基于VEH&调试寄存器实现无痕HOOK（5）
作者 | 榴莲
编辑 | 楌橪
Windows操作系统中存在多种异常处理，我们现在需要的是其中的VEH（VectoredExceptionHandler）异常处理，也就是向量化异常处理。我们之所以可以使用VEH异常来进行HOOK的主要原因，在于两点。其一，VEH异常处理的优先级是高于SEH异常处理的，也就是说可以先手拿到异常，确保不会被其他异常处理流程将异常截获而导致HOOK失败。其二就是在VEH异常处理的回调函数中，可以获取及修改异常发生处的上下文环境，这就意味着我们可以操作的东西会非常多，例如通过上下文环境中的ESP（栈顶指针寄存器）就可以拿到HOOK位置触发异常时的堆栈数据。而我们设置的HOOK位置通常位于函数内部的起始位置，这就意味着我们可以直接通过堆栈里的数据获取到被HOOK函数的参数,并且可以对其进行修改。
在我们之前的文章中，我们已经使用过利用软件断点（int 3 0xCC）触发异常，实现HOOK。
但是这种方法也是有一定缺陷的。例如，如果目标进程具有CRC32一类的完整性检查，int3 软件断点又会修改指令。这样就无法通过完整性检查了。所以，我们这一次，提出一种新的方式。依然是基于VEH异常的，但是可以实现“无痕”的效果。不修改任何一个字节就完成HOOK。那么，这种方式就是基于硬件调试寄存器实现的。也就是硬件断点。因为硬件断点的地址是存储在寄存器里的，所以不会修改内存。
那么在学习具体的HOOK方法之前，我们首先需要了解一下硬件断点的基本知识：
上图就是Intel手册中对于调试断点的说明图，下面我们对其字段进行一定解释：
DR0 - DR3就是用来保存硬件断点的地址的，这个地址是线性地址而不是物理地址，因为CPU是在线性地址被翻译成物理地址之前出处理断点的，也因此，我们在保护模式内不能用调试寄存器对物理内存地址设置断点。
DR4和DR5是保留的，如果调试扩展开启了（CR4的DE位设置成1就是开启了），任何对DR4和DR5的调用都会导致一个非法指令异常#UD，如果调试扩展禁用了，那么DR4和DR5其实就是DR6和DR7的别名寄存器。
DR7寄存器是调试控制寄存器：
R/W0 - R/W3 读写域 四个读写域分别与DR0-DR3寄存器所对应，用来指定被监控地点的访问类型。
占两位，所以有以下四种状态：
00：仅执行对应断点的时候中断（执行断点）
01：仅写数据中断（写入断点）
10：（需要开启CR4的DE【调试扩展】）I/O时中断
11：读写数据都中断，但是读指令除外（访问断点）
LEN0 - LEN3 长度域 四个长度域分别与DR0-DR3寄存器所对应，用来指定监控区域的长度
占两位，所以有以下四种状态：
00：1字节长
01：2字节长
10：8字节长
11：4字节长
如果R/W位是00，那么这里应该设置成0
L0-L3 局部断点启用 分别与DR0-DR3寄存器所对应，对应项为1就是开启断点，为0就是关闭断点，执行后自动清除该位
G0-G3 全部断点启用 分别与DR0-DR3寄存器所对应，对应项为1就是开启断点，为0就是关闭断点，CPU不会主动清除
LE和GE 忽略即可，高版本CPU不用了，486之前才会用
GD启用访问检测，如果GD是1，那么CPU遇到修改DR寄存器的指令，会产生一条异常。
DR6寄存器是调试状态寄存器
B0-B3 分别与DR0-DR3寄存器所对应，如果B0被置1了，那说明R/W0 len0 DR0的条件都被满足了
BD 与DR7的GD位相关联，当CPU发现了需要修改DR寄存器的指令，那么就会停止执行，把BD设置成1，然后交给#DB的处理程序
BS 单步 与EFLAGS里的TF位相关联，如果这一位是1，则表示是单步触发的
