在前幾篇文章中LyShark
通過多種方式實現了驅動程式與應用層之間的通訊,這其中就包括了通過運用SystemBuf
緩衝區通訊,運用ReadFile
讀寫通訊,運用PIPE
管道通訊,以及運用ASYNC
反向通訊,這些通訊方式在應對一收一發
模式的時候效率極高,但往往我們需要實現一次性吐出多種資料,例如ARK工具中當我們列舉核心模組時,往往應用層例程中可以返回幾條甚至是幾十條結果,如下案例所示,這對於開發一款ARK反核心工具是必須要有的功能。
其實,實現這類功能可以從兩個方面入手,但不論使用哪一種方式本質上都是預留一段緩衝區以此來給核心與應用層共用的區域,該區域內可用於交換資料,實現方式有兩種要麼在應用層分配空間,要麼在核心中分配,LyShark先帶大家在核心層
實現,通過巧妙地運用MDL對映
機制來實現通訊需求。
MDL記憶體讀寫是最常用的一種讀寫模式,是用於描述實體地址頁面的一個結構,簡單的官方解釋;記憶體描述符列表 (MDL) 是一個系統定義的結構,通過一系列實體地址描述緩衝區。執行直接I/O的驅動程式從I/O管理器接收一個MDL的指標,並通過MDL讀寫資料。一些驅動程式在執行直接I/O來滿足裝置I/O控制請求時也使用MDL。
通過運用MDL的方式對同一塊實體記憶體同時對映到R0和R3,這樣我們只需要使用DeviceIoControl
向驅動傳送一個指標,通過對指標進行讀寫就可以實現資料的交換,本人在網路上找到了如下兩段被轉載的爛大街的片段,這兩段程式碼明顯是存在缺陷的如果你也在尋找對映方法那麼不要被這兩段程式碼坑了,多數人也根本沒有能力將其變為可用的,也就只能轉載,不知道哪個大哥挖的坑。
使用者態程序分配空間,核心態去對映。
// assume uva is a virtual address in user space, uva_size is its size
MDL * mdl = IoAllocateMdl(uva, uva_size, FALSE, FALSE, NULL);
ASSERT(mdl);
__try {
MmProbeAndLockPages(mdl, UserMode, IoReadAccess);
} __except(EXCEPTION_EXECUTE_HANDLER) {
DbgPrint("error code = %d", GetExceptionCode);
}
PVOID kva = MmGetSystemAddressForMdlSafe(mdl, NormalPagePriority);
// use kva
// …
MmUnlockPages(mdl);
IoFreeMdl(mdl);
核心態分配空間,使用者態程序去對映。
PVOID kva = ExAllocatePoolWithTag(NonPagedPool, 1024, (ULONG)'PMET');
MDL * mdl = IoAllocateMdl(uva, uva_size, FALSE, FALSE, NULL);
ASSERT(mdl);
__try {
MmBuildMdlForNonPagedPool(mdl);
} __except(EXCEPTION_EXECUTE_HANDLER) {
DbgPrint("error code = %d", GetExceptionCode);
}
PVOID uva = MmMapLockedPagesSpecifyCache(mdl, UserMode, MmCached, NULL, FALSE, NormalPagePriority);
如上的程式碼看看就好摘出來只是要提醒大家這個是無法使用的,如下將進入本篇文章的正題。
以核心中開闢空間為例,首先在程式碼中要做的就是定義一段非分頁記憶體#define FILE_DEVICE_EXTENSION 4096
這段區域用於給全域性變數使用,其次我們需要傳輸結構體那麼結構體中的成員就要事先定義好,例如此處使用StructAll
來定義結構結構體成員變數如下所示,通過使用static
將結構體定義為靜態,預先空出1024
的記憶體空間並初始化為0,當然了這種方式是存在弊端的,例如最大隻支援1024個結構如果超過了則可能會溢位,當然最好的辦法是使用者空間開闢,在下次章節中再介紹。
// -------------------------------------------------
// MDL資料傳遞變數
// -------------------------------------------------
// 儲存一段非分頁記憶體,用於給全域性變數使用
#define FILE_DEVICE_EXTENSION 4096
// 定義重複結構(迴圈傳遞)
typedef struct
{
char username[256];
char password[256];
int count;
}StructAll;
static StructAll ptr[1024] = { 0 };
為了能夠達到輸出結構體的效果這裡我定義一個ShowProcess
用於模擬當前系統內程序數,並自動填充為特定的資料,此處結構體內部count
成員則用於標註當前共有多少個結構體,用於在使用者層讀取判斷,當然了這種方式的另一個弊端就是浪費空間,因為每一個結構體中都存在一個被填充為0的整數型別。但如果只是實現功能的話其實也不是那麼重要。
// 模擬程序列表賦值測試
int ShowProcess(int process_count)
{
memset(ptr, 0, sizeof(StructAll) * process_count);
int x = 0;
for (; x < process_count + 1; x++)
{
strcpy_s(ptr[x].username, 256, "lyshark");
