt.c            sal.h        d:/winddk/7600.16385.1/inc/api0x00000006-0x00000001/0x00000001 usemdlmappingssdt.c            specstrings_strict.h   d:/winddk/7600.16385.1/inc/api0x00000007-0x00000001/0x00000001 usemdlmappingssdt.c              specstrings_undef.h d:/winddk/7600.16385.1/inc/api0x00000006-0x00000001/0x00000001 usemdlmappingssdt.c            driverspecs.h   d:/winddk/7600.16385.1/inc/api0x00000007-0x00000001/0x00000001 usemdlmappingssdt.c              specstrings.h d:/winddk/7600.16385.1/inc/api0x00000006-0x00000001/0x00000001 usemdlmappingssdt.c            sal_supp.h   d:/winddk/7600.16385.1/inc/api0x00000006-0x00000001/0x00000001 usemdlmappingssdt.c            specstrings_supp.h   d:/winddk/7600.16385.1/inc/api0x00000006-0x00000001/0x00000001 usemdlmappingssdt.c            sal.h        d:/winddk/7600.16385.1/inc/api0x00000006-0x00000001/0x00000001 usemdlmappingssdt.c            specstrings_strict.h   d:/winddk/7600.16385.1/inc/api0x00000006-0x00000001/0x00000001 usemdlmappingssdt.c            sdv_driverspecs.h   d:/winddk/7600.16385.1/inc/api0x00000003-0x00000001/0x00000001 usemdlmappingssdt.c      ntdef.h            d:/winddk/7600.16385.1/inc/api0x00000004-0x00000001/0x00000001 usemdlmappingssdt.c        ctype.h          d:/winddk/7600.16385.1/inc/crt0x00000005-0x00000001/0x00000001 usemdlmappingssdt.c          crtdefs.h      d:/winddk/7600.16385.1/inc/crt0x00000004-0x00000001/0x00000001 usemdlmappingssdt.c        specstrings.h       d:/winddk/7600.16385.1/inc/api0x00000004-0x00000001/0x00000001 usemdlmappingssdt.c        kernelspecs.h       d:/winddk/7600.16385.1/inc/api0x00000005-0x00000001/0x00000001 usemdlmappingssdt.c          driverspecs.h     d:/winddk/7600.16385.1/inc/api0x00000004-0x00000001/0x00000001 usemdlmappingssdt.c        basetsd.h        d:/winddk/7600.16385.1/inc/api0x00000004-0x00000001/0x00000001 usemdlmappingssdt.c        guiddef.h        d:/winddk/7600.16385.1/inc/api0x00000005-0x00000001/0x00000001 usemdlmappingssdt.c          string.h       d:/winddk/7600.16385.1/inc/crt0x00000006-0x00000001/0x00000001 usemdlmappingssdt.c            crtdefs.h    d:/winddk/7600.16385.1/inc/crt0x00000004-0x00000001/0x00000001 usemdlmappingssdt.c        excpt.h          d:/winddk/7600.16385.1/inc/crt0x00000004-0x00000001/0x00000001 usemdlmappingssdt.c        sdkddkver.h       d:/winddk/7600.16385.1/inc/api0x00000003-0x00000001/0x00000001 usemdlmappingssdt.c      ntstatus.h         d:/winddk/7600.16385.1/inc/api0x00000003-0x00000001/0x00000001 usemdlmappingssdt.c      bugcodes.h         d:/winddk/7600.16385.1/inc/api0x00000003-0x00000001/0x00000001 usemdlmappingssdt.c      ntiologc.h         d:/winddk/7600.16385.1/inc/api0x00000003-0x00000001/0x00000001 usemdlmappingssdt.c      mce.h              d:/winddk/7600.16385.1/inc/ddk0x00000003-0x00000001/0x00000001 usemdlmappingssdt.c      pshpack4.h         d:/winddk/7600.16385.1/inc/api0x00000003-0x00000001/0x00000001 usemdlmappingssdt.c      poppack.h          d:/winddk/7600.16385.1/inc/api0x00000003-0x00000001/0x00000001 usemdlmappingssdt.c      guiddef.h          d:/winddk/7600.16385.1/inc/api0x00000003-0x00000001/0x00000001 usemdlmappingssdt.c      pshpack1.h         d:/winddk/7600.16385.1/inc/api0x00000003-0x00000001/0x00000001 usemdlmappingssdt.c      string.h           d:/winddk/7600.16385.1/inc/crt0x00000003-0x00000001/0x00000001 