HOOK API（二）—— HOOK自己程序的 MessageBox

HOOK API（二）

—— HOOK自己程序的 MessageBox

原文出处：http://www.cnblogs.com/fanling999/p/4593352.html

程序源码：https://github.com/hfl15/windows_kernel_development/tree/master/demo_source_code/HookMessageBoxX

0x00 前言

以下将给出一个简单的例子，作为HOOK API的入门。这里是HOOK 自己程序的MessageBox，即将自己程序对MessageBox API的调用重定向到自己实现的API中，在自己定义的API中实现内容的替换。

需要注意的是，本例子的HOOK仅仅对自己实现的MFC窗口程序，当开始HOOK 后，自己的程序调用MessageBox将被重定向，但其他程序滴啊用MessageBox时是正常的。

在Windows中，每个进程都有自己的进程控制块，有自己的安全运行空间，各函数在初始化时被加载到进程的地址空间中，各进程的地址空间是不相交的。本实例中，HOOK API仅仅在自己程序的地址空间中实现了地址的替换，因此不影响其他进程的工作，若想HOOK其他程序，那么就要想办法将自己实现的API注入到目标进程的地址空间中，并替换原API的地址，才能实现我们想要的功能，这将在后续的学习中进一步介绍。

本事例仅对自己的程序进行HOOK，实用性不是很大，但是对于入门，理解HOOK API的过程还是很有帮助的。

0x01 实现思想

在自己实现的窗体程序（Windows-A）中实现一个与MessageBox API定义一模一样的API（MessBox-New），这个API除了完成原API（MessBox-Old）的工作之外，还将显示内容进行修改。Windows A 加载时，对将自己所使用的API地址都加载到自己的地址空间中，这里包括我们自己写的MessBox-New，因此我们可以很方便的使用MessBox-New的调用地址来替换MessBox-Old的入口地址，进而实现对MessBox-Old的重定向、即替换。地址被替换之后，只要本程序调用MessageBox这个API，就会被重定向到我们实现的MessBox-New中。此过程中，若想要恢复正常，只需要将MessBox-Old的入口地址恢复即可。

0x02 HOOK API实现过程

本小节将介绍程序的实现过程。

　　1.定义自己的API

定义自己的API，因为我们这里要HOOK 自己程序的MessageBox，因此就要定义一个原型与MessageBox API一模一样的API。查MSDN，可得MessageBox有两种调用形式，分别是MessageBoxA和MessageBoxW，前者处理窄字符串，即每个字符占一个字节；后者处理宽字符串，即一个字符占两个字节。我们这里HOOK MessageBoxW，其原型为：

int WINAPI MessageBoxW(
    _In_opt_ HWND hWnd,
    _In_opt_ LPCWSTR lpText,
    _In_opt_ LPCWSTR lpCaption,
    _In_ UINT uType
);

由此，可以定义我们自己的API如下：

这里很容易漏掉函数前面的 WINAPI，若是少了将无法正常实现HOOK，一定要注意我们实现的函数的原型要与原API一致。

// 自己定义的，用于替换相应API的，假的API
int WINAPI MyMessageBoxW(HWND hwnd,LPCWSTR lpText,LPCWSTR lpCation,UINT uType){

    TRACE(lpText);

    /*
        调用原函数之前，先停止HOOK，也就是恢复原系统API函数的入口，否则无法调用到原API函数，而是继续调用自己的API，会造成死循环，进而造成堆栈溢出，崩溃。
    */
    HookOff();    

    /* 调用原来的MessageBoxW打印我们的信息。*/
    int ret = MessageBoxW(hwnd,_T("哈哈，被HOOK咯！！"),lpCation,uType);

