4.3 Windows驱动开发：监控进程与线程对象操作

在内核中，可以使用ObRegisterCallbacks这个内核回调函数来实现监控进程和线程对象操作。通过注册一个OB_CALLBACK_REGISTRATION回调结构体，可以指定所需的回调函数和回调的监控类型。这个回调结构体包含了回调函数和监控的对象类型，还有一个Altitude字段，用于指定回调函数的优先级。优先级越高的回调函数会先被调用，如果某个回调函数返回了一个非NULL值，后续的回调函数就不会被调用。

当有进程或线程对象创建、删除、复制或重命名时，内核会调用注册的回调函数。回调函数可以访问被监控对象的信息，如句柄、进程ID等，并可以采取相应的操作，如打印日志、记录信息等。

首先我们先来解释一下OB_CALLBACK_REGISTRATION结构体，OB_CALLBACK_REGISTRATION结构体是用于向内核注册回调函数的结构体，其中包含了回调函数和监控的对象类型等信息。

OB_CALLBACK_REGISTRATION结构体的定义：

typedef struct _OB_CALLBACK_REGISTRATION {
    PVOID RegistrationContext;
    POB_OPERATION_REGISTRATION OperationRegistration;
} OB_CALLBACK_REGISTRATION, *POB_CALLBACK_REGISTRATION;

其中，RegistrationContext是一个指针，指向一个可以在回调函数中访问的上下文数据结构，可以用来传递一些参数或状态信息。OperationRegistration是一个指向OB_OPERATION_REGISTRATION结构体的指针，该结构体指定了回调函数的相关信息，包括回调函数的地址、监控的对象类型、回调函数的优先级等。

OB_OPERATION_REGISTRATION结构体的定义如下：

typedef struct _OB_OPERATION_REGISTRATION {
    POBJECT_TYPE ObjectType;
    OB_OPERATION Operations;
    POB_PRE_OPERATION_CALLBACK PreOperation;
    POB_POST_OPERATION_CALLBACK PostOperation;
} OB_OPERATION_REGISTRATION, *POB_OPERATION_REGISTRATION;

其中，ObjectType是一个指针，指向要监控的对象类型的OBJECT_TYPE结构体。

Operations是一个枚举类型，表示要监控的操作类型，可以是如下之一：

OB_OPERATION_HANDLE_CREATE：创建对象句柄
OB_OPERATION_HANDLE_DUPLICATE：复制对象句柄
OB_OPERATION_HANDLE_CLOSE：关闭对象句柄
OB_OPERATION_HANDLE_WAIT：等待对象句柄
OB_OPERATION_HANDLE_SET_INFORMATION：设置对象句柄信息
OB_OPERATION_HANDLE_QUERY_INFORMATION：查询对象句柄信息
OB_OPERATION_HANDLE_OPERATION：其他操作

PreOperation和PostOperation分别是指向回调函数的指针，用于指定在进行指定操作之前和之后要执行的回调函数。这两个回调函数的参数和返回值等信息可以参考Microsoft官方文档。

我们以创建一个简单的监控进程对象为例，实现一个自己的进程回调函数MyObjectCallBack()当有新进程被加载时，自动路由到我们自己的回调中来；

首先在驱动程序入口处，定义Base结构，并初始化Base.ObjectType为PsProcessType标志着用于监控进程，接着填充Base.Operations并初始化为OB_OPERATION_HANDLE_CREATE表示当有进程句柄操作时触发回调，最后填充Base.PreOperation在回调前触发执行MyObjectCallBack自己的回调，当结构体被填充好以后，直接调用ObRegisterCallbacks()向内核申请回调事件即可，这段代码实现如下所示；

#include <ntddk.h>
#include <ntstrsafe.h>

PVOID Globle_Object_Handle;

OB_PREOP_CALLBACK_STATUS MyObjectCallBack(PVOID RegistrationContext, POB_PRE_OPERATION_INFORMATION OperationInformation)
{
    DbgPrint("执行了我们的回调函数...");
    return STATUS_SUCCESS;
}

VOID UnDriver(PDRIVER_OBJECT driver)
{
    ObUnRegisterCallbacks(Globle_Object_Handle);
    DbgPrint("回调卸载完成...");
}

NTSTATUS DriverEntry(IN PDRIVER_OBJECT Driver, PUNICODE_STRING RegistryPath)
{
    OB_OPERATION_REGISTRATION Base;                          // 回调函数结构体(你所填的结构都在这里)
    OB_CALLBACK_REGISTRATION CallbackReg;

