StdAfx自我欣赏文章：在同一个进程空间运行两个程序(进程隐藏)

StdAfx 2003-02-26 03:27:24

在同一个进程空间运行两个程序(进程隐藏)

在同一个进程空间运行两个程序
运行环境：Windows NT4.0/Windows 2000
关键字：进程隐藏，API截获，映像加载
众所周知，bo2k可以在一个指定的进程空间(比如explorer.exe进程)做为一个线程运行。本文试图找出一种方法，使得任意exe都可以在其他进程中以线程运行(当然，这里说的"任意"是有条件的，下面会讲到)。
为行文简单起见，我把先加载的exe称为宿主，后加载的exe称为客户。对于上面的例子，explorer.exe为宿主，bo2k.exe为客户。

基本知识
每一个exe都有一个缺省加载基址，一般都是0x400000。如果实际加载基址和缺省基址相同，程序中的重定位表就不需要修正(fixup),否则，就必须修正重定位表；
如果一个程序没有重定位表，而且如果程序不能在缺省基址处加载，那么程序将不能运行。举个例子，Windows95的最低加载基址是0x400000，你在
Windows NT上开发了一个exe，指定其加载基址为0x10000，如果连接时让连接器剥离重定位表，那么他将无法在Windows95下运行。

bo2k为了避免和普通程序冲突，选了一个极其特殊的基址：0x03140000，这个地址一般不会有程序用到。这样bo2k启动后，用WriteProcessMemory将自身复制到宿主进程的
0x03140000地址处，再用CreateRemoteThread远程启动一个线程，从入口点开始执行。
bo2k能够在其他进程空间正常运行，关键有两点：
1)实际加载基址和缺省基址相同，这样就无需修正重定位表。
2)与bo2k隐性联接(implicitly link)的动态联接库在目标进程中的加载基址和bo2k启动时的加载基址一致，这样就无需修改导入函数表。除非只用到ntdll.dll和kernel32.dll两个dll，
否则这点很难保证。bo2k的解决办法是，远程运行的代码不用隐性调用，所有用到API都在远程代码运行后再动态确定(用LoadLibrary和GetProcAddress)

我的目标是让"所有"的程序都能在其他进程空间跑。在这里，"所有"的含义是所有那些"重定位表没有被剥?quot;的32位pe格式的可执行程序。
对于Visual C++，这包括所有Debug版程序和以"/FIXED:NO"选项链接的Release版程序。
对于一般的程序，上面两点都很难满足：
1)绝大多数程序的加载基址都是0x400000，这样，客户exe就很难保证加载到其缺省基址。解决办法只能是修正重定位表。如果，很不幸，这个exe的重定位表被剥离，这个exe就没法在其他进程空间跑。
对于Visual C++，剥离重定位表是Release版exe的缺省设置。可以在工程文件的连接选项中加入"/FIXED:NO"来防止连接器剥离重定位表。
2)很多程序都用隐性联接调用Windows API，而只用到kernel32.dll导出API的程序很少，因此这一点也很难保证。解决办法是重填导入表(import table)。

另外，对于有界面的程序，光修正重定位表和导入表还不够。因为他们都会直接或间接用到GetModuleHandle和LoadResource这些函数。
GetModuleHandle有个特点，如果传递给他的ModuleName为NULL，则返回宿主exe的模块句柄。LoadResource也类似，如果传递给他的模块句柄为NULL，则认为是宿主exe模块，类似的API还有一些，不一一列举。
客户exe调用这些API显然会得到错误的结果。因此必须截获这些API做特殊处理。

综合上面分析，要让两个程序共享一份进程空间，要做的工作有：
1)打开进程边界：用WriteProcessMemory向宿主进程注入代码，用CreateRemoteThread启动远程代码；
2)在远程代码中，加载客户exe，必要时修正重定位表和填充dll导入表。
3)截获GetModuleHandle，LoadResource等API，在客户exe以缺省参数调用时返回客户exe的模块句柄，而不是宿主句柄。

根据以上思路，我写了remote.dll，导出三个函数：RemoteRunA，RemoteRunW，和RemoteCall。
原型分别为：
BOOL WINAPI RemoteRunA( DWORD processId, LPCSTR lpszAppPath, LPCSTR lpszCmdLine, int nCmdShow );
BOOL WINAPI RemoteRunW( DWORD processId, LPCWSTR lpszAppPath, LPCWSTR lpszCmdLine, int nCmdShow );
BOOL WINAPI RemoteCall( DWORD processId, PVOID pfnAddr, PVOID pParam, DWORD cbParamSize, BOOL fSyncronize );

RemoteRunA用于在宿主进程中加载执行客户exe；
RemoteRunW是RemoteRunA的unicode版本；
RemoteCall实现远程注入并运行代码。

调用例子：
假如宿主exe为Depends.exe(我经常使用的宿主进程)，pid为136。客户exe为"C:\WINNT\system32\CALC.EXE"，
RemoteRunA( 136, "C:\\WINNT\\system32\\CALC.EXE", NULL, SW_SHOW );
或,
RemoteRunW( 136, L"C:\\WINNT\\system32\\CALC.EXE", NULL, SW_SHOW );

