网络安全编程：内核驱动进程遍历

 内核驱动在安全方面占据重要的地位。本文实现一个枚举进程的函数。枚举进程不能在用户态下进行，需要到内核态下进行，这样就必须使用驱动程序来完成。先用WinDbg完成一次手动的枚举过程，再通过代码来完成。

1. 配置VMware和WinDbg进行驱动调试

使用WinDbg调试驱动程序或内核，需要双机进行调试。所谓双机，就是两台电脑。通常情况下，大部分人往往只有一台电脑。那么，解决的方法就是安装虚拟机，然后对虚拟机进行一些设置，也是可以通过WinDbg进行调试的。虚拟机选择使用VMware，下面介绍如何对虚拟机进行配置。

安装好VMware，并在VMware中安装好操作系统，然后对安装好的虚拟机进行一些设置。通过此设置可以达到调试器与虚拟机的连接。单击菜单“VM”→“Settings”命令，弹出“Virtual Machine Settings”对话框，如图1所示。

图1  “Virtual Machine Settings”对话框

单击“Add”按钮，打开“Add Hardware Wizard”（添加硬件向导）对话框，如图2所示。

图2  “Add Hardware Wizard”对话框1

在该对话框中选择“Serial Port”选项，也就是串口，然后单击“Next”按钮，弹出“Add Hardware Wizard”对话框的第二个界面，如图3所示。

图3  “Add Hardware Wizard”对话框2

在该界面中选择“Output to named pipe”单选按钮，也就是命名管道。命名管道是Windows下进程通信的一种方法。选中该项后继续单击“Next”按钮，进入下一个界面，也是设置的最后一个界面，如图4所示。

图4  “Add Hardware Wizard”对话框3

在这个界面中对命名管道进行设置，然后单击“Finish”按钮即可。至此，已经完成了一半的设置。接着，启动虚拟机配置Windows的Boot.ini文件。Boot.ini文件原内容如下： 

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[boot loader]  timeout=30  default=multi(0)disk(0)rdisk(0)partition(1)\WINDOWS  [operating systems]  multi(0)disk(0)rdisk(0)partition(1)\WINDOWS="Microsoft Windows XP Professional" /fa stdetect /NoExecute=AlwaysOff

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将最后一行复制，然后放到最后面，并进行修改。修改后的内容如下： 

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[boot loader]  timeout=30  default=multi(0)disk(0)rdisk(0)partition(1)\WINDOWS  [operating systems]  multi(0)disk(0)rdisk(0)partition(1)\WINDOWS="Microsoft Windows XP Professional" /fa  stdetect /NoExecute=AlwaysOff  multi(0)disk(0)rdisk(0)partition(1)\WINDOWS="Microsoft Windows XP Professional" /fa  stdetect /NoExecute=optin /debug /debugport=com1 /baudrate=115200

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去掉Boot.ini文件的只读属性，然后保存Boot.ini文件。在下次需要对驱动进行调试，或者对内核进行调试时，选择启动Debug模式的Windows。

这里只介绍了针对Windows XP系统的配置方法。关于其他版本系统的配置方法，请自行参考相关内容。

至此，所有的配置工作都做好了，但是使用WinDbg进行连接时，还是要有连接参数的。先在桌面上创建一个WinDbg的快捷方式，然后在WinDbg快捷方式上单击右键，在弹出的快捷菜单中选择“属性”命令，弹出“属性”对话框，将“目标”位置改为： 

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F:\WinDDK\7600.16385.0\Debuggers\windbg.exe -b -k com:port=\\.\pipe\com_1,baud= 115200,pipe

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这样就可以用WinDbg连接虚拟机中调试状态下的Windows XP了。

2. EPROCESS和手动遍历进程

Windows中有一个非常大的与进程有关的结构体——EPROCESS。每个进程对应一个EPROCESS结构，但EPROCESS是一个系统未公开的结构体，在WDK中只能找到说明，而找不到其结构体的具体定义，因此需要通过WinDbg来查看。这次使用WinDbg和VMware进行调试。按照前面的方法，使WinDbg和VMware可以连接。当WinDbg出现调试界面时，在其命令处输入dt _eprocess命令来查看该结构体，如图5所示。

