实战dll注入(原理, 踩坑及排雷)_dll注入器

摘要

• 使用vs2019编写注入器程序, 在生成的注入器可用前, 踩了不少坑, 因此记录一下.
• 本文涉及三种恶意代码注入方法: 直接dll注入, 反射式dll注入, 镂空注入. 之所以选这三种注入方法, 是因最近在做一个检测进程内存空间以期发现代码注入的程序, 而实验发现这三种方法对目标进程的改变各有特点:
  • 直接dll注入: 还有APC注入, 本质都是在目标进程中执行LoadLibrary函数, 因而在枚举进程的模块列表时可看到注入的dll.
  • 反射式dll注入: 这种方法也会在目标进程中开辟新的内存空间并写入代码. 但因为没有调用LoadLibrary, 所以枚举目标进程的模块列表并不能看到注入的dll. (意味着目标进程的PEB没有变化)
  • 镂空注入: 直接改进程中某一模块的内存空间, 或者先注入一个合法模块, 再镂空该模块.
• 标了注: 的地方基本都是踩的坑.

直接注入

• 示例: LibSpy项目的OnMouseMove和InjectDll
• 流程:
  • OpenProcess打开目标进程(一参为PROCESS_CREATE_THREAD|PROCESS_QUERY_INFORMATION|PROCESS_VM_OPERATION|PROCESS_VM_WRITE| PROCESS_VM_READ, 后面CreateRemoteThread才能执行)
    • 需要给进程提权, 得到SeDebug权限.
      0. 注: 准确地说不是提权, 而是将访问令牌中禁用的权限启用. 成功使用下面这些函数的前提是进程具备该权限, 只是访问令牌中没有启用该权限. 而如果进程没有该权限, 则使用下面的函数后再调用GetLastError会返回ERROR_NOT_ALL_ASSIGN.
      1. 先用LookupPrivilegeValue(NULL,SE_DEBUG_NAME,&luid)得到用户的debug权限.
      2. 然后用OpenProcessToken(GetCurrentProcess(), TOKEN_ADJUST_PRIVILEGES,&hToken)获取进程的令牌句柄.
      3. 最后用AdjustTokenPrivileges启用特权.
    • 若要打开关键进程(csrss.exe等), 需在驱动中打开, 去掉关键进程的EPROCESS中的PsIsProtectProcess标志位, 并关闭dll签名策略. (参考开源项目blackbone)
  • 获取待注入的dll路径, 在目标进程内分配一块内存(VirtualAllocateEx), 将路径拷贝到该内存中(WriteProcessMemory)
  • 获取kernel32中的LoadLibraryA地址(如果dll路径是宽字符串, 则用LoadLibraryW)
  • 调用CreateRemoteThread, 在目标进程中执行LoadLibrary, 进而执行DllMain函数中的目标代码
    • 注意, 因为VirtualAllocEx返回的是虚拟地址, 默认情况下CreateRemoteThread函数的lpStartAddress参数使用该地址是没问题的. 但是若注入器是32位而被注入程序是64位, 则可能导致CreateRemoteThread失败而返回NULL. 参考: https://stackoverflow.com/questions/60687458/createremotethread-returns-null-while-trying-to-use-it-to-inject-dll

反射式注入(reflective injection)

• 概要
  • 没有用到LoadLibrary函数注入dll
  • 需由注入器自行解析PE文件:
    • 将dll头部(包括DOS头, PE头, 区块表)逐字节写入新开辟的内存.
    • 按重定位表的信息手动重定位
    • 修复导入函数表: 使用LdrLoadDll得到shellcode需要的库的内存地址, LdrGetProcedureAddress得到要导入的函数的内存地址, 然后将这些地址填入导入表.
• 流程
  • 将自己实现的LoadLibrary功能函数保存为shellcode.
    • 注: 在shellcode中使用的系统api都要事先通过GetProcAddress获取(使用GetModuleHandleA获取模块句柄, 传入的模块名不用后缀), 并作为参数传给shellcode.
    • 注: 需要审查注入器保存的shellcode是否是真实的函数体. 调试发现在vs2019中, 按默认选项编译得到的函数地址处是一条跳转到实际函数体的jmp指令. 因此需要使用jmp指令的操作数计算实际函数地址. 如下获取一个shellcode函数的代码:

      // shellcode函数
      void shellcodeFunc(PMY_PARAMS pParams) {
          // pParams保存LdrLoadDll等系统api的内存地址
          // 用NtAllocateVirtualMemory在目标进程中开辟一块内存(需指定PAGE_EXECUTE_READWRITE权限)
          // 将dll的文件内容写入开辟的内存
          // 修复导入表; 重定位
          // 执行dll的入口函数DLLMain
      }
      
      DWORD size = 0, ssss=0;
      
      // 获取jmp指令后的双字操作数(即jmp的目的地址偏移)
      DWORD* jmpAddr = (DWORD*) ((BYTE*) shellcodeFunc + 1); 
      
