利用模块加载回调函数修改PE导入表实现注入

 最近整理PE文件相关代码的时候，想到如果能在PE刚刚读进内存的时候再去修改内存PE镜像，那不是比直接对PE文件进行操作隐秘多了么？

 PE文件在运行时会根据导入表来进行dll库的“动态链接”，那么如果我们修改PE导入表结构，就可以实现对我们自己动态库的导入，从而实现注入。

 那么问题来了，选择一个合适的时机显得很重要，网上搜索了一下，大部分都是直接在文件上进行修改，有位同学说用LoadImageNotifyRoutine可以来实现。

 每一个模块加载前都能触发SetLoadImageNotifyRoutine注册的回调函数，然后获得PE文件基地址，构造PE文件就可以实现注入了。

 下面简单复习一下PE文件导入表以及系统回调。

 PE文件导入表

 微软对导入表结构体的定义

typedef struct _IMAGE_IMPORT_DESCRIPTOR {
union {
        DWORD Characteristics; // 0 for terminating null import descriptor
        DWORD OriginalFirstThunk; // RVA to original unbound IAT (PIMAGE_THUNK_DATA)
} DUMMYUNIONNAME;
DWORD TimeDateStamp; // 0 if not bound,
                     // -1 if bound, and realdate\time stamp
                     // in IMAGE_DIRECTORY_ENTRY_BOUND_IMPORT (new BIND)
                     // O.W. date/time stamp ofDLL bound to (Old BIND)
DWORD ForwarderChain; // -1 if no forwarders
DWORD Name;
DWORD FirstThunk; // RVA to IAT (if bound this IAT has actual addresses)
} IMAGE_IMPORT_DESCRIPTOR;
typedef IMAGE_IMPORT_DESCRIPTOR UNALIGNED *PIMAGE_IMPORT_DESCRIPTOR

值得注意的是：上述结构的是导入表数组中的一项，每个导入的 DLL 都会有一个结构，也就是说，一个这样的结构对应一个导入的 DLL。

Characteristics 和 OriginalFirstThunk：一个联合体，如果是数组的最后一项 Characteristics 为0，否则 OriginalFirstThunk 保存一个 RVA，指向一个 IMAGE_THUNK_DATA 的数组， 这个数组中的每一项表示一个导入函数。
TimeDateStamp：　　　　　　　　　　    映象绑定前，这个值是0，绑定后是导入模块的时间戳。
ForwarderChain：                                转发链，如果没有转发器，这个值是-1。
Name：                                                一个 RVA，指向导入模块的名字，所以一个 IMAGE_IMPORT_DESCRIPTOR 描 述一个导入的 DLL。
FirstThunk ：                                       也是一个RVA，也指向一个IMAGE_THUNK_DATA 数组 。

既然OriginalFirstThunk与FirstThunk都指向一个IMAGE_THUNK_DATA数组，而且这两个域的名字都长得很像，他俩有什么区别呢？

为了解答这个问题， 先来认识一下 IMAGE_THUNK_DATA 结构：

typedef struct _IMAGE_THUNK_DATA32 {
union {
        DWORD ForwarderString; // PBYTE
        DWORD Function; // PDWORD
        DWORD Ordinal;
        DWORD AddressOfData; // PIMAGE_IMPORT_BY_NAME
} u1;
} IMAGE_THUNK_DATA32;
typedef IMAGE_THUNK_DATA32 * PIMAGE_THUNK_DATA32;

ForwarderString ：是转发用的，暂时不用考虑。

Function ：            表示函数地址。

Ordinal ：              如果是按序号导入 Ordinal 就有用了。如果 Ordinal 的最高位是1， 就是按序号导入的，这时候，低16位就是导入序号，如果最高位是0，则 AddressOfData 是一个RVA，指向一个IMAGE_IMPORT_BY_NAME结构，用来保存名字信息，