strcpy_s(ptr[x].password, 256, "123456");
}
// 設定總共有多少個結構體,並返回結構體個數
ptr[0].count = x;
return x;
}
核心態對映: 當定義好如上這些方法時,接下來就是最重要的驅動對映部分了,如下程式碼所示,首先當用戶呼叫派遣時第一個執行的函數是ShowProcess()
它用於獲取到當前系統中有多少個程序,接著通過sizeof(MyData) * count
計算出當前MyData
需要分配的記憶體池大小並返回給pool_size
,呼叫ExAllocatePool
分配一塊非分頁核心空間,建立IoAllocateMdl
MDL對映,將資料MmMapLockedPagesSpecifyCache
對映到使用者空間,最後將指標pShareMM_User
返回給使用者態。
// 署名權
// right to sign one's name on a piece of work
// PowerBy: LyShark
// Email: [email protected]
// 獲取到當前列表資料
int count = ShowProcess(715);
long pool_size = sizeof(MyData) * count;
DbgPrint("總程序數: %d 分配記憶體池大小: %d \n", count, pool_size);
__try
{
// 分配核心空間
PVOID pShareMM_SYS = ExAllocatePool(NonPagedPool, pool_size);
RtlZeroMemory(pShareMM_SYS, pool_size);
// 建立MDL
PMDL pShareMM_MDL = IoAllocateMdl(pShareMM_SYS, pool_size, FALSE, FALSE, NULL);
MmBuildMdlForNonPagedPool(pShareMM_MDL);
// 將核心空間對映到使用者空間
PVOID pShareMM_User = MmMapLockedPagesSpecifyCache(pShareMM_MDL, UserMode, MmCached, NULL, FALSE, NormalPagePriority);
// 拷貝傳送資料
RtlCopyMemory(pShareMM_SYS, &ptr, sizeof(ptr[0]) * count);
DbgPrint("[lyshark] 使用者地址空間: 0x%x \n", pShareMM_User);
DbgPrint("[lyshark] 核心地址空間: 0x%p \n", pShareMM_SYS);
// 將字串指標傳送給應用層
*(PVOID *)pIrp->AssociatedIrp.SystemBuffer = pShareMM_User;
// ExFreePool(pShareMM_SYS);
}
__except (EXCEPTION_EXECUTE_HANDLER)
{
break;
}
status = STATUS_SUCCESS;
break;
使用者態讀取資料: 與核心層一致,使用者層同樣需要定義StructAll
結構體用於接收核心中返回過來的結構,而重要的程式碼則是接收部分,通過IoControl
傳送控制碼,並得到ptr
記憶體指標,此處區域就是核心態分配過的指標,使用者只需要通過迴圈的方式依次讀出裡面的資料即可。
// 署名權
// right to sign one's name on a piece of work
// PowerBy: LyShark
// Email: [email protected]
// -------------------------------------------------
// MDL資料傳遞變數
// -------------------------------------------------
// 定義重複結構(迴圈傳遞)
typedef struct
{
char username[256];
char password[256];
int count;
}StructAll;
// 直接輸出迴圈結構體
StructAll *ptr;
// 派遣命令
DriveControl.IoControl(IOCTL_IO_MDLStructAll, 0, 0, &ptr, sizeof(PVOID), 0);
printf("共用記憶體地址: %x \n", ptr);
long size = ptr[0].count;
std::cout << "得到結構體總數: " << size << std::endl;
for (int x = 0; x < size; x++)
{
std::cout << "計數器: " << x << std::endl;
std::cout << "使用者名稱: " << ptr[x].username << std::endl;
std::cout << "密碼: " << ptr[x].password << std::endl;
std::cout << std::endl;
}
如上就是核心層與應用層的部分程式碼功能分析,接下來我將完整程式碼分享出來,大家可以自行測試效果。
驅動程式WinDDK.sys
完整程式碼;
// 署名權
// right to sign one's name on a piece of work
// PowerBy: LyShark
// Email: [email protected]
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <ntifs.h>
#include <windef.h>
// 定義符號連結,一般來說修改為驅動的名字即可
