Inline Hook 之（监视任意函数）

待我称王封你为后i 2022-09-25 15:14 117阅读 0赞

原文转自：http://blog.csdn.net/masefee/article/details/6326634

前面已经写过两次inline hook的博文了，第一篇为：《[C/C++ HOOK API（原理深入剖析之-LoadLibraryA）][C_C_ HOOK API_-LoadLibraryA]》，这篇博文的方法是通过修改任意函数的前面N个字节，实现跳转并进入到我们自定义的hook函数里，执行完毕我们的hook函数之后，再直接调用被hook的函数。第一篇的方法没有考虑多线程的情况，所以在多线程环境下会有问题。第二篇为：《 [Inline HOOK API 改进版（hot-patching）][Inline HOOK API _hot-patching]》，这篇的初衷是为了解决多线程的问题，因为这种方式是一直hook的，直到程序结束。因此在多线程情况下，并不会在hook与unhook期间执行被hook的函数。不过，第二种方式有局限性，它主要针对windows的很多API而设计，在函数头部必须有空闲的两个字节和函数首地址之前的5个空闲字节（一般为5个nop指令），这样能够实现一个short jmp和一个long jmp。从而实现了hook，在此就不再累述了。

好了，本文已经是第三次写hook相关的东西了。前两种hook有个共同点就是他们都是直接hook掉某个函数，也就是说，当执行完我们自定义的hook函数之后，又从被hook函数的首部开始执行，被hook函数一进入就被跳转了。而本文，则要实现在某个函数体内部任意地方进行hook并跳转，执行完我们的函数之后，再回到原来的位置继续向下执行完未执行的逻辑。那么，初看这种方式似乎与前面写的两篇hook没有什么差别，都是hook，都是跳转然后回到被hook的函数。但仔细一想，你会发现本文要实现的方式要比前面两种hook复杂，因为hook的地方是函数体内任意地方，那么回来的时候就不是直接调用被hook的函数了，而是要回到之前hook的地方去。这期间就涉及到hook函数的返回地址问题和被hook函数的返回地址问题。

说了这么多，可能还是有点晕，先不管为什么要这么做，也不管这种hook方式能有什么用途（在本文最后会说明用途），下面我们先写一些代码，在实践中来想一想这种方式有什么用途，并且与之前的两篇hook进行比较。

首先，我们需要一个自定义的hook函数，这个函数也就是被hook函数被hook后跳转到的地方，这个hook函数负责hook与unhook，还可以监视寄存器，监视内存，也可以管理hook的次数，以供我们灵活的hook需求。直接贴代码吧：

**\[cpp\]**  [view plain][]   [copy][view plain]

[print][view plain] [?][view plain]