      // 加5得到jmp指令的下一条指令地址, 然后加上jmp的目的地址偏移, 得到函数体的实际起始地址
      WORD* Memx0 = (WORD*) ((BYTE*) shellcodeFunc + 5 + *jmpAddr); 
      LONG_PTR* Memx = (LONG_PTR*) Memx0;
      
      // 用0xCCCCCCCCCCCCCCCC作为函数体结束识别标识.
      while (*Memx != 0xCCCCCCCCCCCCCCCC) { 
          Memx++;
          size += 8;
      }
      
      // 将shellcode写入文件
      HANDLE hFile = CreateFile(LOADECODE, GENERIC_ALL, FILE_SHARE_READ | FILE_SHARE_WRITE, NULL, CREATE_ALWAYS, NULL, NULL);
      if (hFile) {
          WriteFile(hFile, Memx0, size, &ssss, NULL);
          CloseHandle(hFile);
      }
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    • 20230810:发现可以通过修改编译和链接选项, 让编译的程序不会多一个跳转表.

      • 编译时带上/GL选项(C/C++ -> 优化 -> 全程序优化, 选择是 (/GL)).

      • 链接时带上/INCREMENTAL:NO选项(链接器 -> 常规 -> 启用增量链接, 选否 (/INCREMENTAL:NO)). 在微软对这个链接选项的说明文档中, 有如下一句:

        May contain jump thunks to handle relocation of functions to new addresses.

        也就是说/INCREMENTAL选项会让程序多一张跳转表, 以处理函数的重定位. 在Debug模式下就会默认开启此选项.

    • 注: 用windbg调试远程线程, 发现远程线程中出现地址访问冲突:
      • 原因1: 出问题的地方试图读取__security_cookie
        • 解决: 编译时关闭/GS选项（属性 -> C/C++ -> 代码生成 -> 安全检查, 选择禁用安全检查 (/GS-)）, 禁用栈保护.
      • 原因2: 远程线程中试图调用一些不可用的函数, 包括__CheckForDebuggerJustMyCode, _RTC_CheckStackVars
        • 解决: 禁用/JMC选项（属性 -> C/C++ -> 常规 -> 支持仅我的代码调试, 选择否）, /RTC选项（属性 -> C/C++ -> 代码生成 -> 基本运行时检查, 选择默认值）, 其他的如果是必要使用的动态库函数, 则需要用LoadLibrary和GetProcAddress获取, 且要确保目标进程已载入相应dll.
    • 注: shellcode函数中不要用字符串常量, 因为这些字符串总是存在于注入器进程的堆栈上, 不会随着shellcode一起注入到目标进程中, 这样一来shellcode在运行时无从获取这些字符串常量. 在shellcode中最好是通过传参的方式获取需要用到的字符串常量.
  • 在目标进程中开辟新内存, 依次写入:
    • 要注入的dll的文件内容.
    • shellcode.
    • 传给shellcode的参数, 主要是shellcode需要的如下系统api的函数地址.
      • LdrLoadDll: 获取注入的dll依赖的dll的内存地址.
      • LdrGetProcedureAddress: 获取注入的dll需导入的函数的内存地址.
      • RtlInitAnsiString RtlAnsiStringToUnicodeString RtlFreeUnicodeString: 用以配合上述两个函数, 得到导入函数的内存地址.
      • NtAllocateVirtualMemory: 分配内存空间, 以写入要注入的dll的文件内容.
  • 创建远程线程, 执行shellcode, 由shellcode载入dll.
• 优点
  • 仅枚举进程模块列表并不能发现注入的dll.
    

镂空(hollowing):

• 概要:
  • 两种方式:
    • 镂空已有进程模块: 直接修改进程中已有模块的代码节, 注入恶意代码.
    • 先注入后镂空: 注入一个合法dll(拥有合法签名), 然后修改dll入口点处代码为自己想执行的代码.
  • 下面只讲先注入dll后镂空的方法.
• 流程
  • 首先, 如普通的dll注入, CreateRemoteThread创建远程线程, 执行LoadLibrary注入一个dll, 不同的是注入到进程的是一个合法dll(比如system32目录下的dll).
  • EnumProcessModules枚举进程模块, GetModuleBaseNameA得到每个模块的名称, 从而找到注入的dll.
  • 注入器进程中分配0x1000的内存空间(可用malloc或HeapAlloc), 然后将找到的dll的PE头部内容读进来.
  • 由PE头中的optional头得到目标dll的入口地址, 加上枚举模块时得到的dll的基址, 得到实际dll入口地址, 并用WriteProcessMemory向该地址写入shellcode.
    • 注: 通过windbg调试发现, 注入入口地址不一定能成功执行shellcode, 因为DllMain函数可能多次执行. 如果只想执行一次shellcode, 可把shellcode及其写在dll的末尾对齐空间.
    • 如同反射式dll注入, 生成shellcode的方法也是在注入器中定义shellcode函数并获取其机器码.
  • 创建远程线程, 并以写入shellcode的地址为线程执行地址.
• 优点
  • 无需将恶意dll保存在磁盘中, 可躲避静态查杀.