#define DEVICE_NAME L"\\Device\\WinDDK"
#define LINK_NAME L"\\DosDevices\\WinDDK"
#define LINK_GLOBAL_NAME L"\\DosDevices\\Global\\WinDDK"
// 定義驅動功能號和名字,提供介面給應用程式呼叫
#define IOCTL_IO_MDLStructAll CTL_CODE(FILE_DEVICE_UNKNOWN, 0x805, METHOD_BUFFERED, FILE_ANY_ACCESS)
// 儲存一段非分頁記憶體,用於給全域性變數使用
#define FILE_DEVICE_EXTENSION 4096
// 定義傳遞結構體
typedef struct
{
int uuid;
char szUname[1024];
}MyData;
// -------------------------------------------------
// MDL資料傳遞變數
// -------------------------------------------------
// 定義重複結構(迴圈傳遞)
typedef struct
{
char username[256];
char password[256];
int count;
}StructAll;
static StructAll ptr[1024] = { 0 };
// 模擬程序列表賦值測試
int ShowProcess(int process_count)
{
memset(ptr, 0, sizeof(StructAll) * process_count);
int x = 0;
for (; x < process_count + 1; x++)
{
strcpy_s(ptr[x].username, 256, "hello lyshark.com");
strcpy_s(ptr[x].password, 256, "123456");
}
// 設定總共有多少個結構體,並返回結構體個數
ptr[0].count = x;
return x;
}
// 驅動繫結預設派遣函數
NTSTATUS DefaultDispatch(PDEVICE_OBJECT _pDeviceObject, PIRP _pIrp)
{
_pIrp->IoStatus.Status = STATUS_NOT_SUPPORTED;
_pIrp->IoStatus.Information = 0;
IoCompleteRequest(_pIrp, IO_NO_INCREMENT);
return _pIrp->IoStatus.Status;
}
// 驅動解除安裝的處理例程
VOID DriverUnload(PDRIVER_OBJECT pDriverObj)
{
if (pDriverObj->DeviceObject)
{
UNICODE_STRING strLink;
// 刪除符號連線和裝置
RtlInitUnicodeString(&strLink, LINK_NAME);
IoDeleteSymbolicLink(&strLink);
IoDeleteDevice(pDriverObj->DeviceObject);
DbgPrint("[kernel] # 驅動已解除安裝 \n");
}
}
// IRP_MJ_CREATE 對應的處理例程,一般不用管它
NTSTATUS DispatchCreate(PDEVICE_OBJECT pDevObj, PIRP pIrp)
{
DbgPrint("[kernel] # 驅動處理例程載入 \n");
pIrp->IoStatus.Status = STATUS_SUCCESS;
pIrp->IoStatus.Information = 0;
IoCompleteRequest(pIrp, IO_NO_INCREMENT);
return STATUS_SUCCESS;
}
// IRP_MJ_CLOSE 對應的處理例程,一般不用管它
NTSTATUS DispatchClose(PDEVICE_OBJECT pDevObj, PIRP pIrp)
{
DbgPrint("[kernel] # 關閉派遣 \n");
pIrp->IoStatus.Status = STATUS_SUCCESS;
pIrp->IoStatus.Information = 0;
IoCompleteRequest(pIrp, IO_NO_INCREMENT);
return STATUS_SUCCESS;
}
// IRP_MJ_DEVICE_CONTROL 對應的處理例程,驅動最重要的函數
NTSTATUS DispatchIoctl(PDEVICE_OBJECT pDevObj, PIRP pIrp)
{
NTSTATUS status = STATUS_INVALID_DEVICE_REQUEST;
PIO_STACK_LOCATION pIrpStack;
ULONG uIoControlCode;
PVOID pIoBuffer;
ULONG uInSize;
ULONG uOutSize;
// 獲得IRP裡的關鍵資料
pIrpStack = IoGetCurrentIrpStackLocation(pIrp);
// 獲取控制碼
uIoControlCode = pIrpStack->Parameters.DeviceIoControl.IoControlCode;
// 輸入和輸出的緩衝區(DeviceIoControl的InBuffer和OutBuffer都是它)
pIoBuffer = pIrp->AssociatedIrp.SystemBuffer;