AddressOfData：   若是按名字导入  便指向名字信息。

可以看出这个结构体 就是一个大的 union，大家都知道 union 虽包含多个域但是在不同时刻代表不同的意义那到 底应该是名字还是序号，该如何区分呢？可以通过 Ordinal 判断，由于Ordinal 和 AddressOfData 实际上是同一个内存空间，所以 AddressOfData 其实只有低31位可以表示RVA，但是一个 PE 文件不可能超过2G，所以最高位永远为0，这样设计很合理的利用了空间 。 实际编写代码的时候微软提供两个宏定义处理序号导入：IMAGE_SNAP_BY_ORDINAL 判断是否按序号导入，IMAGE_ORDINAL 用来获取导入序 号。

这时我们可以回头看看 OriginalFirstThunk 与 FirstThunk，OriginalFirstThunk 指向的 IMAGE_THUNK_DATA 数组包含导入信息，在这个数组中只有 Ordinal 和 AddressOfData 是有用的，因此可以通过 OriginalFirstThunk 查找到函数的地址。FirstThunk 则略有不同， 在 PE 文件加载以前或者说在导入表未处理以前，他所指向的数组与 OriginalFirstThunk 中 的数组虽不是同一个，但是内容却是相同的，都包含了导入信息，而在加载之后，FirstThunk 中的 Function 开始生效，他指向实际的函数地址，因为 FirstThunk 实际上指向 IAT 中的一 个位置，IAT 就充当了 IMAGE_THUNK_DATA 数组，加载完成后，这些 IAT 项就变成了实 际的函数地址，即 Function 的意义。

一图胜千言：

 这也就是为什么说导入表的是双桥结构了。

1.导入表其实是一个 IMAGE_IMPORT_DESCRIPTOR 的数组，每个导入的 DLL 对应 一个 IMAGE_IMPORT_DESCRIPTOR。

2. IMAGE_IMPORT_DESCRIPTOR 包含两个 IMAGE_THUNK_DATA 数组，数组中 的每一项对应一个导入函数。

3. 加载前OriginalFirstThunk与FirstThunk的数组都指向名字信息，加载后FirstThunk 数组指向实际的函数地址。

好了，回顾了这么多PE导入表知识点，下面看看系统回调。

系统回调

 系统回调就是由系统执行回调函数,这个回调函数可以是用户编写的,但是必须是由系统调用

 比如下面这几种

 LoadImageNotifyRoutine            模块加载回调

 CreateProcessNotifyRoutine        进程创建回调

 CreateThreadNotifyRoutine         线程创建回调

 CmRegisterCallback                     注册表回调

 IoRegisterFsRegistrationChange 文件系统回调

 ......

 由程序员注册回调，系统函数在触发条件下调用

 所以就提供了注册模块加载回调然后获得修改PE文件的条件

 下面看看在回调函数中做了些什么

VOID Start (
    IN PUNICODE_STRING    FullImageName,
    IN HANDLE    ProcessId, // where image is mapped
    IN PIMAGE_INFO    ImageInfo
    )
{
    NTSTATUS ntStatus;
    PIMAGE_IMPORT_DESCRIPTOR pImportNew;
    HANDLE hProcessHandle;
    int nImportDllCount = 0;
    int size;
    IMAGE_IMPORT_DESCRIPTOR Add_ImportDesc;
    PULONG ulAddress;
    ULONG oldCr0;
    ULONG Func;
    PIMAGE_IMPORT_BY_NAME ptmp;
    IMAGE_THUNK_DATA *pOriginalThunkData;
    IMAGE_THUNK_DATA *pFirstThunkData;
    PIMAGE_BOUND_IMPORT_DESCRIPTOR pBoundImport;

    if(wcsstr(FullImageName->Buffer,L"calc.exe")!=NULL)
    {
        lpBuffer = NULL;
        lpDllName = NULL;
        lpExportApi = NULL;
        lpTemp = NULL;
        lpTemp2=NULL;