    /*
        调用完原系统API后，记得恢复HOOK，也就是启动HOOK，将原API函数入口换成我们自己定义的函数入口，否则下一次调用MessageBoxW的时候就无法转到我们自己定义的API函数中，也就无法实现HOOK。
    */
    HookOff();

    return ret;
}

　　2.  定义API类型

定义原API的类型，下面的TypeMessageBoxW其它普通的数据类型的使用方法是一样的。定义一个TypeMessageBoxW类型的变量，用于存储原API的指针，还定义一个远指针类型，pfOldMsgBoxW，因为系统API是在动态链接库（DLL）中实现的，因此程序实际上是通过远地址指针来DLL中相应的API调用。而本实例中设计的MessageBox是在 User32.dll 中的。关于远地址指针这里不做多介绍，需要了解的可以查阅相关资料。

typedef int (WINAPI *TypeMessageBoxW)(HWND hwnd,LPCWSTR lpText,LPCWSTR lpCaption,UINT uType);
TypeMessageBoxW OdlMsgBoxW = NULL;    // 指向函数原型指针
FARPROC pfOldMsgBoxW;                // 指向函数远指针

　　3.获取原API函数入口

由MSDN可知，原API在User32.dll中实现，因此在此之前要加载User32.dll，并获取到原API的函数入口。实现代码如下：

HMODULE hmod = LoadLibrary(_T("User32.dll"));

    if ( NULL == hmod){
        AfxMessageBox(_T("加载User32.dll失败"));
        return;
    }

    OdlMsgBoxW = (TypeMessageBoxW)::GetProcAddress(hmod,"MessageBoxW");
    pfOldMsgBoxW = (FARPROC)OdlMsgBoxW;
    if ( pfOldMsgBoxW == NULL){
        AfxMessageBox(_T("获取原API入口地址出错"));
        return;
    }

　　4.保存原API入口的前5个字节

为了最后恢复原API的地址，必须要在HOOK之前将原API的入口地址保存起来。而这里为什么是5个字节呢？因为我们使用jmp xxxx 指令实现原API的重定向，该指令的长度为5个字节，jmp占一个字节，而xxxx表示新API的入口地址，占4个字节，我们使用jmp xxxx这条指令来替换掉原API入口的5个字节，这样一来当本程序调用MessageBoxW时，就会跳转到我们实现的API。综上所述，我们这里需要保存原API的前5个字节，实现代码如下：

  //    将原API的入口5个字节代码保存到OdeCode[]中
    _asm
    {
            lea edi,OldCode            // 取数组OldCode[]地址，存放到edi中
            mov esi,pfOldMsgBoxW     // 获取原API入口地址，存入esi中
            cld                        // 设置方向
            movsd                    // 移动dword ，4 Byte
            movsb                    // 移动 1 Byte
    }

 　　5.设置新的（自己的）API入口的前5个字节

保存好原API的入口之后，我们这里需要设置jmp xxxx指令，xxxx为新API的入口地址，以便之后实现地址的替换。

而xxxx如何计算呢，可遵循前人总结的一条计算公式：

int xxxx = MyFunAddr – SystemFunAddr - CodeLength;

jmp xxxx;

MyFunAddr                :        我们编写的新的API的地址；

SystemFunAddr        :        原API的地址；

CodeLength               :        入口指令长度，本实例是 jmp xxxx 的长度，为5个字节。

// 新的API入口保存到NewCode[]中，即jmp xxxx，xxxx为新API地址，该指令总长度为5个字节

    NewCode[0] = 0xe9; //    0xe9相当于jmp指令
    _asm{
        lea eax,MyMessageBoxW
        mov ebx,pfOldMsgBoxW
        sub eax,ebx
        sub eax,CODE_LENGTH
        mov dword ptr[NewCode+1],eax
    }

　　6.修改原（真实）API入口的前5个字节为新的（自己的）API入口地址

在保存了原API和新API的入口地址之后，接下来就是要实现地址的替换，即使用新API入口替换原API入口，从而实现HOOK MessageBoxW。这里涉及到两个重要的API，VirtualProtectEx 和 WriteProcessMemory，关于API的详细说明可以查询MSDN。

/* 启动HOOK，将原API的入口地址换成我们自己定义函数的入口地址 */

VOID HookOn()
{
    // 确保本程序进程句柄hProcess不为NULL
    ASSERT(hProcess!=NULL);

    DWORD dwTemp;
    DWORD dwOldProtect;
    SIZE_T writedByte;

