詳談 HOOK API 的技術

註：以下文章非本人撰寫為中國大陸網路轉載文章，只做繁簡轉換整理。

來源：黑客基地 详谈HOOK API的技术

作者：未知 (如有網友知道請告知)

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HOOK API是一個永恆的話題，如果沒有HOOK，許多技術將很難實現，也許根本不能實現。這裡所說的API，是廣義上的API，它包括DOS下的中斷，WINDOWS裡的API、中斷服務、IFS和NDIS過濾等。比如大家熟悉的即時翻譯軟體，就是靠HOOK TextOut()或ExtTextOut()這兩個函數實現的，在作業系統用這兩個函數輸出文本之前，就把相應的英文替換成中文而達到即時翻譯；IFS和NDIS過濾也是如此，在讀寫磁片和收發資料之前，系統會調用協力廠商提供的回呼函數來判斷操作是否可以放行，它與普通HOOK不同，它是作業系統允許的，由作業系統提供介面來安裝回呼函數。

甚至如果沒有HOOK，就沒有病毒，因為不管是DOS下的病毒或WINDOWS裡的病毒，都是靠HOOK系統服務來實現自己的功能的：DOS下的病毒靠HOOK INT 21來感染檔（檔型病毒），靠HOOK INT 13來感染引導磁區（引導型病毒）；WINDOWS下的病毒靠HOOK系統API（包括RING0層的和RING3層的），或者安裝IFS（CIH病毒所用的方法）來感染文件。因此可以說“沒有HOOK，就沒有今天多姿多彩的軟體世界”。

由於涉及到專利和智慧財產權，或者是商業機密，微軟一直不提倡大家HOOK它的系統API，提供IFS和NDIS等其他過濾介面，也是為了適應殺毒軟體和防火牆的需要才開放的。所以在大多數時候，HOOK API要靠自己的力量來完成。

HOOK API有一個原則，這個原則就是：被HOOK的API的原有功能不能受到任何影響。就象醫生救人，如果把病人身體裡的病毒殺死了，病人也死了，那麼這個“救人”就沒有任何意義了。如果你HOOK API之後，你的目的達到了，但API的原有功能失效了，這樣不是HOOK，而是REPLACE，作業系統的正常功能就會受到影響，甚至會崩潰。

HOOK API的技術，說起來也不複雜，就是改變程式流程的技術。在CPU的指令裡，有幾條指令可以改變程式的流程：JMP，CALL，INT，RET，RETF，IRET等指令。理論上只要改變API入口和出口的任何機器碼，都可以HOOK，但是實際實現起來要複雜很多，因為要處理好以下問題：

1，CPU指令長度問題，在32位元系統裡，一條JMP/CALL指令的長度是5個位元組，因此你只有替換API裡超過5個位元組長度的機器碼（或者替換幾條指令長度加起來是5位元組的指令），否則會影響被更改的小於5個位元組的機器碼後面的數條指令，甚至程式流程會被打亂，產生不可預料的後果；

2，參數問題，為了訪問原API的參數，你要通過EBP或ESP來傳址參數，因此你要非常清楚你的HOOK代碼裡此時的EBP/ESP的值是多少；

3，時機的問題，有些HOOK必須在API的開頭，有些必須在API的尾部，比如HOOK CreateFilaA()，如果你在API尾部HOOK API，那麼此時你就不能寫檔，甚至不能訪問檔；HOOK RECV()，如果你在API頭HOOK，此時還沒有收到資料，你就去查看RECV()的接收緩衝區，裡面當然沒有你想要的資料，必須等RECV()正常執行後，在RECV()的尾部HOOK，此時去查看RECV()的緩衝區，裡面才有想要的資料；

4，上下文的問題，有些HOOK代碼不能執行某些操作，否則會破壞原API的上下文，原API就失效了；

5，同步問題，在HOOK代碼裡儘量不使用全域變數，而使用區域變數，這樣也是模組化程式的需要；

6，最後要注意的是，被替換的CPU指令的原有功能一定要在HOOK代碼的某個地方模擬實現。

下麵以ws2_32.dll裡的send()為例子來說明如何HOOK這個函數：

Exported fn(): send - Ord:0013h

地址 機器碼 彙編代碼

:71A21AF4 55 push ebp //將被HOOK的機器碼（第1種方法）

:71A21AF5 8BEC mov ebp, esp //將被HOOK的機器碼（第2種方法）

:71A21AF7 83EC10 sub esp, 00000010

:71A21AFA 56 push esi

:71A21AFB 57 push edi

:71A21AFC 33FF xor edi, edi

:71A21AFE 813D1C20A371931CA271 cmp dword ptr [71A3201C], 71A21C93 //將被HOOK的機器碼（第4種方法）

:71A21B08 0F84853D0000 je 71A25893

:71A21B0E 8D45F8 lea eax, dword ptr [ebp-08]

:71A21B11 50 push eax

:71A21B12 E869F7FFFF call 71A21280

:71A21B17 3BC7 cmp eax, edi

:71A21B19 8945FC mov dword ptr [ebp-04], eax

:71A21B1C 0F85C4940000 jne 71A2AFE6

:71A21B22 FF7508 push [ebp+08]