usemdlmappingssdt.c      dpfilter.h         d:/winddk/7600.16385.1/inc/api0x00000003-0x00000001/0x00000001 usemdlmappingssdt.c      ktmtypes.h         d:/winddk/7600.16385.1/inc/api0x00000003-0x00000001/0x00000001 usemdlmappingssdt.c      dsfhrmports.h         d:/winddk/7600.16385.1/inc/ddkCompiling - d:/kmdsource_use_mdl_mapping_ssdt/usemdlmappingssdt.c0x00000003-0x00000001/0x00000001 usemdlmappingssdt.c      evntrace.h         d:/winddk/7600.16385.1/inc/apiLinking Executable - d:/kmdsource_use_mdl_mapping_ssdt/objchk_win7_x86/i386/UseMdlMappingSSDT.sys0x00000003-0x00000001/0x00000001 usemdlmappingssdt.c      stdarg.h           d:/winddk/7600.16385.1/inc/crt 0% done.    0 TLPS  Time Left: 0:00:00  Files: 0  Total LLines: 00x00000004-0x00000001/0x00000001 usemdlmappingssdt.c        vadefs.h         d:/winddk/7600.16385.1/inc/crt0x00000003-0x00000001/0x00000001 usemdlmappingssdt.c      evntprov.h         d:/winddk/7600.16385.1/inc/api0x00000003-0x00000001/0x00000001 usemdlmappingssdt.c      devpropdef.h         d:/winddk/7600.16385.1/inc/api0x00000003-0x00000001/0x00000001 usemdlmappingssdt.c      clfslsn.h          d:/winddk/7600.16385.1/inc/ddk0x00000002-0x00000001/0x00000001 usemdlmappingssdt.c    excpt.h              d:/winddk/7600.16385.1/inc/crt0x00000002-0x00000001/0x00000001 usemdlmappingssdt.c    ntdef.h              d:/winddk/7600.16385.1/inc/api0x00000002-0x00000001/0x00000001 usemdlmappingssdt.c    ntstatus.h           d:/winddk/7600.16385.1/inc/api0x00000002-0x00000001/0x00000001 usemdlmappingssdt.c    bugcodes.h           d:/winddk/7600.16385.1/inc/api0x00000002-0x00000001/0x00000001 usemdlmappingssdt.c    ntiologc.h           d:/winddk/7600.16385.1/inc/api0x00000002-0x00000001/0x00000001 usemdlmappingssdt.c    mce.h                d:/winddk/7600.16385.1/inc/ddk0x00000002-0x00000001/0x00000001 usemdlmappingssdt.c    pshpack4.h           d:/winddk/7600.16385.1/inc/api0x00000002-0x00000001/0x00000001 usemdlmappingssdt.c    poppack.h            d:/winddk/7600.16385.1/inc/api0x00000002-0x00000001/0x00000001 usemdlmappingssdt.c    guiddef.h            d:/winddk/7600.16385.1/inc/api0x00000002-0x00000001/0x00000001 usemdlmappingssdt.c    pshpack1.h           d:/winddk/7600.16385.1/inc/api0x00000001-0x00000001/0x00000001 usemdlmappingssdt.c  datatype.h             d:/kmdsource_use_mdl_mapping_ssdt0x00000001-0x00000001/0x00000001 usemdlmappingssdt.c  dbgmsg.h               d:/kmdsource_use_mdl_mapping_ssdt0x00000001-0x00000001/0x00000001 usemdlmappingssdt.c  ctrlcode.h             d:/kmdsource_use_mdl_mapping_ssdt0x00000001-0x00000001/0x00000001 usemdlmappingssdt.c  device.h               d:/kmdsource_use_mdl_mapping_ssdt0x00000002-0x00000001/0x00000001 usemdlmappingssdt.c    ntddk.h              d:/winddk/7600.16385.1/inc/ddkCompiling usemdlmappingssdt.c because .. (0x00000006)BUILD: Saving d:/winddk/7600.16385.1/build.dat...BUILD: Compiling and Linking d:/kmdsource_use_mdl_mapping_ssdt directoryConfiguring OACR for 'root:x86chk' - <OACR on>1>warnings in directory d:/kmdsource_use_mdl_mapping_ssdtalSystemServicePtr' differs in levels of indirection from 'DWORD'1>d:/kmdsource_use_mdl_mapping_ssdt/usemdlmappingssdt.c(157) : warningBUILD: Finish time: Mon Jan 29 14:08:35 2018BUILD: Done    3 files compiled - 2 Warnings    1 executable builtD:/kmdsource_use_mdl_mapping_ssdt>

