端口访问监控原理
NetRoc
本来不打算写文章的，呵呵。既然AhnLab敢用，我当然也敢写咯，哈哈
安博士的反外挂系统最近添加了一个功能，可以检查出来按键精灵、简单游这些用增强版WinIo直接进行端口读写的程序。后来拿来看了一下，其原理就是自己前段时间实现过的那种。通过Hook int 1，设置IO断点进行监控的方法。
原理如下：
Intel兼容CPU都内置了调试功能。可以设置的断点类型包括执行断点、内存访问断点和IO断点。通过操作DrX寄存器和CR4 寄存器，可以在发生特定端口的读写操作时触发断点。AhnLab的这种检测技术就是基于CPU的这种功能。以下的介绍都基于32位处理器。
CPU调试寄存器简介：
DR0—DR3寄存器：它们是32位调试地址寄存器。根据DR7中设置的不同，它们可以包含内存地址，也可以包含IO端口号。很多调试器的硬件断点也是通过这几个寄存器实现的，所以一般硬件断点只能设置4个。
DR4和DR5：这两个寄存器是被系统保留的，当CR4中的DE被设置时，访问这两个寄存器会产生非法指令错误#UD；当CR4中的DE被清空时，这两个寄存器和DR6、DR7关联，即访问它们和访问DR6、DR7一样。
DR6：调试状态寄存器。这个寄存器用于在调试事件发生时报告状态信息。要判断是哪个断点被触发，触发的原因之类的就是靠它里面的值。DR6的定义如下：
typedef struct _DR6INFO
{
unsigned B0 : 1; //B0
unsigned B1 : 1; //B1
unsigned B2 : 1; //B2
unsigned B3 : 1; //B3
unsigned Reserved1 : 9; //reserved
unsigned BD : 1; //BD
unsigned BS : 1; //BS
unsigned BT : 1; //BT
unsigned Reserved2 : 16; //Reserved
}DR6INFO, *PDR6INFO;
l B0到B3用于指示哪个断点被触发。它们分别对应于DR0到DR3中的地址或端口。
l BD表示触发断点的下一条指令是对调试寄存器的访问。当DR7的GD标志被设置时，对调试寄存器进行访问的指令会触发调试事件，并且DR6的BD被设置。
l BS表示是由於单步执行触发的调试事件。当EFLAGS的TF标志被设置时，这种断点会被触发。
l BT指示是由于任务切换触发的调试事件。当TSS中的T标志被设置时会产生这种事件。
DR7：调试控制寄存器。对断点是否启用、断点类型等的控制。设置断点需要配合DR0—DR3和DR7寄存器。定义如下：
typedef struct _DR7INFO
{
unsigned L0 : 1; //L0
unsigned G0 : 1; //G0
unsigned L1 : 1; //L1
unsigned G1 : 1; //G1
unsigned L2 : 1; //L2
unsigned G2 : 1; //G2
unsigned L3 : 1; //L3
unsigned G3 : 1; //G3
unsigned LE : 1; //LE
unsigned GE : 1; //GE
unsigned Reserved1 : 3; //reserved
unsigned GD : 1; //GD
unsigned Reserved2 : 2; //reserved
unsigned RW0 : 2; //R/W0
unsigned LEN0 : 2; //LEN0
unsigned RW1 : 2; //R/W1
unsigned LEN1 : 2; //LEN1
unsigned RW2 : 2; //R/W2
unsigned LEN2 : 2; //LEN2
unsigned RW3 : 2; //R/W3
unsigned LEN3 : 2; //LEN3
}DR7INFO, *PDR7INFO;
l L0到L3：设置时为当前任务启用相应的断点条件。每次任务切换时CPU都会自动清除Lx位，所以这几位只控制当前任务的断点。
l G0到G3：为所有任务启用相应的断点条件。这是针对整个机器的。
l LE和GE：P6 family和之后的IA32处理器都不支持这两位。当设置时，使得处理器会检测触发数据断点的精确的指令。为了兼容性，Intel建议使用精确断点时把LE和GE都设置为1。
l GD：设置GD位时启用对调试寄存器的保护，这时对这些寄存器的访问都会触发调试中断。进入中断处理函数前，CPU会清掉GD位，使得中断处理函数能够访问DRx寄存器。
l R/W0到R/W3：指定各个断点的触发条件。它们对应于DR0到DR3中的地址以及DR6中的4个断点条件标志。这几位的意义会受到CR4中的DE位的影响。
当DE位为1时，它们的意义如下：
00 — 仅在指令执行时中断
01 — 仅数据写入时中断
10 — IO输入输出时中断
11 — 数据读取或写入时中断，但是不受指令预取的影响
当DE位为0时，它们的意义如下：
00 — 仅在指令执行时中断
01 — 仅数据写入时中断
10 —未定义
11 — 数据读取或写入时中断，但是不受指令预取的影响