    CallbackReg.RegistrationContext = NULL;                  // 注册上下文(你回调函数返回参数)
    CallbackReg.Version = OB_FLT_REGISTRATION_VERSION;       // 注册回调版本
    CallbackReg.OperationRegistration = &Base;
    CallbackReg.OperationRegistrationCount = 1;               // 操作计数(下钩数量)
    RtlUnicodeStringInit(&CallbackReg.Altitude, L"600000");   // 长度
    
  Base.ObjectType = PsProcessType;                          // 进程操作类型.此处为进程操作
    Base.Operations = OB_OPERATION_HANDLE_CREATE;             // 操作句柄创建
    Base.PreOperation = MyObjectCallBack;                     // 你自己的回调函数
    Base.PostOperation = NULL;

  // 注册回调
    if (ObRegisterCallbacks(&CallbackReg, &Globle_Object_Handle))
  {
        DbgPrint("回调注册成功...");
  }
    
  Driver->DriverUnload = UnDriver;
    return STATUS_SUCCESS;
}

上方代码运行后，我们可以打开Xuetr扫描一下内核Object钩子，可以看到已经成功挂钩了，输出效果如下图所示；

4.3.1 实现监控进程打开与关闭

接下来我们实现一个简单的需求，通过编写一个自定义MyObjectCallBack回调函数实现保护win32calc.exe进程不被关闭，本功能实现的关键在于如何获取到监控进程的进程名GetProcessImageNameByProcessID函数就是用来实现转换的，通过向此函数内传入一个进程PID则会通过PsGetProcessImageFileName输出该进程的进程名。

而当回调函数内接收到此进程名时，则可以通过strstr(ProcName, "win32calc.exe")对进程名进行判断，如果匹配到结果，则直接通过Operation->Parameters->CreateHandleInformation.DesiredAccess = ~THREAD_TERMINATE去掉TERMINATE_PROCESS或TERMINATE_THREAD权限即可，此时的进程将会被保护而无法被关闭，这段代码实现如下所示；

#include <ntddk.h>
#include <wdm.h>
#include <ntstrsafe.h>
#define PROCESS_TERMINATE 1

PVOID Globle_Object_Handle;
NTKERNELAPI UCHAR * PsGetProcessImageFileName(__in PEPROCESS Process);

char* GetProcessImageNameByProcessID(ULONG ulProcessID)
{
    NTSTATUS  Status;
    PEPROCESS  EProcess = NULL;
    Status = PsLookupProcessByProcessId((HANDLE)ulProcessID, &EProcess);
    if (!NT_SUCCESS(Status))
        return FALSE;
    ObDereferenceObject(EProcess);
    return (char*)PsGetProcessImageFileName(EProcess);
}

OB_PREOP_CALLBACK_STATUS MyObjectCallBack(PVOID RegistrationContext, POB_PRE_OPERATION_INFORMATION Operation)
{
    char ProcName[256] = { 0 };
    HANDLE pid = PsGetProcessId((PEPROCESS)Operation->Object);           // 取出当前调用函数的PID
    strcpy(ProcName, GetProcessImageNameByProcessID((ULONG)pid));        // 通过PID取出进程名,然后直接拷贝内存
    //DbgPrint("当前进程的名字是：%s", ProcName);

    if (strstr(ProcName, "win32calc.exe"))
    {
        if (Operation->Operation == OB_OPERATION_HANDLE_CREATE)
        {
            if ((Operation->Parameters->CreateHandleInformation.OriginalDesiredAccess & PROCESS_TERMINATE) == PROCESS_TERMINATE)
            {
                DbgPrint("你想结束进程?");

                // 如果是计算器，则去掉它的结束权限，在Win10上无效
                Operation->Parameters->CreateHandleInformation.DesiredAccess = ~THREAD_TERMINATE;
                return STATUS_UNSUCCESSFUL;
            }
        }
    }
    return STATUS_SUCCESS;
}
VOID UnDriver(PDRIVER_OBJECT driver)
{
    ObUnRegisterCallbacks(Globle_Object_Handle);
    DbgPrint("回调卸载完成...");
}