我在前一篇文章中说过,可以忽略源码中 157 行造成的警告——rootkit 的实际效果不受该警告影响。

把编译出来的 UseMdlMappingSSDT.sys 拷贝到虚拟机或另一台真实机器上(交叉编译的目标平台假设是 widnows 7

或  Windows Server 2008),使用 sc.exe 加载该驱动进入内核空间,如果一切正常,宿主机上应该会触发首个断点,位

于 MapMdl() 中,如下图,注意,DbgPrint() 与 DBG_TRACE 宏的输出信息除了可以在目标机器上用 DbgView.exe 查看外,也

会直接输出到宿主机上调试器的控制台。我们只关心获取到的 KiServiceTable 地址: 83CABF7C ;

分配出来的一个 nt!_MDL 结构地址:86A838A8 ;

由于之前选择了“Checked Build”构建环境,现在调试器能够根据“UseMdlMappingSSDT.pdb”符号文件显示诸如 MapMdl()

之类的函数名称:

结合源码可知,首个断点位于 IoAllocateMdl() 调用后不远处,我们的意图是检查该调用后的一个 nt!_MDL 对象内容,前面通

过 mdl_pointer 保存的地址派上用场:

如你所见,IoAllocateMdl() 分配出来的一个 MDL 总大小(头部加上其后的 PFN 数组)为 36 字节;当前的标志取值 10 进制

的 8,参见前一篇博文可知,它只对应 MDL_ALLOCATED_FIXED_SIZE;还记得吗,我在前一篇博文指出:

仅当 _MDL 的 MdlFlags 字段内设置了 MDL_MAPPED_TO_SYSTEM_VA 或 MDL_SOURCE_IS_NONPAGED_POOL 比特位,

MappedSystemVa 字段才是有效的,因此上图中的 MappedSystemVa 字段值 0x8059d950 没有意义。

你还看到, StartVa 字段值为 0x83cab000,这就是 KiServiceTable(从 0x83CABF7C 开始)所在的虚拟页起始地址,注意这个

地址是对齐在 4 KB 边界上的,因为虚拟页和物理页大小正情况下均为 4 KB。

ByteOffset 字段值为 0xf7c,亦即 KiServiceTable 的页内偏移量—— 0x83CABF7C - 0x83cab000 = 0xf7c

ByteCount 字段值为 0x644,亦即整张 KiServiceTable 调用表(一片缓冲区)的大小—— 1064 字节。

在犹如醍醐灌顶的状态下,按“g”继续执行目标系统至第二个软件断点处,再次转储这个 nt!_MDL 对象内容:

 

MdlFlags 字段值变成了 138(0x8A),对照相关的宏定义可知,这是 MDL_WRITE_OPERATION(0x80)加

上 MDL_PAGES_LOCKED(0x02)加上 MDL_ALLOCATED_FIXED_SIZE(0x08)的组合,表明 MmProbeAndLockPages() 例程

把该 MDL 锁在物理内存中,且具有了写访问权限。

继续按“g”执行目标系统至第三个软件断点处,再次转储这个 nt!_MDL 对象内容,谨记在心,此刻代表

MmGetSystemAddressForMdlSafe() 例程执行后的状态:

首先,MdlFlags 字段值变成了 139(0x8B),这表明追加了一个 MDL_MAPPED_TO_SYSTEM_VA 标志,从而使得

MappedSystemVa 字段值:0x805fbf7c 为有效,它代表把 KiServiceTable 映射到的新内核缓冲区起始地址,这与 eax 寄存器

(普遍用来存放函数调用的返回值,在此场景中由 MmGetSystemAddressForMdlSafe() 返回 )的值相符!