// EXE傳送傳入資料的BUFFER長度(DeviceIoControl的nInBufferSize)
uInSize = pIrpStack->Parameters.DeviceIoControl.InputBufferLength;
// EXE接收傳出資料的BUFFER長度(DeviceIoControl的nOutBufferSize)
uOutSize = pIrpStack->Parameters.DeviceIoControl.OutputBufferLength;
// 對不同控制訊號的處理流程
switch (uIoControlCode)
{
// 測試MDL傳輸多次結構體
case IOCTL_IO_MDLStructAll:
{
// 獲取到當前列表資料
int count = ShowProcess(715);
long pool_size = sizeof(MyData) * count;
DbgPrint("總程序數: %d 分配記憶體池大小: %d \n", count, pool_size);
__try
{
// 分配核心空間
PVOID pShareMM_SYS = ExAllocatePool(NonPagedPool, pool_size);
RtlZeroMemory(pShareMM_SYS, pool_size);
// 建立MDL
PMDL pShareMM_MDL = IoAllocateMdl(pShareMM_SYS, pool_size, FALSE, FALSE, NULL);
MmBuildMdlForNonPagedPool(pShareMM_MDL);
// 將核心空間對映到使用者空間
PVOID pShareMM_User = MmMapLockedPagesSpecifyCache(pShareMM_MDL, UserMode, MmCached, NULL, FALSE, NormalPagePriority);
// 拷貝傳送資料
RtlCopyMemory(pShareMM_SYS, &ptr, sizeof(ptr[0]) * count);
DbgPrint("[lyshark.com] 使用者地址空間: 0x%x \n", pShareMM_User);
DbgPrint("[lyshark.com] 核心地址空間: 0x%p \n", pShareMM_SYS);
// 將字串指標傳送給應用層
*(PVOID *)pIrp->AssociatedIrp.SystemBuffer = pShareMM_User;
// ExFreePool(pShareMM_SYS);
}
__except (EXCEPTION_EXECUTE_HANDLER)
{
break;
}
status = STATUS_SUCCESS;
break;
}
}
// 設定DeviceIoControl的*lpBytesReturned的值(如果通訊失敗則返回0長度)
if (status == STATUS_SUCCESS)
{
pIrp->IoStatus.Information = uOutSize;
}
else
{
pIrp->IoStatus.Information = 0;
}
// 設定DeviceIoControl的返回值是成功還是失敗
pIrp->IoStatus.Status = status;
IoCompleteRequest(pIrp, IO_NO_INCREMENT);
return status;
}
// 驅動的初始化工作
NTSTATUS DriverEntry(PDRIVER_OBJECT pDriverObj, PUNICODE_STRING pRegistryString)
{
NTSTATUS status = STATUS_SUCCESS;
UNICODE_STRING ustrLinkName;
UNICODE_STRING ustrDevName;
PDEVICE_OBJECT pDevObj;
// 初始化其他派遣
for (ULONG i = 0; i < IRP_MJ_MAXIMUM_FUNCTION; i++)
{
DbgPrint("初始化派遣: %d \n", i);
pDriverObj->MajorFunction[i] = DefaultDispatch;
}
// 設定分發函數和解除安裝例程
pDriverObj->MajorFunction[IRP_MJ_CREATE] = DispatchCreate;
pDriverObj->MajorFunction[IRP_MJ_CLOSE] = DispatchClose;
pDriverObj->MajorFunction[IRP_MJ_DEVICE_CONTROL] = DispatchIoctl;
pDriverObj->DriverUnload = DriverUnload;
// 建立一個裝置
RtlInitUnicodeString(&ustrDevName, DEVICE_NAME);
// FILE_DEVICE_EXTENSION 建立裝置時,指定裝置擴充套件記憶體的大小,傳一個值進去,就會給裝置分配一塊非頁面記憶體。
status = IoCreateDevice(pDriverObj, sizeof(FILE_DEVICE_EXTENSION), &ustrDevName, FILE_DEVICE_UNKNOWN, 0, FALSE, &pDevObj);
if (!NT_SUCCESS(status))
{
return status;
}
// 判斷支援的WDM版本,其實這個已經不需要了,純屬WIN9X和WINNT並存時代的殘留物
if (IoIsWdmVersionAvailable(1, 0x10))
{
RtlInitUnicodeString(&ustrLinkName, LINK_GLOBAL_NAME);
