prefix:发篇关于控制台的逆向水一下,没啥技术含量,可能内容火星了,大牛飘过即可~
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每个学C语言的人都不会不知道printf()这个函数,第一个程序经常是printf("Hello World!");
今天试着在Windows下Debug了一下printf这个函数的内部实现,才发现竟然如此复杂。
首先关于字符串解析的就跳过去……
?!
教材上都说printf()实现的主要部分就是字符串解析,甚至还有各种题让自己模拟printf的解析,那么跳过去还有什么呢?
于是进入最最纠结的部分。
首先要说的是,参与printf的并不仅仅是是我们的程序(比如叫hello.exe),那个黑窗口是一个叫cmd.exe的命令行程序,问题在于,后者也不是一个有自主能力的程序,是靠winsrv.dll管理的,而这个winsrv.dll挂靠在csrss.exe这个进程里。
下面列举具体步骤:
1、当printf被调用后,首先会经过C函数库的处理,也就是字符串解析,得到要输出的字符串(这个程设老师总讲,跳过)
2、调用WriteChars(),它会调用WriteFile()这个API,所谓的File其实是控制台输出缓冲区的句柄。WriteFile判断句柄类型(如是文件句柄将调用ntdll.dll中的NtWriteFile函数),因为这里是控制台句柄所以将调用WriteConsoleA函数。
3、WriteConsoleA函数将调用ntdll.dll中的csrClientCallServer函数,这个函数的目的是通知csrss.exe要输出字符了。
4、csrClientCallServer最终会调用NtRequestWaitReplyPort,此时系统进入内核态,内核会通知csrss.exe
5、csrss.exe中一个叫CsrApiRequestThread的线程已经用一个叫NtReplyWaitReceivePort(这个函数被调用后,线程就会被阻断,直到上面的NtRequestWaitReplyPort被调用才继续执行)的函数等很久了,此时接到指令欣喜若狂的csrss.exe就会根据发来的内容经过一番纠结判断是要输出字符,于是找到自己的winsrv.dll
6、winsrv.dll有个叫SrvWriteConsole的函数被调用,这个函数会对发来的信息进行一番安全检查、处理,然后给一个叫DoSrvWriteConsole的函数
7、这个DoSrvWriteConsole会做一些单字节、多字节等编码的检查、转换,然后调用FE_DoSrvWriteConsole函数
8、然后调用FE_DoWriteConsole,这个函数调用FE_WriteChars。
9、FE_WriteChars会进行两步工作
(1)更新控制台缓冲区,这个使用叫做FE_StreamWriteToScreenBuffer和BisectWrite函数完成的
(2)更新屏幕缓冲区,这个使用叫做FE_WriteToScreen和FE_WriteRegionToScreen函数完成的,主要过程包括将文本用一个叫FE_PolyTextOutCandidate的函数放到待输出队列里,然后等这一批文本都放进去后调用GdiFlush函数刷到屏幕上。
10、终于快大功告成了,SrvWriteConsole返回,csrss.exe这个时候用一个叫NtReplyPort的函数告诉我们的Hello.exe:嗯,我写完了,于是我们的Hello.exe继续运行,然后你就会看到屏幕上出现可爱的:Hello World!