NTSTATUS DriverEntry(IN PDRIVER_OBJECT Driver, PUNICODE_STRING RegistryPath)
{
    NTSTATUS obst = 0;
    OB_CALLBACK_REGISTRATION obReg;
    OB_OPERATION_REGISTRATION opReg;

    memset(&obReg, 0, sizeof(obReg));
    obReg.Version = ObGetFilterVersion();
    obReg.OperationRegistrationCount = 1;
    obReg.RegistrationContext = NULL;
    RtlInitUnicodeString(&obReg.Altitude, L"321125");
    obReg.OperationRegistration = &opReg;

    memset(&opReg, 0, sizeof(opReg));
    opReg.ObjectType = PsProcessType;
    opReg.Operations = OB_OPERATION_HANDLE_CREATE | OB_OPERATION_HANDLE_DUPLICATE;
    opReg.PreOperation = (POB_PRE_OPERATION_CALLBACK)&MyObjectCallBack;
    obst = ObRegisterCallbacks(&obReg, &Globle_Object_Handle);

    Driver->DriverUnload = UnDriver;
    return STATUS_SUCCESS;
}

首先运行计算器，然后启动驱动保护，此时我们在任务管理器中就无法结束计算器进程了。

4.3.2 实现监控进程中的模块加载

系统中的模块加载包括用户层模块DLL和内核模块SYS的加载，在内核环境下我们可以调用PsSetLoadImageNotifyRoutine内核函数来设置一个映像加载通告例程，当有驱动或者DLL被加载时，回调函数就会被调用从而执行我们自己的回调例程。

PsSetLoadImageNotifyRoutine 函数用来设置一个映像加载通告例程。该函数需要传入一个回调函数的指针，该回调函数会在系统中有驱动程序或 DLL 被加载时被调用。

该函数函数的原型为：

NTKERNELAPI
NTSTATUS
PsSetLoadImageNotifyRoutine(
  PLOAD_IMAGE_NOTIFY_ROUTINE NotifyRoutine
);

其中，NotifyRoutine 参数是一个指向映像加载通告例程的函数指针。该函数将在系统中有驱动程序或 DLL 被加载时被调用。

当一个映像被加载时，Windows 内核会检查是否已注册了映像加载通告例程。如果已注册，则内核会调用该例程，将被加载的模块的信息作为参数传递给该例程。通常，该例程会记录或处理这些信息。

需要注意的是，映像加载通告例程应该尽可能地简短，不要执行复杂的操作，以避免影响系统性能。同时，该例程应该是线程安全的，以免发生竞态条件或死锁。

如上函数中PLOAD_IMAGE_NOTIFY_ROUTINE用于接收一个自定义函数，该自定义函数需要声明成如下原型；

VOID MyLoadImageNotifyRoutine(
  PUNICODE_STRING FullImageName,
  HANDLE ProcessId,
  PIMAGE_INFO ImageInfo
);

参数FullImageName参数是指被加载的模块的完整路径名；
参数ProcessId参数是指加载该模块的进程ID；
参数ImageInfo参数是指与该模块相关的信息，包括其基地址、大小等。在回调函数中，可以对这些信息进行处理，以实现对模块加载的监控。

有了如上知识体系，实现监控的目的就会变得简单，其监控的实现重点是实现自己的MyLoadImageNotifyRoutine如下代码中简单实现了当有新的DLL被装载到内存是，则通过DbgView输出该模块的具体信息；

#include <ntddk.h>
#include <ntimage.h>

// 用与获取特定基地址的模块入口
PVOID GetDriverEntryByImageBase(PVOID ImageBase)
{
    PIMAGE_DOS_HEADER pDOSHeader;
    PIMAGE_NT_HEADERS64 pNTHeader;
    PVOID pEntryPoint;
    pDOSHeader = (PIMAGE_DOS_HEADER)ImageBase;
    pNTHeader = (PIMAGE_NT_HEADERS64)((ULONG64)ImageBase + pDOSHeader->e_lfanew);
    pEntryPoint = (PVOID)((ULONG64)ImageBase + pNTHeader->OptionalHeader.AddressOfEntryPoint);
    return pEntryPoint;
}

VOID MyLoadImageNotifyRoutine(PUNICODE_STRING FullImageName,HANDLE ProcessId,PIMAGE_INFO ImageInfo)
{
    PVOID pDrvEntry;

  // MmIsAddress 验证地址可用性
    if (FullImageName != NULL && MmIsAddressValid(FullImageName))
    {
        if (ProcessId == 0)
        {
            pDrvEntry = GetDriverEntryByImageBase(ImageInfo->ImageBase);
            DbgPrint("模块名称:%wZ --> 装载基址:%p --> 镜像长度: %d", FullImageName, pDrvEntry,ImageInfo->ImageSize);
        }
    }
}