}
else
{
RtlInitUnicodeString(&ustrLinkName, LINK_NAME);
}
// 建立符號連線
status = IoCreateSymbolicLink(&ustrLinkName, &ustrDevName);
if (!NT_SUCCESS(status))
{
DbgPrint("建立符號連結失敗 \n");
IoDeleteDevice(pDevObj);
return status;
}
DbgPrint("[kernel] # hello lyshark.com \n");
// 返回載入驅動的狀態(如果返回失敗,驅動講被清除出核心空間)
return STATUS_SUCCESS;
}
應用層使用者端程式lyshark.exe
完整程式碼;
// 署名權
// right to sign one's name on a piece of work
// PowerBy: LyShark
// Email: [email protected]
#include <iostream>
#include <Windows.h>
#include <vector>
#pragma comment(lib,"user32.lib")
#pragma comment(lib,"advapi32.lib")
// 定義驅動功能號和名字,提供介面給應用程式呼叫
#define IOCTL_IO_MDLStructAll 0x805
class cDrvCtrl
{
public:
cDrvCtrl()
{
m_pSysPath = NULL;
m_pServiceName = NULL;
m_pDisplayName = NULL;
m_hSCManager = NULL;
m_hService = NULL;
m_hDriver = INVALID_HANDLE_VALUE;
}
~cDrvCtrl()
{
CloseServiceHandle(m_hService);
CloseServiceHandle(m_hSCManager);
CloseHandle(m_hDriver);
}
// 安裝驅動
BOOL Install(PCHAR pSysPath, PCHAR pServiceName, PCHAR pDisplayName)
{
m_pSysPath = pSysPath;
m_pServiceName = pServiceName;
m_pDisplayName = pDisplayName;
m_hSCManager = OpenSCManagerA(NULL, NULL, SC_MANAGER_ALL_ACCESS);
if (NULL == m_hSCManager)
{
m_dwLastError = GetLastError();
return FALSE;
}
m_hService = CreateServiceA(m_hSCManager, m_pServiceName, m_pDisplayName,
SERVICE_ALL_ACCESS, SERVICE_KERNEL_DRIVER, SERVICE_DEMAND_START, SERVICE_ERROR_NORMAL,
m_pSysPath, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL);
if (NULL == m_hService)
{
m_dwLastError = GetLastError();
if (ERROR_SERVICE_EXISTS == m_dwLastError)
{
m_hService = OpenServiceA(m_hSCManager, m_pServiceName, SERVICE_ALL_ACCESS);
if (NULL == m_hService)
{
CloseServiceHandle(m_hSCManager);
return FALSE;
}
}
else
{
CloseServiceHandle(m_hSCManager);
return FALSE;
}
}
return TRUE;
}
// 啟動驅動
BOOL Start()
{
if (!StartServiceA(m_hService, NULL, NULL))
{
m_dwLastError = GetLastError();
return FALSE;
}
return TRUE;
}
// 關閉驅動
BOOL Stop()
{
SERVICE_STATUS ss;
GetSvcHandle(m_pServiceName);
if (!ControlService(m_hService, SERVICE_CONTROL_STOP, &ss))
{
m_dwLastError = GetLastError();
return FALSE;
}
return TRUE;
}
// 移除驅動
BOOL Remove()
{
GetSvcHandle(m_pServiceName);
if (!DeleteService(m_hService))
{
m_dwLastError = GetLastError();
return FALSE;
}
return TRUE;
}
// 開啟驅動
BOOL Open(PCHAR pLinkName)
{
if (m_hDriver != INVALID_HANDLE_VALUE)
return TRUE;
m_hDriver = CreateFileA(pLinkName, GENERIC_READ | GENERIC_WRITE, 0, 0, OPEN_EXISTING, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, 0);