1.  \#include <iostream>  
2.  \#include <windows.h>  
3.    
4.  \#pragma warning( disable : 4311 )  
5.  \#pragma warning( disable : 4312 )  
6.    
7.  \#define HOOK\_BYTES 5  
8.  **typedef** unsigned **int** uint;  
9.    
10. uint  hookAddr = 0;  
11. **char**  old\_code\[ HOOK\_BYTES \];  
12. **char**  new\_code\[ HOOK\_BYTES \];  
13.   
14. **void** printRegisters( **void** );  
15.   
16. **bool** hook( **void** )  
17. \{  
18.     **DWORD** dwFlag;  
19.     **if** ( VirtualProtect( ( **void**\* )hookAddr, HOOK\_BYTES, PAGE\_EXECUTE\_READWRITE, &dwFlag ) )  
20.     \{  
21.         memcpy( old\_code, ( **void**\* )hookAddr, HOOK\_BYTES );  
22.         memcpy( ( **void**\* )hookAddr, new\_code, HOOK\_BYTES );  
23.         VirtualProtect( ( **void**\* )hookAddr, HOOK\_BYTES, dwFlag, &dwFlag );  
24.         **return** **true**;  
25.     \}  
26.     **return** **false**;  
27. \}  
28.   
29. **void** unhook( **void** )  
30. \{  
31.     **DWORD** dwFlag;  
32.     **if** ( VirtualProtect( ( **void**\* )hookAddr, HOOK\_BYTES, PAGE\_EXECUTE\_READWRITE, &dwFlag ) )  
33.     \{  
34.         memcpy( ( **void**\* )hookAddr, old\_code, HOOK\_BYTES );  
35.         VirtualProtect( ( **void**\* )hookAddr, HOOK\_BYTES, dwFlag, &dwFlag );  
36.     \}  
37. \}  
38.   
39. **namespace** global  
40. \{  
41.     uint gEAX = 0;  
42.     uint gEBX = 0;  
43.     uint gECX = 0;  
44.     uint gEDX = 0;  
45.     uint gESP = 0;  
46.     uint gEBP = 0;  
47.     uint gESI = 0;  
48.     uint gEDI = 0;  
49.   
50.     uint gRet = 0;  // 临时的返回地址  
51.     uint gTmp = 0;  // 一些临时的值保存  
52.     uint gPar = 0;  // 被hook函数的正常返回地址  
53.     uint gCnt = 1;  // 当前hook的次数  
54.     uint gMax = 0;  // 最大hook次数，为0表示一直hook  
55.     **bool** bEnt = 0;  // 是否为第一次进入hook函数  
56. \}  
57.   
58. **void** **\_\_declspec**( **naked** ) hook\_jmp( **void** )  
59. \{  
60.     \_\_asm  
61.     \{  
62. \_\_entry:  
63.         pushad  
64.         \{  
65.             cmp global::bEnt, 0   // 如果没有进入则表示需要unhook  
66.             je  \_\_first  
67.   
68.             cmp global::gMax, 0   // 如果为0，则一直启用hook逻辑  
69.             je  \_\_second  
70.   
71.             mov eax, global::gCnt  
72.             cmp eax, global::gMax // 如果当前hook次数没有达到最大次数，则继续  
73.             jl  \_\_second  
74.   
75.             mov global::gCnt, 1   // reset state  
76.             mov global::bEnt, 0   // reset state  
77.             mov global::gMax, 0   // reset state  
78.   
79.             mov eax, global::gPar // 被hook函数的正常返回地址  
80.             mov global::gRet, eax // 准备跳转到被hook函数的上层调用，结束hook  
81.             popad  
82.             jmp \_\_ret  
83.         \}  
84.   
85. \_\_first:  
86.         // 保存相关重要寄存器值  
87.         \{  
88.             popad  
89.             mov global::gEAX, eax    
90.             mov global::gEBX, ebx  
91.             mov global::gECX, ecx  
92.             mov global::gEDX, edx  
93.             mov global::gESP, esp  
94.             mov global::gEBP, ebp  
95.             mov global::gESI, esi  
96.             mov global::gEDI, edi  
97.         \}  
98.   
99.         // 第一次进入，unhook并监视相关状态  
100.         pushad  
101.         \{  
102.             mov global::bEnt, 1    // 记录状态  
103.   
104.             mov edi, global::gEBP  // 被hook函数的ebp  
105.             mov eax, \[ edi + 4 \]   // 被hook函数的返回地址（其上层调用地址）  
106.             mov global::gPar, eax  // 保存返回地址  
107.             mov esi, \_\_entry       // 将被hook函数的返回地址修改为  
108.             mov \[ edi + 4 \], esi   // 本函数的首地址，以便执行完被hook函数的  
109.                                    // 剩余逻辑之后能够返回到本函数，决定是否  
110.                                    // 还需要hook。  
111.   
112.             call printRegisters    // 打印寄存器值\[测试\]，或者其他  
113.             call unhook            // unhook  
114.   
115.             mov  eax, hookAddr     // 获得被hook的内存地址  
116.             mov  global::gRet, eax  
117.         \}  
118.         popad  
119.   
120.         pop  global::gTmp          // 移除本函数的返回地址，并将hook的地址设置  
121.         jmp \_\_ret                  // 为本函数的返回地址，从而实现跳转  
122.   
123. \_\_second:  
124.         // 第二次进入, 继续hook, 这次进入是被hook函数ret返回的，没有新的ret地址被压栈  
125.         \{  
126.             mov global::bEnt, 0    // 设置状态  
127.             add global::gCnt, 1    // 增加hook计数  
128.   
129.             call hook              // hook  
130.   
131.             mov  eax, global::gPar // 将被hook函数的返回地址设置为本函数的  
132.             mov  global::gRet, eax // 返回地址，从而实现正常的函数流程  
133.         \}  
134.         popad  
135.   
136. \_\_ret:  
137.         push global::gRet                   // 修改本函数的返回地址  
138.         ret  
139.     \}  
140. \}  
141.   
142. **void** setHookBytes( uint addr )  
143. \{  
144.     hookAddr = addr;  
145.     new\_code\[ 0 \] = ( **char** )0xe8; // call 指令机器码  
146.     ( uint& )new\_code\[ 1 \] = ( uint )hook\_jmp - addr - 5; // 计算跳转偏移  
147. \}  
148.   
149. **void** printRegisters( **void** )  
150. \{  
151.     printf( "EAX = 0x%08x/n", global::gEAX );  
152.     printf( "EBX = 0x%08x/n", global::gEBX );  
153.     printf( "ECX = 0x%08x/n", global::gECX );  
154.     printf( "EDX = 0x%08x/n", global::gEDX );  
155.     printf( "ESP = 0x%08x/n", global::gESP );  
156.     printf( "EBP = 0x%08x/n", global::gEBP );  
157.     printf( "ESI = 0x%08x/n", global::gESI );  
158.     printf( "EDI = 0x%08x/n", global::gEDI );  
159. \}