    // 修改API入口的前5个字节，jmp xxxx
    VirtualProtectEx(hProcess,pfOldMsgBoxW,CODE_LENGTH,PAGE_READWRITE,&dwOldProtect);
    WriteProcessMemory(hProcess,pfOldMsgBoxW,NewCode,CODE_LENGTH,&writedByte);

    if (writedByte == 0){
        AfxMessageBox(_T("替换原API地址失败"));
    }

    VirtualProtectEx(hProcess,pfOldMsgBoxW,CODE_LENGTH,dwOldProtect,&dwTemp);

}

　　7.恢复原API入口地址

在HOOK后，对MessageBox的调用会被重定向到我们实现的API中，若需要调用原API，则必须回复原API的入口地址，否则会出现死循环。实现代码如下：

/* 停止HOOK，将入口换成原来的API入口地址 */

VOID HookOff(){

    ASSERT(hProcess != NULL);

    DWORD dwTemp;
    DWORD dwOldProtect;
    SIZE_T wirtedByte;

    //    回复原API地址
    VirtualProtectEx(hProcess,pfOldMsgBoxW,CODE_LENGTH,PAGE_READWRITE,&dwOldProtect);
    WriteProcessMemory(hProcess,pfOldMsgBoxW,OldCode,CODE_LENGTH,&wirtedByte);
    if (wirtedByte == 0) {
        AfxMessageBox(_T("回复原API地址失败"));
    }
    VirtualProtectEx(hProcess,pfOldMsgBoxW,CODE_LENGTH,dwOldProtect,&dwTemp);
}

0x03 窗口按钮实现

　　1.启动HookMessageBoxW

 

//  启动 HookMessageBoxW
void CHookMessageboxWindowDlg::OnBnClickedButtonStart(){

    // TODO: 在此添加控件通知处理程序代码

    AdjustPrivileges();        //    提升权限，因为调用 OpenProcess() 需要合适的权限
    DWORD dwPid = ::GetCurrentProcessId();
    hProcess = OpenProcess(PROCESS_ALL_ACCESS,0,dwPid);
    if (hProcess == NULL){

        CString logInfo;
        logInfo.Format(_T("获取进程句柄失败！！,进程 id = 0x%x ,错误代码 = 0x%x"),dwPid,GetLastError());
        AfxMessageBox(logInfo);
        return;
    }

    GetApiEntrancy();    //    获取新旧API入口，并开始HOOK
    m_status.SetWindowText(_T("Hook已启动"));

}

　　2.终止HookMessageBoxW

 

//    终止 HookMessageBoxW
void CHookMessageboxWindowDlg::OnBnClickedButtonStop(){

    // TODO: 在此添加控件通知处理程序代码
    HookOff();
    m_status.SetWindowText(_T("Hook已停止"));
} 

　　3.调用MessageBoxW

//    调用 HookMessageBoxW
void CHookMessageboxWindowDlg::OnBnClickedButtonCall(){

    // TODO: 在此添加控件通知处理程序代码
    ::MessageBoxW(m_hWnd,_T("这是正常的MessageBoxW"),_T("Hello"),0);
}

　　4.提升权限

 

bool AdjustPrivileges() {

    HANDLE hToken;
    TOKEN_PRIVILEGES tp;
    TOKEN_PRIVILEGES oldtp;
    DWORD dwSize=sizeof(TOKEN_PRIVILEGES);
    LUID luid;

    if (!OpenProcessToken(GetCurrentProcess(), TOKEN_ADJUST_PRIVILEGES | TOKEN_QUERY, &hToken)) {
        if (GetLastError()==ERROR_CALL_NOT_IMPLEMENTED) return true;
        else return false;
    }

    if (!LookupPrivilegeValue(NULL, SE_DEBUG_NAME, &luid)) {
        CloseHandle(hToken);
        return false;
    }

    ZeroMemory(&tp, sizeof(tp));
    tp.PrivilegeCount=1;
    tp.Privileges[0].Luid=luid;
    tp.Privileges[0].Attributes=SE_PRIVILEGE_ENABLED;

    /* Adjust Token Privileges */
    if (!AdjustTokenPrivileges(hToken, FALSE, &tp, sizeof(TOKEN_PRIVILEGES), &oldtp, &dwSize)) {

        CloseHandle(hToken);
        return false;
    }

    // close handles
    CloseHandle(hToken);
    return true;