        g_eprocess = PsGetCurrentProcess();
        g_ulPid = (ULONG)ProcessId;
        ulBaseImage = (ULONG)ImageInfo->ImageBase;// 进程基地址
        pDos = (PIMAGE_DOS_HEADER) ulBaseImage;
        pHeader = (PIMAGE_NT_HEADERS)(ulBaseImage+(ULONG)pDos->e_lfanew);
        pImportDesc = (PIMAGE_IMPORT_DESCRIPTOR)((ULONG)pHeader->OptionalHeader.DataDirectory[1].VirtualAddress + ulBaseImage);
        nImportDllCount = pHeader->OptionalHeader.DataDirectory[1].Size / sizeof(IMAGE_IMPORT_DESCRIPTOR);
                            // 把原始值保存。
        g_psaveDes = pImportDesc;

        ntStatus = ObOpenObjectByPointer(g_eprocess, OBJ_KERNEL_HANDLE, NULL, PROCESS_ALL_ACCESS , //PROCESS_WRITECOPY
                                    NULL, KernelMode, &hProcessHandle);
        if(!NT_SUCCESS(ntStatus))
            return ;
//      加上一个自己的结构。
        size = sizeof(IMAGE_IMPORT_DESCRIPTOR) * (nImportDllCount + 1);
            //  分配导入表
        ntStatus = ZwAllocateVirtualMemory(hProcessHandle, &lpBuffer, 0, &size,
                                         MEM_COMMIT|MEM_TOP_DOWN, PAGE_EXECUTE_READWRITE);
        if(!NT_SUCCESS(ntStatus)) 
        {
            ZwClose(hProcessHandle);
            return ;
        }
        RtlZeroMemory(lpBuffer,sizeof(IMAGE_IMPORT_DESCRIPTOR) * (nImportDllCount + 1));
        size = 20;
            // 分配当前进程空间。
        ntStatus = ZwAllocateVirtualMemory(hProcessHandle, &lpDllName, 0, &size,
                                                 MEM_COMMIT|MEM_TOP_DOWN, PAGE_EXECUTE_READWRITE);
        if(!NT_SUCCESS(ntStatus)) 
        {
            ZwClose(hProcessHandle);
            return ;
        }
        RtlZeroMemory(lpDllName,20);

        size = 20;
        ntStatus = ZwAllocateVirtualMemory(hProcessHandle, &lpExportApi, 0, &size,
                                                         MEM_COMMIT|MEM_TOP_DOWN, PAGE_EXECUTE_READWRITE);
        if(!NT_SUCCESS(ntStatus)) 
        {
            ZwClose(hProcessHandle);
            return ;
        }
        RtlZeroMemory(lpExportApi,20);
            // 分配当前进程空间。
        size = 20;
        ntStatus = ZwAllocateVirtualMemory(hProcessHandle, &lpTemp, 0, &size,
                                                                MEM_COMMIT|MEM_TOP_DOWN, PAGE_EXECUTE_READWRITE);
        if(!NT_SUCCESS(ntStatus)) 
        {
            ZwClose(hProcessHandle);
            return ;
        }
        RtlZeroMemory(lpTemp,20);
        // 分配当前进程空间。
        size = 20;
        ntStatus = ZwAllocateVirtualMemory(hProcessHandle, &lpTemp2, 0, &size,
                                                    MEM_COMMIT|MEM_TOP_DOWN, PAGE_EXECUTE_READWRITE);
        if(!NT_SUCCESS(ntStatus)) 
        {
            ZwClose(hProcessHandle);
            return ;
        }
        RtlZeroMemory(lpTemp2,20);

        pImportNew = lpBuffer;
        // 把原来数据保存好。
        RtlCopyMemory(pImportNew , pImportDesc, sizeof(IMAGE_IMPORT_DESCRIPTOR) * nImportDllCount );