如上，hook\_jmp函数即为我们自定义的hook函数，当被hook函数被hook之后，就会跳转到这个函数里，执行相关逻辑，上面我加了很详细的注释。应该很容易看懂。还是先看怎么使用这套方法，再来细说，代码如下：

**\[cpp\]**  [view plain][]   [copy][view plain]

[print][view plain] [?][view plain]

1.  **void** testHook( **void** )  
2.  \{  
3.      printf( "This is a hook test 1./n" );  
4.      printf( "This is a hook test 2./n" );  
5.      printf( "This is a hook test 3./n" );  
6.      printf( "This is a hook test 4./n" );  
7.      printf( "\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_/n" );  
8.  \}  
9.    
10. **int** main( **void** )  
11. \{  
12.     uint hook\_addr = 0x0042ec7b;  
13.     setHookBytes( hook\_addr );  
14.       
15.     global::gMax = 2;  
16.     **if** ( hook() )  
17.     \{  
18.         testHook();  
19.         testHook();  
20.         testHook();  
21.     \}  
22.     system( "pause" );  
23.     **return** 0;  
24. \}

如上，testHook函数即为被hook的函数，在main函数中，0x0042ec7b则为testHook函数里的第二个printf调用的地址，在你的机器上可能不一样。这里只是测试之用。testHook函数具体反汇编代码如下:

**\[cpp\]**  [view plain][]   [copy][view plain]

[print][view plain] [?][view plain]

1.  **void** testHook( **void** )  
2.  \{  
3.  0042EC50  push        ebp    
4.  0042EC51  mov         ebp,esp   
5.  0042EC53  sub         esp,0C0h   
6.  0042EC59  push        ebx    
7.  0042EC5A  push        esi    
8.  0042EC5B  push        edi    
9.  0042EC5C  lea         edi,\[ebp-0C0h\]   
10. 0042EC62  mov         ecx,30h   
11. 0042EC67  mov         eax,0CCCCCCCCh   
12. 0042EC6C  rep stos    dword ptr es:\[edi\]   
13.     printf( "This is a hook test 1./n" );  
14. 0042EC6E  push        offset string "This is a hook test 1./n" (487E24h)   
15. 0042EC73  call        @ILT+4550(\_printf) (42D1CBh)   
16. 0042EC78  add         esp,4   
17.     printf( "This is a hook test 2./n" );  
18. 0042EC7B  push        offset string "This is a hook test 2./n" (487E08h)   
19. 0042EC80  call        @ILT+4550(\_printf) (42D1CBh)   
20. 0042EC85  add         esp,4   
21.     printf( "This is a hook test 3./n" );  
22. 0042EC88  push        offset string "This is a hook test 3./n" (487DECh)   
23. 0042EC8D  call        @ILT+4550(\_printf) (42D1CBh)   
24. 0042EC92  add         esp,4   
25.     printf( "This is a hook test 4./n" );  
26. 0042EC95  push        offset string "This is a hook test 4./n" (487DD0h)   
27. 0042EC9A  call        @ILT+4550(\_printf) (42D1CBh)   
28. 0042EC9F  add         esp,4   
29.     printf( "\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_/n" );  
30. 0042ECA2  push        offset string "\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_./n" (487DB4h)   
31. 0042ECA7  call        @ILT+4550(\_printf) (42D1CBh)   
32. 0042ECAC  add         esp,4   
33. \}  
34. 0042ECAF  pop         edi    
35. 0042ECB0  pop         esi    
36. 0042ECB1  pop         ebx    
37. 0042ECB2  add         esp,0C0h   
38. 0042ECB8  cmp         ebp,esp   
39. 0042ECBA  call        @ILT+3570(\_\_RTC\_CheckEsp) (42CDF7h)   
40. 0042ECBF  mov         esp,ebp   
41. 0042ECC1  pop         ebp    
42. 0042ECC2  ret