细心的你可能已经发现了,“旧”缓冲与新缓冲地址的后 12 位都是“f7c”,这当然不是巧合,事实上,虚拟地址的后 12 位(页

内偏移)在地址转译阶段被原封不动地与高 20 位的物理页框号结合产生物理地址!这暗示它们都映射到相同的物理地址。

那么通过它们应该访问到同一个 KiServiceTable,如下所示,记住,当前断点是尚未 hook KiServiceTable,因此 0x39 号系统服

务还是原来的那一个—— nt!NtCompleteConnectPort() :

前面我说过,新映射到的内核地址通常位于驱动被载入的内核空间中,下图否决了这一点(尽信博文不如无博文!):

你可以看到,我们的 rootkit“UseMdlMappingSSDT”被加载到 9ff55000——9ff5c000 这片内核空间,占用 28 KB 左右的内

核内存!

而 KiServiceTable 被映射到的 805fbf7c 内核地址显然不在其内。

事实上,KiServiceTable 被映射到的 805fbf7c 内核地址属于“SystemPte 型(即系统页表条目)”内核空间,此类内核空间有多

种用途,包括提供给 MDL 来把 SSDT/KiServiceTable 映射到此处。

系统页表条目(PTEs)内核空间,用于动态地映射系统页面,例如 I/O 空间,内核栈,以及映射内存描述符列表(MDLs)。

系统 PTE 的分配者除了各种执行体/内核组件外,多数是一些加载到内核空间的设备驱动程序,其中有系统自带的,也有第三方软

硬件供应商开发的;

它们请求在系统 PTE 区域中分配内存的目的都是与映射视图,MDLs(内存描述符列表),适配器内存映射,驱动程序映像,内核

栈, I/O 映射等相关的,如下图所示:

内核空间中有多处被划分为 SystemPte 类型,我们把 KiServiceTable 映射到第一个 SystemPte 型内核空间,该区域大小为 4

MB。

按下“g”继续执行,这会导致 MapMdl() 返回新映射的地址到 DriverEntry(),后者挂钩 nt!NtCompleteConnectPort(),另一方

面,我们还可以通过计算出来的 nt!_MDL 头部大小访问到其后的 PFN 数组,检查其内保存的物理页框号是否就是虚拟地址

0x83CABF7C 和 0x805fbf7c 两者执行地址转译后所在的物理页框号,它们都被转译到物理地址 0x3cabf7c,页框号为

0x03cab,虚拟地址的后 12 位偏移量(0xf7c)直接拷贝到物理地址的后 12 位偏移量;

页框号还可以通过对 pfn_array_follow_mdl 执行指针运算并解引地址处的内容得出,也是 0x03cab;

两者的区别在于,描述虚拟地址 0x83CABF7C 的 PTE 内容设置了只读标记;而描述虚拟地址 0x805fbf7c 的 PTE 内容设置了可读

标记,因此通过虚拟地址 0x83CABF7C 向实际的物理页写入就会蓝屏;而通过虚拟地址 0x805fbf7c 则可以安全写入!

 访问 KiServiceTable 中的 0x39 号系统服务,已经被替换为我们的钩子例程:

我提供了一个 UnMapMdl() 例程,把它注册为该 rootkit 的卸载回调,大致逻辑是,在驱动卸载时,取消映射新的内核虚拟地址,

并释放 MDL 指针 ,如此一来,卸载 UseMdlMappingSSDT.sys 后,既不能通过新映射的地址访问 KiServiceTable,也不能通过

指针访问 nt!_MDL 结构(但该结构确实尚未释放):

最后,让我们填充前一篇博文中那张 MDL 架构图中的占位符,以便让各位能够洞察整个来龙去脉。祝愿你没有被那些红红绿绿的

箭头搞晕!

附上源码包的下载地址,欢迎反馈。

https://files.cnblogs.com/files/flying-shark/kmdsource_use_mdl_mapping_ssdt.rar

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