}

0x04 测试 

1. 启动程序，单击"调用MessageBoxW"按钮

   

2. 单击"启动HookMessageBoxW"按钮，单击"调用MessageBoxW"按钮

   

3. 单击"终止HookMessageBoxW"按钮，单击"调用MessageBoxW"按钮

   

0x04 附录——全部源码

以下给出主要实现的所有源代码，以便从整体上把握整个实现过程。

// HookMessageboxWindowDlg.cpp : 实现文件


#include "stdafx.h"
#include "HookMessageboxWindow.h"
#include "HookMessageboxWindowDlg.h"
#include "afxdialogex.h"

//    定义API类型
#define CODE_LENGTH 5                //    入口指令长度
typedef int (WINAPI *TypeMessageBoxW)(HWND hwnd,LPCWSTR lpText,LPCWSTR lpCaption,UINT uType);
TypeMessageBoxW OdlMsgBoxW = NULL;    // 指向函数原型指针
FARPROC pfOldMsgBoxW;                // 指向函数远指针
BYTE OldCode[CODE_LENGTH];            // 原系统API入口
BYTE NewCode[CODE_LENGTH];            // 自己实现的API的入口，（jmp xxxx），xxxx为新API入口地址

HANDLE hProcess = NULL;                // 本程序进程句柄
HINSTANCE hInst = NULL;                // API所在的dll文件句柄

 
VOID HookOn();            //    开始HOOK
VOID HookOff();            //    停止HOOK
VOID GetApiEntrancy();    //    获取API入口地址
bool AdjustPrivileges();//    提高权限


// 自己定义的，用于替换相应API的，假的API
int WINAPI MyMessageBoxW(HWND hwnd,LPCWSTR lpText,LPCWSTR lpCation,UINT uType){

    TRACE(lpText);

    /*
        调用原函数之前，先停止HOOK，也就是恢复原系统API函数的入口，
        否则无法调用到原API函数，而是继续调用自己的API，会造成死
        循环，进而造成堆栈溢出，崩溃。
    */
    HookOff();    

    /*
        调用原来的MessageBoxW打印我们的信息。
    */
    int ret = MessageBoxW(hwnd,_T("哈哈，被HOOK咯！！"),lpCation,uType);

    /*
        调用完原系统API后，记得恢复HOOK，也就是启动HOOK，将原API函数入口换成我们自己定义的函数入口，
        否则下一次调用MessageBoxW的时候就无法转到我们自己定义的API函数中，也就无法实现HOOK。
    */
    HookOff();

    return ret;
}

 
/*
    启动HOOK，将原API的入口地址换成我们自己定义函数的入口地址
*/
VOID HookOn()
{

    // 确保本程序进程句柄hProcess不为NULL
    ASSERT(hProcess!=NULL);

    DWORD dwTemp;
    DWORD dwOldProtect;
    SIZE_T writedByte;

    // 修改API入口的前5个字节，jmp xxxx
    VirtualProtectEx(hProcess,pfOldMsgBoxW,CODE_LENGTH,PAGE_READWRITE,&dwOldProtect);
    WriteProcessMemory(hProcess,pfOldMsgBoxW,NewCode,CODE_LENGTH,&writedByte);
    if (writedByte == 0) {
        AfxMessageBox(_T("替换原API地址失败"));
    }
    VirtualProtectEx(hProcess,pfOldMsgBoxW,CODE_LENGTH,dwOldProtect,&dwTemp);
}


/* 定制HOOK，将入口换成原来的API入口地址 */
VOID HookOff(){

    ASSERT(hProcess != NULL);
    DWORD dwTemp;
    DWORD dwOldProtect;
    SIZE_T wirtedByte;

    // 回复原API地址
    VirtualProtectEx(hProcess,pfOldMsgBoxW,CODE_LENGTH,PAGE_READWRITE,&dwOldProtect);
    WriteProcessMemory(hProcess,pfOldMsgBoxW,OldCode,CODE_LENGTH,&wirtedByte);

    if (wirtedByte == 0) {
        AfxMessageBox(_T("回复原API地址失败"));
    }
    VirtualProtectEx(hProcess,pfOldMsgBoxW,CODE_LENGTH,dwOldProtect,&dwTemp);
}