图5  WinDbg显示的部分EPROCESS结构体

从图中可以看出，EPROCESS结构体显示出非常多的内容，从WinDbg调试界面只能看到部分成员变量，而且偏移已经到了0x258，非常多。看一下WinDbg的全部内容。 

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kd> dt _eprocess  nt!_EPROCESS   +0x000 Pcb : _KPROCESS // 进程控制块   +0x06c ProcessLock : _EX_PUSH_LOCK   +0x070 CreateTime : _LARGE_INTEGER   +0x078 ExitTime : _LARGE_INTEGER   +0x080 RundownProtect : _EX_RUNDOWN_REF   +0x084 UniqueProcessId : Ptr32 Void // 进程 ID   +0x088 ActiveProcessLinks : _LIST_ENTRY // 活动进程链表   +0x090 QuotaUsage : [3] Uint4B  +0x09c QuotaPeak : [3] Uint4B   +0x0a8 CommitCharge : Uint4B   +0x0ac PeakVirtualSize : Uint4B   +0x0b0 VirtualSize : Uint4B   +0x0b4 SessionProcessLinks : _LIST_ENTRY   +0x0bc DebugPort : Ptr32 Void   +0x0c0 ExceptionPort : Ptr32 Void   +0x0c4 ObjectTable : Ptr32 _HANDLE_TABLE   +0x0c8 Token : _EX_FAST_REF   +0x0cc WorkingSetLock : _FAST_MUTEX   +0x0ec WorkingSetPage : Uint4B   +0x0f0 AddressCreationLock : _FAST_MUTEX   +0x110 HyperSpaceLock : Uint4B   +0x114 ForkInProgress : Ptr32 _ETHREAD   +0x118 HardwareTrigger : Uint4B   +0x11c VadRoot : Ptr32 Void   +0x120 VadHint : Ptr32 Void   +0x124 CloneRoot : Ptr32 Void   +0x128 NumberOfPrivatePages : Uint4B   +0x12c NumberOfLockedPages : Uint4B   +0x130 Win32Process : Ptr32 Void   +0x134 Job : Ptr32 _EJOB   +0x138 SectionObject : Ptr32 Void   +0x13c SectionBaseAddress : Ptr32 Void   +0x140 QuotaBlock : Ptr32 _EPROCESS_QUOTA_BLOCK   +0x144 WorkingSetWatch : Ptr32 _PAGEFAULT_HISTORY   +0x148 Win32WindowStation : Ptr32 Void  +0x14c InheritedFromUniqueProcessId : Ptr32 Void   +0x150 LdtInformation : Ptr32 Void   +0x154 VadFreeHint : Ptr32 Void   +0x158 VdmObjects : Ptr32 Void   +0x15c DeviceMap : Ptr32 Void   +0x160 PhysicalVadList : _LIST_ENTRY   +0x168 PageDirectoryPte : _HARDWARE_PTE   +0x168 Filler : Uint8B   +0x170 Session : Ptr32 Void   +0x174 ImageFileName : [16] UChar // 进程名   +0x184 JobLinks : _LIST_ENTRY   +0x18c LockedPagesList : Ptr32 Void   +0x190 ThreadListHead : _LIST_ENTRY   +0x198 SecurityPort : Ptr32 Void   +0x19c PaeTop : Ptr32 Void   +0x1a0 ActiveThreads : Uint4B   +0x1a4 GrantedAccess : Uint4B   +0x1a8 DefaultHardErrorProcessing : Uint4B   +0x1ac LastThreadExitStatus : Int4B   +0x1b0 Peb : Ptr32 _PEB // 进程环境块  +0x1b4 PrefetchTrace : _EX_FAST_REF   +0x1b8 ReadOperationCount : _LARGE_INTEGER   +0x1c0 WriteOperationCount : _LARGE_INTEGER   +0x1c8 OtherOperationCount : _LARGE_INTEGER   +0x1d0 ReadTransferCount : _LARGE_INTEGER   +0x1d8 WriteTransferCount : _LARGE_INTEGER   +0x1e0 OtherTransferCount : _LARGE_INTEGER   +0x1e8 CommitChargeLimit : Uint4B   +0x1ec CommitChargePeak : Uint4B   +0x1f0 AweInfo : Ptr32 Void   +0x1f4 SeAuditProcessCreationInfo : _SE_AUDIT_PROCESS_CREATION_INFO   +0x1f8 Vm : _MMSUPPORT   +0x238 LastFaultCount : Uint4B   +0x23c ModifiedPageCount : Uint4B   +0x240 NumberOfVads : Uint4B   +0x244 JobStatus : Uint4B   +0x248 Flags : Uint4B   +0x248 CreateReported : Pos 0, 1 Bit   +0x248 NoDebugInherit : Pos 1, 1 Bit   +0x248 ProcessExiting : Pos 2, 1 Bit   +0x248 ProcessDelete : Pos 3, 1 Bit   +0x248 Wow64SplitPages : Pos 4, 1 Bit   +0x248 VmDeleted : Pos 5, 1 Bit   +0x248 OutswapEnabled : Pos 6, 1 Bit   +0x248 Outswapped : Pos 7, 1 Bit   +0x248 ForkFailed : Pos 8, 1 Bit   +0x248 HasPhysicalVad : Pos 9, 1 Bit   +0x248 AddressSpaceInitialized : Pos 10, 2 Bits   +0x248 SetTimerResolution : Pos 12, 1 Bit   +0x248 BreakOnTermination : Pos 13, 1 Bit   +0x248 SessionCreationUnderway : Pos 14, 1 Bit   +0x248 WriteWatch : Pos 15, 1 Bit   +0x248 ProcessInSession : Pos 16, 1 Bit   +0x248 OverrideAddressSpace : Pos 17, 1 Bit   +0x248 HasAddressSpace : Pos 18, 1 Bit   +0x248 LaunchPrefetched : Pos 19, 1 Bit   +0x248 InjectInpageErrors : Pos 20, 1 Bit  +0x248 VmTopDown : Pos 21, 1 Bit   +0x248 Unused3 : Pos 22, 1 Bit   +0x248 Unused4 : Pos 23, 1 Bit   +0x248 VdmAllowed : Pos 24, 1 Bit   +0x248 Unused : Pos 25, 5 Bits   +0x248 Unused1 : Pos 30, 1 Bit   +0x248 Unused2 : Pos 31, 1 Bit   +0x24c ExitStatus : Int4B   +0x250 NextPageColor : Uint2B   +0x252 SubSystemMinorVersion : UChar   +0x253 SubSystemMajorVersion : UChar   +0x252 SubSystemVersion : Uint2B   +0x254 PriorityClass : UChar   +0x255 WorkingSetAcquiredUnsafe : UChar   +0x258 Cookie : Uint4B