:71A21B25 E826F7FFFF call 71A21250

:71A21B2A 8BF0 mov esi, eax

:71A21B2C 3BF7 cmp esi, edi

:71A21B2E 0F84AB940000 je 71A2AFDF

:71A21B34 8B4510 mov eax, dword ptr [ebp+10]

:71A21B37 53 push ebx

:71A21B38 8D4DFC lea ecx, dword ptr [ebp-04]

:71A21B3B 51 push ecx

:71A21B3C FF75F8 push [ebp-08]

:71A21B3F 8D4D08 lea ecx, dword ptr [ebp+08]

:71A21B42 57 push edi

:71A21B43 57 push edi

:71A21B44 FF7514 push [ebp+14]

:71A21B47 8945F0 mov dword ptr [ebp-10], eax

:71A21B4A 8B450C mov eax, dword ptr [ebp+0C]

:71A21B4D 51 push ecx

:71A21B4E 6A01 push 00000001

:71A21B50 8D4DF0 lea ecx, dword ptr [ebp-10]

:71A21B53 51 push ecx

:71A21B54 FF7508 push [ebp+08]

:71A21B57 8945F4 mov dword ptr [ebp-0C], eax

:71A21B5A 8B460C mov eax, dword ptr [esi+0C]

:71A21B5D FF5064 call [eax+64]

:71A21B60 8BCE mov ecx, esi

:71A21B62 8BD8 mov ebx, eax

:71A21B64 E8C7F6FFFF call 71A21230 //將被HOOK的機器碼（第3種方法）

:71A21B69 3BDF cmp ebx, edi

:71A21B6B 5B pop ebx

:71A21B6C 0F855F940000 jne 71A2AFD1

:71A21B72 8B4508 mov eax, dword ptr [ebp+08]

:71A21B75 5F pop edi

:71A21B76 5E pop esi

:71A21B77 C9 leave

:71A21B78 C21000 ret 0010

下面用4種方法來HOOK這個API：

1，把API入口的第一條指令是PUSH EBP指令（機器碼0x55）替換成INT 3（機器碼0xcc），然後用WINDOWS提供的調試函數來執行自己的代碼，這中方法被SOFT ICE等DEBUGER廣泛採用，它就是通過BPX在相應的地方設一條INT 3指令來下中斷點的。但是不提倡用這種方法，因為它會與WINDOWS或調試工具產生衝突，而彙編代碼基本都要調試；

2，把第二條mov ebp,esp指令（機器碼8BEC，2位元組）替換為INT F0指令（機器碼CDF0），然後在IDT裡設置一個中斷門，指向我們的代碼。我這裡給出一個HOOK代碼：

lea ebp,[esp+12] //類比原指令mov ebp,esp的功能

pushfd //保存現場

pushad //保存現場

//在這裡做你想做的事情

popad //恢復現場

popfd //恢復現場

iretd //返回原指令的下一條指令繼續執行原函數（71A21AF7位址處）

這種方法很好，但缺點是要在IDT設置一個中斷門，也就是要進RING0。

3，更改CALL指令的相對位址（CALL分別在71A21B12、71A21B25、71A21B64，但前面2條CALL之前有一個條件跳轉指令，有可能不被執行到，因此我們要HOOK 71A21B64處的CALL指令）。為什麼要找CALL指令下手？因為它們都是5位元組的指令，而且都是CALL指令，只要保持操作碼0xE8不變，改變後面的相對位址就可以轉到我們的HOOK代碼去執行了，在我們的HOOK代碼後面再轉到目標位址去執行。

假設我們的HOOK代碼在71A20400處，那麼我們把71A21B64處的CALL指令改為CALL 71A20400（原指令是這樣的：CALL 71A21230）

而71A20400處的HOOK代碼是這樣的：

71A20400:

pushad

//在這裡做你想做的事情

popad

jmp 71A21230 //跳轉到原CALL指令的目標位址，原指令是這樣的：call 71A21230

這種方法隱蔽性很好，但是比較難找這條5位元組的CALL指令，計算相對位址也複雜。

4，替換71A21AFE地址上的cmp dword ptr [71A3201C], 71A21C93指令（機器碼：813D1C20A371931CA271，10位元組）成為

call 71A20400

nop

nop

nop

nop

nop

（機器碼：E8 XX XX XX XX 90 90 90 90 90，10位元組）

在71A20400的HOOK代碼是：

pushad

mov edx,71A3201Ch //類比原指令cmp dword ptr [71A3201C], 71A21C93

cmp dword ptr [edx],71A21C93h //類比原指令cmp dword ptr [71A3201C], 71A21C93

pushfd

//在這裡做你想做的事

popfd

popad

ret

這種方法隱蔽性最好，但不是每個API都有這樣的指令，要具體情況具體操作。

以上幾種方法是常用的方法，值得一提的是很多人都是改API開頭的5個位元組，但是現在很多殺毒軟體用這樣的方法檢查API是否被HOOK，或其他病毒木馬在你之後又改了前5個位元組，這樣就會互相覆蓋，最後一個HOOK API的操作才是有效的，所以提倡用第3和第4種方法。