RemoteCall是一个很cool的副产品，可以在任意宿主进程运行一系列你自己精心准备的代码。
远程代码无需特殊处理，就像在本地调用一样。RemoteCall支持很多特性：
可以对Windows API进行隐性调用(无需用LoadLibrary和GetProcAddress动态确定)
可以使用全局/静态变量(除了不能动态初始化)；
可以使用编译时数据，特别是字符串常量；
支持异常处理；
支持源码级调试；
支持同步、异步调用；
对于同步调用，可以取得返回结果和错误号；
对远程代码做了异常保护，代码执行错误不会使宿主进程崩溃。 RemoteCall的唯一缺点是效率不高(当然，还有一个缺点，你的exe必须是可重定位的)。

调用例子：
在Windows 2000中，对有密码保护风格的Edit control调用SendMessage(hwnd, WM_GETTEXT,...)试图得到密码内容时，
系统会检查调用SendMessage的进程和Edit control所在的进程是否相同，不同则返回空字符串，调用失败。
解决办法显然应该是在目标进程中调用SendMessage。
利用RemoteCall，可以很容易地实现：

typedef struct _tagGETPASS {
HWND hwndPassword; // in
char szPassText[1024]; // out
}GETPASS;

static int *_p = NULL;
BOOL NullFunction() {
// 可以用静态变量和异常保护。
__try {
*_p = 0;
}__except(EXCEPTION_EXECUTE_HANDLER){}
return TRUE;
}

// 准备在远程运行的代码
BOOL WINAPI RemoteGetPasswordText( GETPASS* pgp ) {
// 可以使用相对调用(near call)，没什么用，演示一下
NullFunction();

// 隐性调用Windows API
if( SendMessageA( pgp->hwndPassword, WM_GETTEXT, sizeof(pgp->szPassText)-1, (LPARAM)pgp->szPassText ) ) ) {
MessageBoxA( NULL,
pgp->szPassText,
"Great!!", // 可以使用字符串常量
MB_OK );
return TRUE;
}
return FALSE;
}

void GetPasswordText( HWND hwnd ) {
GETPASS gp;
gp.hwndPassword = hwnd;
DWORD processId;
GetWindowThreadProcessId( hwnd, &processId );

HMODULE hLib = ::LoadLibrary( "remote.dll" );
if( hLib != NULL ) {
typedef BOOL (WINAPI *PFN_RemoteCall)( DWORD processId, PVOID pfnAddr, PVOID pParam, DWORD cbParamSize, BOOL fSyncronize );
PFN_RemoteCall fnRemoteCall = (PFN_RemoteCall)::GetProcAddress( hLib, "RemoteCall" );
if( fnRemoteCall != NULL ) {
if( fnRemoteCall( processId, RemoteGetPasswordText, &gp, sizeof(gp), TRUE ) )
MessageBoxA( NULL, gp.szPassText, "we get the password!!", MB_OK );
}

::FreeLibrary( hLib );
}
}

RemoteRun的调用例子：

void PrintUsage() {
printf( "\tUsage: rmExe <target process id> <Exe file path>\n" );
}

int main(int argc, char* argv[]) {
if( argc <= 2) {
PrintUsage();
return -1;
}

int pid = atoi( argv[1] );
if( pid != 0 ) {
HMODULE hRemote = ::LoadLibrary( "remote.dll" );
if( hRemote != NULL ) {
typedef DWORD (WINAPI *PFN_RemoteRun)( DWORD processId, LPCSTR lpszAppPath, LPSTR lpszCmdLine, int nCmdShow);
PFN_RemoteRun fnRemoteRun = (PFN_RemoteRun)::GetProcAddress( hRemote, "RemoteRunA" );
if( fnRemoteRun != NULL )
fnRemoteRun( pid, argv[2], NULL, SW_SHOW );
FreeLibrary( hRemote );
}
}
return 0;
}

应该注意的问题：
1)最困难的部分是加载客户exe，简单的调用LoadLibrary根本不能解决问题，他不会替你修改重定位表和导入表。
另外对于.tls section(用于支持线程本地存储)和.bss section(用于为初始化数据)，我目前还不是很清楚如何处理；希望有人和我一起探讨；
2)目前remote.dll还不能支持在一个进程空间运行三个或更多程序。问题出在我在remote.dll中维护着一个客户exe的thread列表，
用于判断谁调用了GetModuleHandle等API，目前只能处理一个客户exe。这个问题不难解决；

3)有一些工具可以查看进程中加载的模块列表，如果想做进程彻底隐藏，不想让这些工具检测到我们的模块，在我看来，至少有两种解决办法：
一，不用LoadLibrary，自己写LoadDLL，这看起来似乎很困难，幸运的是，在bo2k的源代码中提供了一套这样的工具(在dll_load.cpp中实现)。
remote.dll中修改重定位表和导入表基本上用的都是dll_load.cpp里的代码。值得注意的是，dll_load.cpp原来的实现中有一点bug，他不能正确处理有Borland的tlink32生成的exe。
具体原因请仔细阅读Matt pietrek的"Windows 95 system programming secrets"，
或msdn文章："Peering Inside the PE: A Tour of the Win32 Portable Executable File Format"，里面讲到了ms linker和borland linker的区别。
二，我自己实现了一种模块剥离技术，可以让进程脱离.exe文件和.dll文件运行。其思想是先对要剥离的exe或dll模块的所有数据做好备份，然后用FreeLibrary或者UnmapViewOfFile卸掉模块，
再把备份的模块数据恢复回来。我以前在csdn上贴过代码的，自己找吧。

4)截获API用的是MS Detours Package 1.3。我不打算附上它的源代码，自己去下载吧：http://research.microsoft.com/sn/detours

5)在截获API时必须挂起其他线程。我用了两个未公开的接口：NtQuerySystemInformation用

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