BT 任务切换 与任务段相关，TSS的T标志（调试陷阱）相关联，当任务切换，发现下一个TSS的T是1，那么就会中断到调试中断程序里
了解了以上内容之后，我们开始编写具体的无痕HOOK，以MessageBoxA的HOOK为例：
我这里采用的操作系统是Windows 10 20H2（19042.1288），集成开发环境采用的是Visual Studio 2017。那么我们先来创建一个DLL项目。步骤如下：
1.选择新建项目
2：选择Windows桌面->动态链接库（DLL），点击确定
3：注释#include “pch.h”,添加#include <Windows.h>。删除framework.h、pch.h以及pch.cpp文件。
4：配置
4.1 选择属性
4.2 修改运行库以及Spectre缓解，选择应用
4.3 修改预编译头，选择应用
5. 在每一个分支中，添加break，防止DLL注入失败。
6.使用AddVectoredExceptionHandler函数添加一个VEH异常的回调。VEH的回调是一个链表，挂着很多的处理程序。AddVectoredExceptionHandler函数的第一个参数就是用来指定新增VEH处理函数位于链表的哪个位置。如果第一个参数的值是0，那么新增的VEH处理函数将处于整个链表的最后。如果第一个参数的值是一个非0值，那么新增的VEH处理函数就会位于链表的头部。AddVectoredExceptionHandler函数的第二个参数就是指定新增的回调函数
6.1函数的原型可以通过在AddVectoredExceptionHandler的函数上按F12，看到函数的原型。
6.2在红框的位置上，继续F12，就可以看到这个参数的原型，实际上就是一个回调函数的函数指针原型。
6.3然后复制出来，修改成如下样式。去掉typedef，把指针修改成函数名，增加花括号的函数体，异常处理的部分就需要在函数体内实现。
6.4最后，将其添加到DLL_PROCESS_ATTACH中。
6. 获取MessageBoxA的函数地址，并且保存起来
7. 这里我们需要编写一个HOOK函数
8. 硬件断点和软件断点是有区别的，软件断点是修改内存，所以只需要修改一处，但是因为硬件调试寄存器是每个线程一套，所以如果需要HOOK函数而不漏接，那么就是需要对所有线程的函数都下一个硬件断点。具体操作方式如下：
9. 在DLL_PROCESS_ATTACH中调用HOOK函数
10. 同样是因为硬件断点属于线程环境，所以当创建新线程的时候，需要调用SetThreadHook函数对新线程进行HOOK。
11. 接下来，我们需要在异常处理函数内，处理HOOK，首先判断是不是我们自己的HOOK地址
12.处理参数的HOOK
在这部分代码中，之所以需要将EIP + 2。是因为在x86的函数头是如下样式的。
也就是说，我们的断点0xCC实际上就是改在了红框的位置上，替换了8B，而原本的函数中，8BFF的硬编码组成了mov edi,edi,这里实际上别没有什么用，所以我们如果直接跳过这两个硬编码也并不会影响程序的正常执行。
12. 如果不是我们自己的HOOK地址，重新下一次HOOK，防止HOOK失效
13.生成文件
14.取出文件到桌面或其他位置
15.测试HOOK效果
15.1首先写一个目标程序，代码如下
15.2使用注入器（自行编写或网上下载，这里我用的是自己写的）将我们生成的模块注入到目标进程中。
正常情况下：
HOOK后：
到了这里，我们就完成了整个无痕HOOK的代码编写。
关于作者
作者：rkvir（榴莲老师）
简介：曾任某安全企业技术总监；看雪讲师；曾任职国内多家大型安全公司；参与*2国家级安全项目
擅长：C/C++/Python/x86/x64汇编/系统原理&
研究方向：二进制漏洞/FUZZ/Windows内核安全/内网攻防