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上面就是EPROCESS结构体的全部。对于遍历进程列表来说，有用的只有几个内容，首先是偏移0x84处的进程ID，然后是偏移0x88处的进程链表，最后一个是偏移0x174的进程名。下面手动进行一次遍历。

在WinDbg的命令输入提示处输入! Process 0 0命令，得到进程的列表，如图6所示。

图6  进程信息

PROCESS后面给出的值就是当前进程中EPROCESS的地址，选择explorer.exe进程给出的地址0xff364708来解析EPROCESS。输入命令dt _eprocess ff364708，输出如下： 

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kd> dt _eprocess ff364708  nt!_EPROCESS   +0x000 Pcb : _KPROCESS   +0x06c ProcessLock : _EX_PUSH_LOCK   +0x070 CreateTime : _LARGE_INTEGER 0x1cb6af5`91d56cea   +0x078 ExitTime : _LARGE_INTEGER 0x0   +0x080 RundownProtect : _EX_RUNDOWN_REF   +0x084 UniqueProcessId : 0x00000600   +0x088 ActiveProcessLinks : _LIST_ENTRY [ 0xff2b44b0 - 0xff3640a8 ]   <部分省略>   +0x174 ImageFileName : [16] "explorer.exe"   <部分省略>   +0x1b0 Peb : 0x7ffde000 _PEB   <后面省略>