VOID UnDriver(PDRIVER_OBJECT driver)
{
    PsRemoveLoadImageNotifyRoutine((PLOAD_IMAGE_NOTIFY_ROUTINE)MyLoadImageNotifyRoutine);
    DbgPrint("驱动卸载完成...");
}

NTSTATUS DriverEntry(IN PDRIVER_OBJECT Driver, PUNICODE_STRING RegistryPath)
{
    PsSetLoadImageNotifyRoutine((PLOAD_IMAGE_NOTIFY_ROUTINE)MyLoadImageNotifyRoutine);
    DbgPrint("驱动加载完成...");
    Driver->DriverUnload = UnDriver;
    return STATUS_SUCCESS;
}

输出效果图如下所示：

通过上方代码的学习，相信读者已经学会了如何监视系统内加载驱动与DLL功能，接着我们给上方的代码加上判断，只需在上方代码的基础上进行一定的改进，但需要注意MyLoadImageNotifyRoutine回调函数中的ModuleStyle参数，该参数用于判断加载模块的类型，如果返回值为零则表示加载SYS，如果返回非零则表示加载的是DLL模块。

VOID UnicodeToChar(PUNICODE_STRING dst, char *src)
{
    ANSI_STRING string;
    RtlUnicodeStringToAnsiString(&string, dst, TRUE);
    strcpy(src, string.Buffer);
    RtlFreeAnsiString(&string);
}

VOID MyLoadImageNotifyRoutine(PUNICODE_STRING FullImageName,HANDLE ModuleStyle,PIMAGE_INFO ImageInfo)
{
    PVOID pDrvEntry;
    char szFullImageName[256] = { 0 };

  // MmIsAddress 验证地址可用性
    if (FullImageName != NULL && MmIsAddressValid(FullImageName))
    {
    // ModuleStyle为零表示加载sys非零表示加载DLL
        if (ModuleStyle == 0)
        {
            pDrvEntry = GetDriverEntryByImageBase(ImageInfo->ImageBase);
            UnicodeToChar(FullImageName, szFullImageName);
            if (strstr(_strlwr(szFullImageName), "hook.sys"))
            {
                DbgPrint("准备拦截SYS内核模块：%s", _strlwr(szFullImageName));
            }
        }
    }
}

输出效果图如下所示：

如上方代码中所示，MyLoadImageNotifyRoutine函数只能接收全局模块加载动作，但是此模式无法判断到底是哪个进程加载的hook.sys驱动，因为回调函数本就很底层了，到了一定的深度之后就无法判断到底是谁主动引发的行为，一切回调行为都会变成系统的行为，而某些驱动过滤软件，通常会使用特征扫描等方式来判断驱动是否是我们所需；

当判断特定模块是我们所要拦截的驱动时，则下一步就要进行驱动的屏蔽工作，对于驱动屏蔽来说最直接的办法就是在程序的入口位置写入Mov eax,c0000022h;ret这两条汇编指令从而让模块无法被执行，此时模块虽然被加载了但却无法执行功能，本质上来说已经起到了拒绝加载的效果；

通过ImageInfo->ImageBase 来获取被加载驱动程序hook.sys的映像基址，然后找到NT头的OptionalHeader节点，该节点里面就是被加载驱动入口的地址，通过汇编在驱动头部写入ret返回指令，即可实现屏蔽加载特定驱动文件，这段代码完整实现如下所示；

#include <ntddk.h>
#include <intrin.h>
#include <ntimage.h>

PVOID GetDriverEntryByImageBase(PVOID ImageBase)
{
    PIMAGE_DOS_HEADER pDOSHeader;
    PIMAGE_NT_HEADERS64 pNTHeader;
    PVOID pEntryPoint;
    pDOSHeader = (PIMAGE_DOS_HEADER)ImageBase;
    pNTHeader = (PIMAGE_NT_HEADERS64)((ULONG64)ImageBase + pDOSHeader->e_lfanew);
    pEntryPoint = (PVOID)((ULONG64)ImageBase + pNTHeader->OptionalHeader.AddressOfEntryPoint);
    return pEntryPoint;
}