l LEN0到LEN3：指定在调试地址寄存器DR0到DR3中指定的地址位置的大小。如果R/Wx位为0，则LENx位也必须为0，否则会产生不确定的行为。这几位的意义如下：
00 — 1字节长度
01 — 2字节长度
10 — 未定义
11 — 四字节长度
IO监控的实现
介绍了上面这些内容，那么IO监控的实现方法就很简单了，键盘IO的端口是60和64，比如要监控60端口，就可以这样进行：
l Hook掉Trap01，自己接管调试中断
l 设置CR4的DE，以及DR7中的LE和GE。
l 在DR0到DR3中选一个来设置端口号，比如选择DR0设置为0x60。
l 设置DR7中的R/Wx和LENx位，这里应该设置RW0为10、LEN0为00
l 在Hook的中端函数中，检查DR6中的B0到B3，如果是B0的话，表明发生了对0x60端口的读写操作。
由于IO断点是Trap，即在事件发生后才能触发中断，所以这种方法不能阻止对端口的读写，而仅能够进行监控。判断读写的数据以及要精确的判断是读还是写需要更进一步的操作，也是有一些办法可以实现的，这里就不说完了，呵呵。
实现的关键代码
Hook掉IDT
NTSTATUS HookIdt(ULONG ulId, PVOID pIntProc, PULONG pOldIntProc, PIDTENTRY pstOldEntry)
{
CCHAR CpuCount = 0;
PIDTENTRY IdtEntry = NULL;
IDTR stIdtr = {0};
CpuCount = *KeNumberProcessors;
while( CpuCount > 0)
{//处理多CPU
KeSetAffinityThread( KeGetCurrentThread(), CpuCount);//绑定CPU
//得到IDTR 中得段界限与基地址
_asm sidt stIdtr;
IdtEntry = (PIDTENTRY)stIdtr.Base;
//保存原有得IDT
if ( pstOldEntry)
{
RtlCopyMemory( pstOldEntry, &IdtEntry[ulId], sizeof( IDTENTRY));
}
_asm cli;//禁止中断
if ( pOldIntProc)
{
*pOldIntProc = (ULONG)IdtEntry[ulId].OffsetLow | ((ULONG)IdtEntry[ulId].OffsetHigh<<16);
}
IdtEntry[ulId].OffsetLow = (unsigned short)pIntProc;
IdtEntry[ulId].OffsetHigh = (unsigned short)((unsigned int)pIntProc>>16);
_asm sti;//开中断
CpuCount--;
}
return STATUS_SUCCESS;
}
//卸载钩子
NTSTATUS UnhookIdt(ULONG ulId, ULONG pIntProc)
{
CCHAR CpuCount = 0;
PIDTENTRY IdtEntry = NULL;
IDTR stIdtr = {0};
CpuCount = *KeNumberProcessors;
while( CpuCount > 0)
{
KeSetAffinityThread( KeGetCurrentThread(), CpuCount);//绑定CPU
//得到IDTR 中得段界限与基地址
_asm sidt stIdtr;
IdtEntry = (PIDTENTRY)stIdtr.Base;
_asm cli;//禁止中断
IdtEntry[ulId].OffsetLow = (unsigned short)pIntProc;
IdtEntry[ulId].OffsetHigh = (unsigned short)((unsigned int)pIntProc>>16);
_asm sti;//开中断
CpuCount--;
}
return STATUS_SUCCESS;
}
//自己的
#pragma optimize( "", off )
void __declspec (naked) NewTrap01(void)
{
INT_CONTEXT stContext;
ULONG ulResult;
_asm
{
//保存环境;
push ebp;
mov ebp, esp;
sub esp, 100h;
mov stContext.cs, cs;
mov stContext.ds, ds;
mov stContext.eax, eax;
mov stContext.ebp, ebp;
mov stContext.ebx, ebx;
mov stContext.ecx, ecx;
mov stContext.edi, edi;
mov stContext.edx, edx;
mov stContext.es, es;
mov stContext.esi, esi;
mov stContext.esp, esp;
mov stContext.fs, fs;
mov stContext.ss, ss;
mov ax, 0x30;
mov fs, ax;
