windows 下实现函数打桩：拦截API方式

windows 下实现函数打桩：拦截API方式

           近期由于工作须要，開始研究函数打桩的方法。

由于不想对project做过多的改动，于是放弃了使用Google gmock的想法。

可是也足足困扰另外我一天一宿。

经过奋战，最终有所收获。闲话少说，開始看看有什么方法。

一、基础准备

1. 函数调用的原理：通过函数名（函数的入口地址）对函数进行訪问，如果我们可以改变函数首地址指向的内存的话，使其跳转到还有一个函数去运行的话，那么就行实现函数打桩了。

2. 方法：对函数首地址出写入一条汇编语言 jmp xxx (当中xxx是要跳转的相对地址）。

3. 令原函数为oldFun,新函数为newFun,那么打桩时函数跳转的相对地址 offset = newFun - oldFun - (我们制定的这条指令的大小)，此处为绝对跳转指令的长度=5。

jmp xxx一共6字节。

函数：

1. VirtualQuery

WINBASEAPI
SIZE_T
WINAPI
VirtualQuery(
    __in_opt LPCVOID lpAddress,   //所查内存地址
    __out_bcount_part(dwLength, return) PMEMORY_BASIC_INFORMATION lpBuffer,   //保存内存区域的buffer
    __in     SIZE_T dwLength                                                  //信息长度
    );

该函数用于查询某一段内存区域的内存信息。事实VirtualQueryEx也能够使用。

2. VirtualProtect

WINBASEAPI
BOOL
WINAPI
VirtualProtect(
    __in  LPVOID lpAddress,
    __in  SIZE_T dwSize,
    __in  DWORD flNewProtect,
    __out PDWORD lpflOldProtect
    );

该函数用于改动指定内存区dwSize个字节的保护模式。

3. VirtualProtectEx

WINBASEAPI
BOOL
WINAPI
VirtualProtectEx(
    __in  HANDLE hProcess,   //进程句柄
    __in  LPVOID lpAddress,  //须要改动的内存首地址
    __in  SIZE_T dwSize,     //改动的字节数
    __in  DWORD flNewProtect,  //新的保护属性
    __out PDWORD lpflOldProtect  //旧的保护属性
    );

VirtualProtectEx 用于改变指定进程内存段的保护模式。默认情况下函数的内存空间不可写，这就是为什么要用改变保护属性的函数。

4. ReadProcessMemory

WINBASEAPI
BOOL
WINAPI
ReadProcessMemory(
    __in      HANDLE hProcess,
    __in      LPCVOID lpBaseAddress,
    __out_bcount_part(nSize, *lpNumberOfBytesRead) LPVOID lpBuffer,
    __in      SIZE_T nSize,
    __out_opt SIZE_T * lpNumberOfBytesRead
    );

读取进程内存，lpProcess是首地址，而lpBuffer用于保存读出的数据，nSize是须要读出的字节数。

5. WriteProcessMemory

WINBASEAPI
BOOL
WINAPI
WriteProcessMemory(
    __in      HANDLE hProcess,
    __in      LPVOID lpBaseAddress,
    __in_bcount(nSize) LPCVOID lpBuffer,
    __in      SIZE_T nSize,
    __out_opt SIZE_T * lpNumberOfBytesWritten
    );

该函数用于写进程的内存空间。能够向进程内存注入想要注入的数据，比如函数等。

6. GetCurrentProcess

WINBASEAPI
__out
HANDLE
WINAPI
GetCurrentProcess(
    VOID
    );

该函数返回一个伪进程句柄0xffffffff。不论什么须要进程句柄的内存都能够使用它。

二、对库中API打桩

方案一：

打桩：

#define FLATJMPCODE_LENGTH 5            //x86 平坦内存模式下，绝对跳转指令长度
#define FLATJMPCMD_LENGTH  1            //机械码0xe9长度
#define FLATJMPCMD         0xe9         //相应汇编的jmp指令

// 记录被打桩函数的内容。以便恢复
BYTE g_apiBackup[FLATJMPCODE_LENGTH+FLATJMPCMD_LENGTH];

BOOL setStub(LPVOID ApiFun,LPVOID HookFun)
{
    BOOL    IsSuccess = FALSE;
    DWORD   TempProtectVar;              //暂时保护属性变量
    MEMORY_BASIC_INFORMATION MemInfo;    //内存分页属性信息

    VirtualQuery(ApiFun,&MemInfo,sizeof(MEMORY_BASIC_INFORMATION));

    if(VirtualProtect(MemInfo.BaseAddress,MemInfo.RegionSize,
        PAGE_READWRITE,&MemInfo.Protect))                            //改动页面为可写
    {
        memcpy((void*)g_apiBackup,(const void*)ApiFun, sizeof(g_apiBackup));

        *(BYTE*)ApiFun = FLATJMPCMD;                                 //拦截API，在函数代码段前面注入jmp xxx
        *(DWORD*)((BYTE*)ApiFun + FLATJMPCMD_LENGTH) = (DWORD)HookFun -
            (DWORD)ApiFun - FLATJMPCODE_LENGTH;

        VirtualProtect(MemInfo.BaseAddress,MemInfo.RegionSize,
            MemInfo.Protect,&TempProtectVar);                        //改回原属性

        IsSuccess = TRUE;
    }

    return IsSuccess;
}

清桩：

BOOL clearStub(LPVOID ApiFun)
{
    BOOL    IsSuccess = FALSE;
    DWORD   TempProtectVar;              //暂时保护属性变量
    MEMORY_BASIC_INFORMATION MemInfo;    //内存分页属性信息