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可以看到，按照EPROCESS结构体解析ff364708地址，输出了需要的内容。接着，通过ActiveProcessLinks获取下一个进程的信息。输入命令dd ff364708 + 0x88，输出如下： 

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kd> dd ff364708 + 0x88  ff364790 ff2b44b0 ff3640a8 00002940 00021944  ff3647a0 00000a92 00003940 00024cb4 00000bf8  ff3647b0 00000a92 05e04000 0563a000 ff2b44dc  ff3647c0 ff3640d4 00000000 e15b6eb8 e1ce2640  ff3647d0 e166f389 00000001 f39a5440 00000000  ff3647e0 00040001 00000000 ff3647e8 ff3647e8  ff3647f0 0000003d 000059ca 00000001 f39a5440  ff364800 00000000 00040001 00000000 ff36480c

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ff364790地址处保存了下一个EPROCESS结构体ActiveProcessLinks的地址。要得到下一个EPROCESS的地址，必须减去0x88才行。输入命令dt _eprocess (ff2b44b0 – 0x88)，输出如下： 

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kd> dt _eprocess (ff2b44b0 - 0x88)  nt!_EPROCESS   +0x000 Pcb : _KPROCESS   +0x06c ProcessLock : _EX_PUSH_LOCK   +0x070 CreateTime : _LARGE_INTEGER 0x1cb6af5`95026ecc   +0x078 ExitTime : _LARGE_INTEGER 0x0   +0x080 RundownProtect : _EX_RUNDOWN_REF   +0x084 UniqueProcessId : 0x000006b8   +0x088 ActiveProcessLinks : _LIST_ENTRY [ 0xff2b7580 - 0xff364790 ]   <后面省略>   +0x174 ImageFileName : [16] "VMwareTray.exe"   <后面省略>

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将输出结果和图6中的结果对比，explorer.exe的下一个进程为VMwareTray.exe。可见遍历方法是正确的。

3. 编程实现进程遍历

上面介绍的手动遍历过程就是指导用户如何编写代码的，只要能够掌握上面的手动遍历过程，那么代码的编写也就不是问题了。下面直接看代码： 

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NTSTATUS DriverEntry(    PDRIVER_OBJECT pDriverObject,    PUNICODE_STRING pRegistryPath)  {    PEPROCESS pEprocess = NULL;    PEPROCESS pFirstEprocess = NULL;    ULONG ulProcessName = 0;    ULONG ulProcessId = 0;    pDriverObject->DriverUnloadDriverUnload = DriverUnload;    pEprocess = PsGetCurrentProcess();    if ( pEprocess == 0 )    {      KdPrint(("PsGetcurrentProcess Error ! \r\n"));      return STATUS_SUCCESS;    }    pFirstEprocess = pEprocess;    while ( pEprocess != NULL )    {      ulProcessName = (ULONG)pEprocess + 0x174;      ulProcessId = *(ULONG *)((ULONG)pEprocess + 0x84);      KdPrint(("ProcessName = %s, ProcessId = %d \r\n", ulProcessName, ulProcessId));      pEprocess = (ULONG)( *(ULONG *)((ULONG)pEprocess + 0x88) - 0x88);      if ( pEprocess == pFirstEprocess || (*(LONG *)((LONG)pEprocess + 0x84)) < 0 )      {        break ;      }    }    return STATUS_SUCCESS;  }

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代码中用到了一个函数，就是PsGetCurrentProcess()。这个函数是用来获取当前进程的EPROCESS指针的，其定义如下： 

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PEPROCESS PsGetCurrentProcess(VOID);

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通过PsGetCurrentProcess()函数获得的是system进程的EPROCESS，大多数内核模式系统线程都在system进程中。除了这个函数没有接触过以外，剩下的部分就是对EPROCESS结构体的操作，这里不做过多的介绍。实现进程内DLL文件的隐藏方法是将指定DLL在DLL链表中“脱链”。为了隐藏进程，同样可以将指定进程的EPROCESS结构体在进程链表中“脱链”，以达到隐藏的目的。