            // 构造自己的DLL    IMAGE_IMPORT_DESCRIPTOR结构
                                                                    

        pOriginalThunkData = (PIMAGE_THUNK_DATA)lpTemp;
        pFirstThunkData = (PIMAGE_THUNK_DATA)lpTemp2;

        ptmp = (PIMAGE_IMPORT_BY_NAME)lpExportApi;
        ptmp->Hint = 0;
            // 至少要一个导出API
        RtlCopyMemory(ptmp->Name,"HelloShine",strlen("HelloShine"));
        pOriginalThunkData[0].u1.AddressOfData = (ULONG)ptmp-ulBaseImage;
        pFirstThunkData[0].u1.AddressOfData = (ULONG)ptmp-ulBaseImage;

        Add_ImportDesc.FirstThunk = (ULONG)pFirstThunkData-ulBaseImage;
        Add_ImportDesc.TimeDateStamp = 0;
        Add_ImportDesc.ForwarderChain = 0;
//
// DLL名字的RVA

        RtlCopyMemory(lpDllName,"D:\\Dll.dll",strlen("D:\\Dll.dll"));
        Add_ImportDesc.Name = (ULONG)lpDllName-ulBaseImage;
        Add_ImportDesc.Characteristics = (ULONG)pOriginalThunkData-ulBaseImage;

         pImportNew += (nImportDllCount-1);
         RtlCopyMemory(pImportNew, &Add_ImportDesc, sizeof(IMAGE_IMPORT_DESCRIPTOR));
 
         pImportNew += 1;
         RtlZeroMemory(pImportNew, sizeof(IMAGE_IMPORT_DESCRIPTOR));

        __asm {
            cli;
            mov eax, cr0;
            mov oldCr0, eax;
            and eax, not 10000h;
            mov cr0, eax
            }
        // 改导出表
        pHeader->OptionalHeader.DataDirectory[1].Size += sizeof(IMAGE_IMPORT_DESCRIPTOR);
        pHeader->OptionalHeader.DataDirectory[1].VirtualAddress = (ULONG)( pImportNew - nImportDllCount) - ulBaseImage;

        pBoundImport = (PIMAGE_BOUND_IMPORT_DESCRIPTOR)((ULONG)pHeader->OptionalHeader.DataDirectory[IMAGE_DIRECTORY_ENTRY_BOUND_IMPORT].VirtualAddress
            + ulBaseImage);

        if( (ULONG)pBoundImport != ulBaseImage)
        {
            //取消绑定输入表里的所有东西
            pHeader->OptionalHeader.DataDirectory[IMAGE_DIRECTORY_ENTRY_BOUND_IMPORT].VirtualAddress = 0;
            pHeader->OptionalHeader.DataDirectory[IMAGE_DIRECTORY_ENTRY_BOUND_IMPORT].Size = 0;
        }

        __asm {
            mov eax, oldCr0;
            mov cr0, eax;
            sti;
            }

        ZwClose(hProcessHandle);
        hProcessHandle = NULL;
    }
}

  

 *需要注意一点：绑定导入表

   当时实践的时候怎么都不成功，熬了一晚上最后都没有结果，真是崩溃，最后再次查看《WindowsPE权威指南》才发现绑定导入表的问题。

   学知识看来总是得多实践才能发现问题，以前总以为自己知道绑定导入表的问题，可是真正遇到问题就忘了，更坑的是有些问题搜索不到或者寥寥无几。

IMAGE_DIRECTORY_ENTRY_BOUND_IMPORT 11

   指向一个 IMAGE_BOUND_IMPORT_DESCRIPTOR结构数组，对应于这个映像绑定的每个DLL。数组元素中的时间戳允许加载器快速判断绑定是否是新的。如果不是，加载器忽略绑定信息并且按正常方式解决导入API。

   也就是说，绑定导入是提高PE加载的一项技术，如果PE文件中导入的函数比较多，PE加载速度就会变慢。绑定导入的目的就是把由Windows加载程序负责的IAT地址修正工作提前到之前进行。

   所以也就是说在取消绑定导入表后，强制操作系统按导入表进行导入。那么也就成功了。