if (m_hDriver != INVALID_HANDLE_VALUE)
return TRUE;
else
return FALSE;
}
// 傳送控制訊號
BOOL IoControl(DWORD dwIoCode, PVOID InBuff, DWORD InBuffLen, PVOID OutBuff, DWORD OutBuffLen, DWORD *RealRetBytes)
{
DWORD dw;
BOOL b = DeviceIoControl(m_hDriver, CTL_CODE_GEN(dwIoCode), InBuff, InBuffLen, OutBuff, OutBuffLen, &dw, NULL);
if (RealRetBytes)
*RealRetBytes = dw;
return b;
}
private:
// 獲取服務控制程式碼
BOOL GetSvcHandle(PCHAR pServiceName)
{
m_pServiceName = pServiceName;
m_hSCManager = OpenSCManagerA(NULL, NULL, SC_MANAGER_ALL_ACCESS);
if (NULL == m_hSCManager)
{
m_dwLastError = GetLastError();
return FALSE;
}
m_hService = OpenServiceA(m_hSCManager, m_pServiceName, SERVICE_ALL_ACCESS);
if (NULL == m_hService)
{
CloseServiceHandle(m_hSCManager);
return FALSE;
}
else
{
return TRUE;
}
}
// 獲取控制訊號對應字串
DWORD CTL_CODE_GEN(DWORD lngFunction)
{
return (FILE_DEVICE_UNKNOWN * 65536) | (FILE_ANY_ACCESS * 16384) | (lngFunction * 4) | METHOD_BUFFERED;
}
public:
DWORD m_dwLastError;
PCHAR m_pSysPath;
PCHAR m_pServiceName;
PCHAR m_pDisplayName;
HANDLE m_hDriver;
SC_HANDLE m_hSCManager;
SC_HANDLE m_hService;
};
void GetAppPath(char *szCurFile)
{
GetModuleFileNameA(0, szCurFile, MAX_PATH);
for (SIZE_T i = strlen(szCurFile) - 1; i >= 0; i--)
{
if (szCurFile[i] == '\\')
{
szCurFile[i + 1] = '\0';
break;
}
}
}
// -------------------------------------------------
// MDL資料傳遞變數
// -------------------------------------------------
// 定義重複結構(迴圈傳遞)
typedef struct
{
char username[256];
char password[256];
int count;
}StructAll;
int main(int argc, char *argv[])
{
cDrvCtrl DriveControl;
// 設定驅動名稱
char szSysFile[MAX_PATH] = { 0 };
char szSvcLnkName[] = "WinDDK";;
GetAppPath(szSysFile);
strcat(szSysFile, "WinDDK.sys");
// 安裝並啟動驅動
DriveControl.Install(szSysFile, szSvcLnkName, szSvcLnkName);
DriveControl.Start();
// 開啟驅動的符號連結
DriveControl.Open("\\\\.\\WinDDK");
// 直接輸出迴圈結構體
StructAll *ptr;
// 派遣命令
DriveControl.IoControl(IOCTL_IO_MDLStructAll, 0, 0, &ptr, sizeof(PVOID), 0);
printf("[LyShark.com] 共用記憶體地址: %x \n", ptr);
long size = ptr[0].count;
std::cout << "得到結構體總數: " << size << std::endl;
for (int x = 0; x < size; x++)
{
std::cout << "計數器: " << x << std::endl;
std::cout << "使用者名稱: " << ptr[x].username << std::endl;
std::cout << "密碼: " << ptr[x].password << std::endl;
std::cout << std::endl;
}
// 關閉符號連結控制程式碼
CloseHandle(DriveControl.m_hDriver);
// 停止並解除安裝驅動
DriveControl.Stop();
DriveControl.Remove();
system("pause");
return 0;
}
手動編譯這兩個程式,將驅動簽名後以管理員身份執行lyshark.exe
使用者端,此時螢幕中即可看到捲動輸出效果,如此一來就實現了迴圈傳遞引數的目的。