我们hook的就是第18行（0042EC7B）那句代码，setHookBytes构建了一个5字节的call语句，0xe8为CALL指令的机器码，后面4个字节是CALL的偏移量（目标地址 - 当前地址 - CALL指令占用的5个字节）。

在main函数中，构建了hook的5个字节之后，设置了hook次数，如main函数那段代码的第15行：global::gMax = 2，则会hook两次。然后是main函数那段代码的第16行，调用hook函数，将5个字节的call指令写入0042EC7B中，并保存了0042EC7B中原来的代码到old\_code中。之后，我们便可以调用testHook函数进行测试hook的流程了。最终输出结果为：

This is a hook test 1.  
EAX = 0x00000017  
EBX = 0x7ffdc000  
ECX = 0x8df97741  
EDX = 0x00499148  
ESP = 0x0012fd84  
EBP = 0x0012fe54  
ESI = 0x00000000  
EDI = 0x0012fe54  
This is a hook test 2.  
This is a hook test 3.  
This is a hook test 4.  
\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_  
This is a hook test 1.  
EAX = 0x00000017  
EBX = 0x7ffdc000  
ECX = 0x8df97741  
EDX = 0x00499148  
ESP = 0x0012fd84  
EBP = 0x0012fe54  
ESI = 0x00000000  
EDI = 0x0012fe54  
This is a hook test 2.  
This is a hook test 3.  
This is a hook test 4.  
\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_  
This is a hook test 1.  
This is a hook test 2.  
This is a hook test 3.  
This is a hook test 4.  
\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_

可以看出，前面两次调用testHook函数时，都执行了hook\_jmp函数，并调用了printRegisters函数将寄存器打印了出来，之后又回到testHook中，继续输出后面的3句字符串。当两次hook之后，第三次调用testHook时，就不会再输出寄存器了，也没有被hook了。

我们来看几个比较hook\_jmp中比较关键的几个地方：

**第104到110行：**这段汇编代码，主要用于保存testHook函数（被hook函数）的正常的返回地址（main函数里调用testHook的下一句指令的地址）到global::gPar变量中，并将hook\_jmp的首地址（也就是\_\_entry标签指示的地址）写入testHook函数的返回地址所在的内存里。这样当unhook并执行完testHook之后又能回到hook\_jmp中，进一步判断是否需要下一次hook。如果不需要再hook（已经达到最大hook次数）时，则会执行第79到80行的两句汇编代码，这两句汇编代码的作用是将hook\_jmp函数的返回地址设置为testHook函数正常的返回地址，也就是main函数里调用testHook函数的下一句汇编代码的地址（ret指令的原理如果不清楚，请看前两篇hook文章或查阅相关资料）。这样一来，当不再需要hook时，就能顺利的从hook\_jmp函数返回后直接跳转到main函数的作用域里。这样整个调用流程就符合原本的调用流程了。

**第113行：**这句代码是在调用了printRegister函数之后进行unhook操作，将原本的5个字节的代码重新拷贝到testHook函数的相应代码地址的内存里，本例中为testHook函数中第二句printf函数调用的地址。unhook之后，第115到116行的两句代码与第79到80行的两句汇编代码类似，只不过这时是将被hook的内存地址设置为hook\_jmp的返回地址，这样就能在第一次进入testHook函数并执行完毕返回时，能够跳转到被hook的地址（hookTest函数里第2句printf调用的地址）继续向下执行剩余的逻辑。

**第131到132行：**这两句汇编代码与第79到80行的两句汇编代码一致，都是将main函数里相应的代码地址设置为hook\_jmp函数的ret返回地址，这样就能直接从hook\_jmp跳转到main函数里继续向下执行，这样也就代表testHook被顺利的调用完成。