/*
    保存原API和新API的地址
*/
VOID GetApiEntrancy(){
    // 保存原来API地址
    HMODULE hmod = LoadLibrary(_T("User32.dll"));

    if ( NULL == hmod){
        AfxMessageBox(_T("加载User32.dll失败"));
        return;
    }

    OdlMsgBoxW = (TypeMessageBoxW)::GetProcAddress(hmod,"MessageBoxW");
    pfOldMsgBoxW = (FARPROC)OdlMsgBoxW;
    if ( pfOldMsgBoxW == NULL){
        AfxMessageBox(_T("获取原API入口地址出错"));
        return;
    }

    //    将原API的入口5个字节代码保存到OdeCode[]中
    _asm
    {
            lea edi,OldCode            // 取数组OldCode[]地址，存放到edi中
            mov esi,pfOldMsgBoxW    // 获取原API入口地址，存入esi中
            cld                        // 设置方向
            movsd                    // 移动dword ，4 Byte
            movsb                    // 移动 1 Byte
    }


    // 新的API入口保存到NewCode[]中，即jmp xxxx，xxxx为新API地址，该指令总长度为5个字节

    NewCode[0] = 0xe9; //    0xe9相当于jmp指令
    _asm
    {
        lea eax,MyMessageBoxW
        mov ebx,pfOldMsgBoxW
        sub eax,ebx
        sub eax,CODE_LENGTH
        mov dword ptr[NewCode+1],eax
    }

    // 填充完毕，开始HOOK，即使用NewCode[]替换原API入口
    HookOn();

}

bool AdjustPrivileges() {

    HANDLE hToken;
    TOKEN_PRIVILEGES tp;
    TOKEN_PRIVILEGES oldtp;
    DWORD dwSize=sizeof(TOKEN_PRIVILEGES);
    LUID luid;

    if (!OpenProcessToken(GetCurrentProcess(), TOKEN_ADJUST_PRIVILEGES | TOKEN_QUERY, &hToken)) {
        if (GetLastError()==ERROR_CALL_NOT_IMPLEMENTED) return true;
        else return false;
    }

    if (!LookupPrivilegeValue(NULL, SE_DEBUG_NAME, &luid)) {
        CloseHandle(hToken);
        return false;
    }

    ZeroMemory(&tp, sizeof(tp));
    tp.PrivilegeCount=1;
    tp.Privileges[0].Luid=luid;
    tp.Privileges[0].Attributes=SE_PRIVILEGE_ENABLED;

    /* Adjust Token Privileges */
    if (!AdjustTokenPrivileges(hToken, FALSE, &tp, sizeof(TOKEN_PRIVILEGES), &oldtp, &dwSize)) {
        CloseHandle(hToken);
        return false;
    }
    // close handles
    CloseHandle(hToken);
    return true;
}

 

//    启动 HookMessageBoxW
void CHookMessageboxWindowDlg::OnBnClickedButtonStart(){

    // TODO: 在此添加控件通知处理程序代码
    AdjustPrivileges();        //    提升权限，因为调用 OpenProcess() 需要合适的权限
    DWORD dwPid = ::GetCurrentProcessId();
    hProcess = OpenProcess(PROCESS_ALL_ACCESS,0,dwPid);
    if (hProcess == NULL) {
        CString logInfo;
        logInfo.Format(_T("获取进程句柄失败！！,进程 id = 0x%x ,错误代码 = 0x%x"),dwPid,GetLastError());

        AfxMessageBox(logInfo);
        return;
    }

    GetApiEntrancy();    //    获取新旧API入口，并开始HOOK
    m_status.SetWindowText(_T("Hook已启动"));

}

//    终止 HookMessageBoxW
void CHookMessageboxWindowDlg::OnBnClickedButtonStop(){

    // TODO: 在此添加控件通知处理程序代码
    HookOff();
    m_status.SetWindowText(_T("Hook已停止"));
}
 
//    调用 HookMessageBoxW
void CHookMessageboxWindowDlg::OnBnClickedButtonCall(){
    // TODO: 在此添加控件通知处理程序代码
    ::MessageBoxW(m_hWnd,_T("这是正常的MessageBoxW"),_T("Hello"),0);
}