    VirtualQuery(ApiFun,&MemInfo,sizeof(MEMORY_BASIC_INFORMATION));

    if(VirtualProtect(MemInfo.BaseAddress,MemInfo.RegionSize,
        PAGE_READWRITE,&MemInfo.Protect))                            //改动页面为可写
    {
        memcpy((void*)ApiFun, (const void*)g_apiBackup, sizeof(g_apiBackup));  //恢复代码段

        VirtualProtect(MemInfo.BaseAddress,MemInfo.RegionSize,
            MemInfo.Protect,&TempProtectVar);                        //改回原属性

        IsSuccess = TRUE;
    }

    return IsSuccess;
}

方案二：

打桩：

bool setStub(LPVOID ApiFun,LPVOID HookFun)
{
	HANDLE file_handler = GetCurrentProcess();           //获取进程伪句柄
	DWORD oldProtect,TempProtectVar;
	char newCode[6];                                     //用于读取函数原有内存信息
	int SIZE = FLATJMPCODE_LENGTH+FLATJMPCMD_LENGTH;     //须要改动的内存大小
	if(!VirtualProtectEx(file_handler,ApiFun,SIZE,PAGE_READWRITE,&oldProtect))  //改动内存为可读写
	{
		return false;
	}
	if(!ReadProcessMemory(file_handler,ApiFun,newCode,SIZE,NULL))              //读取内存
	{
		return false;
	}
	memcpy((void*)g_apiBackup,(const void*)newCode, sizeof(g_apiBackup));      //保存被打桩函数信息
	*(BYTE*)ApiFun = FLATJMPCMD;
        *(DWORD*)((BYTE*)ApiFun + FLATJMPCMD_LENGTH) = (DWORD)HookFun - (DWORD)ApiFun - FLATJMPCODE_LENGTH;   //桩函数注入
    VirtualProtectEx(file_handler,ApiFun,SIZE,oldProtect,&TempProtectVar);  //恢复保护属性
}

清桩：

bool clearStub(LPVOID ApiFun)
{
    BOOL    IsSuccess = FALSE;
    HANDLE file_handler = GetCurrentProcess();
    DWORD oldProtect,TempProtectVar;
    int SIZE = FLATJMPCODE_LENGTH+FLATJMPCMD_LENGTH;
	if(VirtualProtectEx(file_handler,ApiFun,SIZE,PAGE_READWRITE,&oldProtect))
    {
        memcpy((void*)ApiFun, (const void*)g_apiBackup, sizeof(g_apiBackup));             //恢复被打桩函数内存
        VirtualProtectEx(file_handler,ApiFun,SIZE,oldProtect,&TempProtectVar);
        IsSuccess = TRUE;
    }

    return IsSuccess;
}

方案三：

打桩：

bool setStub(LPVOID ApiFun,LPVOID HookFun)
{
	HANDLE file_handler = GetCurrentProcess();
	DWORD oldProtect,TempProtectVar;
	char newCode[6];
	int SIZE = FLATJMPCODE_LENGTH+FLATJMPCMD_LENGTH;
	if(!ReadProcessMemory(file_handler,ApiFun,newCode,SIZE,NULL))
	{
		return false;
	}
	memcpy((void*)g_apiBackup,(const void*)newCode, sizeof(g_apiBackup));
	*(BYTE*)newCode = FLATJMPCMD;
    *(DWORD*)((BYTE*)newCode + FLATJMPCMD_LENGTH) = (DWORD)HookFun - (DWORD)ApiFun - FLATJMPCODE_LENGTH;
	if(!WriteProcessMemory(file_handler,ApiFun,newCode,FLATJMPCODE_LENGTH,NULL))
	{
		return false;
	}
}

说来也怪，这个方法没有改变读取权限。竟然也能够，这里写入的方式是用WriteProcessMemory来实现，与直接用指针同理。

清桩同上。可是假设直接用指针来写就会出错，临时不知道原因。

至此我们实现了函数的打桩。可是有个小小的问题，若不过如此，对类函数中成员函数打桩有点小问题。指针无法转换。这是由于类成员函数的指针不不过一个普通的指针，他还包含其它信息。全部这里须要解决问题。网上找到了两个方法：

1. 类的普通函数成员地址转换

LPVOID GetClassFnAddress(...)
{
    LPVOID FnAddress;
    __asm
    {
        lea eax,FnAddress
        mov edx,[ebp+8]    // ebp+8 为第一个形參的地址，ebp+C 为第二个形參的地址，以此类推
        mov [eax],edx
    }
    return FnAddress;
}

2. 类的虚成员函数地址转换

LPVOID GetClassVirtualFnAddress(LPVOID pthis,int Index) //Add 2010.8.6
{
    LPVOID FnAddress;                                       //pthis 是对象的指针，index是在虚函数表中的偏移量
    *(int*)&FnAddress = *(int*)pthis;                       //lpvtable
    *(int*)&FnAddress = *(int*)((int*)FnAddress + Index);
    return FnAddress;
}

至此函数打桩的介绍告一段落。

3. 普通成员函数转换

<pre name="code" class="cpp">template<class T>
void * getAddr(T f)
{
      long addr;
      memcpy(&addr,&f,sizeof(T));
      return  (int*)addr;
}

资料：（非常有參考价值）

http://www.cnblogs.com/HeroZearin/articles/2772100.html