所以，总结下来，hook\_jmp函数会进入两次，第一次用于监视一些数据，本例只监视了相关寄存器，还可以增加监视指定内存地址等等。第一次进入时，会保存被hook函数（testHook函数）的返回地址，并将其修改为hook\_jmp函数的首地址，这样做是为了执行完testHook函数之后能够第二次进入hook\_jmp函数。那么，第二次进入后，首先是判断是否还需要hook，不需要则直接返回到main函数里，如果还要继续hook，则再次调用hook函数，然后跳转到main函数里。这样就构成了一个严密的调用流程，一切都看起来很和谐的调用，有点类似缓冲区溢出攻击的原理。

hook\_jmp函数中需要注意寄存器的保存，否则输出的寄存器值并不是testHook函数执行到hook位置时的寄存器状态，这样就丧失了监视的意义。

原理上其实比较简单，构建稍微细致了一些，与前两篇hook最大的不同就是需要手动修改ret的返回地址，从而达到hook的目的，不像之前的两篇hook，在进入hook函数之后，要回到被hook的函数时，只需要直接call就可以了，并不需要维护ret指令的返回地址。另外，由于本文的hook方式与第一篇的hook方式类似，所以本文的方式并没有支持多线程环境。

再者，本文的方式还有另外一些局限性：

1. 不能hook函数大括号以外的代码，也就是反汇编代码中大括号之前和之后的代码，因为本文的hook方式是需要通过被hook函数的ebp获取ret地址的，如果设置ebp的相关代码被hook，就得不到正确的ret返回地址等。而且hook大括号之外的代码意义并不大。

2. 被hook的函数的栈帧不能被编译器优化掉，否则得不到ret地址和ebp。

3. hook的代码地址必须为某条汇编指令机器码序列的首地址，本文并没有兼容任意代码地址hook，当然任意代码地址是可以实现的，不过在实际中要监视一些状态，这样做并没有太大的意义。所以你需要明确的知道你hook的代码地址是合法的，并且不会破坏原有的代码逻辑。

好了，整个hook的逻辑和原理就介绍得差不多了，再附上一张流程图：

![0_130304134070K7.gif][]

如图所示，testHook函数如果被hook了，它是不会直接返回到main函数的，而是要先进入hook\_jmp函数，再由hook\_jmp函数返回到main函数，知道不再hook的时候，testHook才有“权利”直接返回到main函数里。

好了差不多就介绍完了，最后说说这套hook的用途，其实最初我是想用于反外挂检测上，于是写了这么一套hook逻辑，方便在不用调试客户端程序的情况下，监视在运行有外挂的客户端的一些关键的反外挂检测点，例如某个反外挂检测逻辑是否被执行，某些检测结果值的监视等。外挂一般加了比较强悍的保护壳，这些壳具有反调试等功能。典型的就是VMP壳和UPX壳。当然在这之前尝试了脱壳等方式调试跟踪有外挂的客户端，但是脱壳和绕过反调试机制的工作量都相对较大一些，我们的一贯思想又是以最少的工作量去做到好的反外挂效果。于是我便写了这套hook规则，用于检测当前反外挂系统是否被破解，是否被绕开。通过这套规则，就可以很方便的设立观测点，监视相关逻辑和数据，当然还可以有更多用途，此处不再一一说明，另外为此还写了一个可视化工具，方便工作中使用，并成功检测了多个外挂的破解机制，如图：

![0_1302885296z3Z9.gif][]

![0_1302885503rdV4.gif][]

左边为hook逻辑的界面，右边tool页面为调用任意函数的功能，同时支持查看模块和查看并修改内存。基本上已经够用了。- -

好了，本文到此结束，由于水平有限，可能存在bug，还望指教，衷心感谢！

[C_C_ HOOK API_-LoadLibraryA]: http://blog.csdn.net/masefee/archive/2009/09/18/4566121.aspx
[Inline HOOK API _hot-patching]: http://blog.csdn.net/masefee/archive/2010/06/11/5664416.aspx
[view plain]: http://blog.csdn.net/masefee/article/details/6326634#
[0_130304134070K7.gif]: /images/20220717/7dc9fa25df664d179707ff29b8f1dda3.png
[0_1302885296z3Z9.gif]: /images/20220717/5ee72cc0eca0429084c62b28523ca37f.png
[0_1302885503rdV4.gif]: /images/20220717/bd0124ef724f4d7eb4808c89f5516554.png