VOID UnicodeToChar(PUNICODE_STRING dst, char *src)
{
    ANSI_STRING string;
    RtlUnicodeStringToAnsiString(&string, dst, TRUE);
    strcpy(src, string.Buffer);
    RtlFreeAnsiString(&string);
}

// 使用开关写保护需要在C/C++优化中启用内部函数

// 关闭写保护
KIRQL WPOFFx64()
{
    KIRQL irql = KeRaiseIrqlToDpcLevel();
    UINT64 cr0 = __readcr0();
    cr0 &= 0xfffffffffffeffff;
    _disable();
    __writecr0(cr0);
    return irql;
}

// 开启写保护
void WPONx64(KIRQL irql)
{
    UINT64 cr0 = __readcr0();
    cr0 |= 0x10000;
    _enable();
    __writecr0(cr0);
    KeLowerIrql(irql);
}

BOOLEAN DenyLoadDriver(PVOID DriverEntry)
{
    UCHAR fuck[] = "\xB8\x22\x00\x00\xC0\xC3";
    KIRQL kirql;
    /* 在模块开头写入以下汇编指令
    Mov eax,c0000022h
    ret
    */

    if (DriverEntry == NULL)
  {
    return FALSE;
  }

    kirql = WPOFFx64();
    memcpy(DriverEntry, fuck,sizeof(fuck) / sizeof(fuck[0]));
    WPONx64(kirql);
    return TRUE;
}

VOID MyLoadImageNotifyRoutine(PUNICODE_STRING FullImageName, HANDLE ModuleStyle, PIMAGE_INFO ImageInfo)
{
    PVOID pDrvEntry;
    char szFullImageName[256] = { 0 };

  // MmIsAddress 验证地址可用性
    if (FullImageName != NULL && MmIsAddressValid(FullImageName))
    {
    // ModuleStyle为零表示加载sys非零表示加载DLL
        if (ModuleStyle == 0)
        {
            pDrvEntry = GetDriverEntryByImageBase(ImageInfo->ImageBase);
            UnicodeToChar(FullImageName, szFullImageName);
            if (strstr(_strlwr(szFullImageName), "hook.sys"))
            {
                DbgPrint("拦截SYS内核模块：%s", szFullImageName);
                DenyLoadDriver(pDrvEntry);
            }
        }
    }
}

VOID UnDriver(PDRIVER_OBJECT driver)
{
    PsRemoveLoadImageNotifyRoutine((PLOAD_IMAGE_NOTIFY_ROUTINE)MyLoadImageNotifyRoutine);
    DbgPrint("驱动卸载完成...");
}

NTSTATUS DriverEntry(IN PDRIVER_OBJECT Driver, PUNICODE_STRING RegistryPath)
{
    PsSetLoadImageNotifyRoutine((PLOAD_IMAGE_NOTIFY_ROUTINE)MyLoadImageNotifyRoutine);
    DbgPrint("驱动加载完成...");
    Driver->DriverUnload = UnDriver;
    return STATUS_SUCCESS;
}

而对于屏蔽DLL模块加载同样如此，仅仅只是在判断ModuleStyle参数时将非零作为过滤条件即可，要实现该功能只需要在上面的代码上稍微修改一下即可；

char *UnicodeToLongString(PUNICODE_STRING uString)
{
    ANSI_STRING asStr;
    char *Buffer = NULL;;
    RtlUnicodeStringToAnsiString(&asStr, uString, TRUE);
    Buffer = ExAllocatePoolWithTag(NonPagedPool, uString->MaximumLength * sizeof(wchar_t), 0);
    if (Buffer == NULL)
  {
        return NULL;
  }

    RtlCopyMemory(Buffer, asStr.Buffer, asStr.Length);
    return Buffer;
}

VOID MyLoadImageNotifyRoutine(PUNICODE_STRING FullImageName, HANDLE ModuleStyle, PIMAGE_INFO ImageInfo)
{
    PVOID pDrvEntry;
    char *PareString = NULL;

    if (MmIsAddressValid(FullImageName))
    {
    // 非零则监控DLL加载
        if (ModuleStyle != 0)
        {
            PareString = UnicodeToLongString(FullImageName);
            if (PareString != NULL)
            {
                if (strstr(PareString, "hook.dll"))
                {
                    pDrvEntry = GetDriverEntryByImageBase(ImageInfo->ImageBase);
                    if (pDrvEntry != NULL)
                        DenyLoadDriver(pDrvEntry);
                }
            }
        }
    }
}