mov stContext.gs, gs;
}
ulResult = OnTrap01( &stContext);//实际处理
if ( ulResult == 1)
{
_asm
{
mov ax, stContext.ds;
mov ds, ax;
mov ebp, stContext.ebp;
mov ebx, stContext.ebx;
mov ecx, stContext.ecx;
mov edi, stContext.edi;
mov edx, stContext.edx;
mov esi, stContext.esi;
mov ax, stContext.es
mov es, ax;
mov ax, stContext.fs
mov fs, ax;
mov ax, stContext.ss
mov ss, ax;
mov ax, stContext.gs;
mov gs, ax;
mov eax, stContext.eax;
mov esp,ebp;
pop ebp;
//退出
iretd;
}
}
else
{
_asm
{
mov ax, stContext.ds;
mov ds, ax;
mov ebp, stContext.ebp;
mov ebx, stContext.ebx;
mov ecx, stContext.ecx;
mov edi, stContext.edi;
mov edx, stContext.edx;
mov esi, stContext.esi;
mov ax, stContext.es
mov es, ax;
mov ax, stContext.fs
mov fs, ax;
mov ax, stContext.ss
mov ss, ax;
mov ax, stContext.gs;
mov gs, ax;
mov eax, stContext.eax;
mov esp,ebp;
pop ebp;
//不是自己需要的事件，调用原来的Trap01;
jmp g_pOldTrap01;
}
}
}
#pragma optimize( "", on )
ULONG __stdcall OnTrap01(LPINT_CONTEXT pstContext)
{
DR6INFO stDr6;
ULONG ulEip = 0;
USHORT usCs = 0;
PUCHAR pucCode = 0;
ulEip = *((PULONG)(pstContext->ebp + 4));
usCs = *((PUSHORT)(pstContext->ebp + 8));
/*DbgPrint( "[ebp]=0x%X, [ebp+4]=0x%X, [ebp+8]=0x%X, [ebp+C]=0x%X/r/n", *((PULONG)(pstContext->ebp)),
*((PULONG)(pstContext->ebp + 0x4)),
*((PULONG)(pstContext->ebp + 0x8)),
*((PULONG)(pstContext->ebp + 0xC)));*/
pucCode = (PUCHAR)ulEip;
stDr6 = GetDR6();
/*DbgPrint( "%d:In trap 01.dr6.B0=%d, dr6.B1=%d, dr6.B2=%d,dr6.B3=%d, dr6.BD=%d, dr6.BS=%d, dr6.BT=%d/r/n", __LINE__,
stDr6.B0, stDr6.B1, stDr6.B2, stDr6.B3, stDr6.BD, stDr6.BS, stDr6.BT);
DbgPrint( "%d:Traped EIP=0x%X, CS=0x%X/r/n", __LINE__, (ULONG)ulEip, (ULONG)usCs);*/
if ( stDr6.B0 && g_bpInfo[0].blIsSet)
{
//
OnBreak( 0, pstContext, pucCode);
//DbgPrint("On bp 0/r/n");
return 1;
}else if ( stDr6.B1 && g_bpInfo[1].blIsSet)
{
//
OnBreak( 1, pstContext, pucCode);
//DbgPrint("On bp 1/r/n");
return 1;
}else if ( stDr6.B2 && g_bpInfo[2].blIsSet)
{
//
OnBreak( 2, pstContext, pucCode);
//DbgPrint("On bp 2/r/n");
return 1;
}else if ( stDr6.B3 && g_bpInfo[3].blIsSet)
{
//
OnBreak( 3, pstContext, pucCode);
//DbgPrint("On bp 3/r/n");
return 1;
}
else
{
return 0;
}
}
破解方法
既然知道了原理，那么破解方法也就很明了了。读写端口之前想办法清掉调试寄存器即可。但是如果处理了DR7中的GD标志的话，清调试器的办法要麻烦一些。这里也不赘述了，呵呵。