ps:其实所有对控制台的操作都是类似的,包括输入输出改颜色。
比如改前景颜色,上面从csrss开始不一样,分别是调用:
winsrv.dll - SrvSetConsoleTextAttribute
调用:
winsrv.dll - SetScreenColors
调用:
GDI32.dll - SetTextColor
完成的,因此如果想让控制台显示24位真彩色什么的(默认的话控制台只能显示16色,嗯……你问正常情况下怎么设置输出颜色?嗯,其实可以用SetConsoleTextAttribute来设置,不过真的只有16色……),就可以钩SetTextColor,然后每次调SetConsoleTextAttribute之前把钩子函数中的颜色换成想要的颜色,这样就可以自己用SetTextColor来随画随设了……经过逆向可以得知,csrss是这样拿到DC的:
mov eax,dword ptr fs:[00000018h] //得到当前线程的TEB(线程环境块)地址
然后通过:Teb->CsrClientThread->Process->ServerDllPerProcessData->HandleTable[控制台句柄 / 4].ScreenBuffer->Console->hDC
得到。不过因为ServerDllPerProcessData是在SetConsoleTextAttribute调用时系统随调随设的,而且用完就清,所以想要跟过去拿DC很难,而且拿了也很麻烦,过系统的检查还得pass一堆桩。
而控制台还提供一种整个缓冲区刷新颜色的方法WriteConsoleOutputAttribute,逆向后发现它是这样的:
1b010282 00808000 0059fe4c GDI32!SetTextColor
00000001 0059fcd0 0059ff78 winsrv!FE_WriteRegionToScreen+0x5f1
03693cd0 0059fe4c 0059ff78 winsrv!FE_WriteToScreen+0xc9
00000050 00500000 00000000 winsrv!FE_WriteOutputString+0x892
03693cd0 00184004 00000000 winsrv!WriteOutputString+0x28
0016b5a0 0059ffd8 00000005 winsrv!SrvWriteConsoleOutputString+0xad
00000094 00000000 00000000 CSRSRV!CsrApiRequestThread+0x431
嗯,很好,也是SetTextColor,于是我们要对两个都做Hook也是很简单的了。注意这个WriteConsoleOutputAttribute是每遇到一个不相同颜色的地方就设一次,所以如果控制台每个相邻字的颜色都可能要不同的话,传进去的缓冲区也要相邻颜色都不同(其实也很简单,从1-15反复传就可以了)。
下面呢,比如说可以很暴力地找一个Windows基本不用的函数(比如下面是gdiplayscript)替掉,然后把SetTextColor钩到替换的地方去……
示例代码(XP下通过):
#include <Windows.h> #include <stdio.h> #include <math.h> #include <Psapi.h> #pragma comment(lib, "Psapi.lib") HANDLE hProcess; BYTE HookCode[6] = {0x68, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0xc3}; BYTE oldCode[6]; BYTE HookFunc[22] = {0xc3, 0x50, 0xb8, 0x00, 0x00, 0x80, 0x00, 0x89, 0x44, 0x24, 0x0c, 0x58, 0x55, 0x8b, 0xec, 0x51, 0x68, 0x78, 0x56, 0x34, 0x12, 0xc3}; /* __asm { ret push eax mov eax, 0x800000 mov [esp+0x0C], eax pop eax push ebp mov ebp, esp push ecx push 0x12345678 ret } } */ BYTE oldFunc[22]; ULONG HookProcLong = 22; ULONG addrSetTextColor; ULONG addrHookProc; BOOL SetPrivilege( HANDLE hToken, // token handle LPCTSTR Privilege, // Privilege to enable/disable BOOL bEnablePrivilege // TRUE to enable. FALSE to disable ) { TOKEN_PRIVILEGES tp = { 0 }; LUID luid; DWORD cb=sizeof(TOKEN_PRIVILEGES); if(!LookupPrivilegeValue( NULL, Privilege, &luid )) return FALSE; tp.PrivilegeCount = 1; tp.Privileges[0].Luid = luid; if(bEnablePrivilege) { tp.Privileges[0].Attributes = SE_PRIVILEGE_ENABLED; } else { tp.Privileges[0].Attributes = 0; } AdjustTokenPrivileges( hToken, FALSE, &tp, cb, NULL, NULL ); if (GetLastError() != ERROR_SUCCESS) return FALSE; return TRUE; } void SetHook() { HANDLE hToken; if(!OpenProcessToken(GetCurrentProcess(), TOKEN_ADJUST_PRIVILEGES | TOKEN_QUERY, &hToken)) return; if(!SetPrivilege(hToken, SE_DEBUG_NAME, TRUE)){ CloseHandle(hToken); return; } HMODULE hm = LoadLibrary(L"Gdi32.dll"); addrSetTextColor = (ULONG)GetProcAddress(hm, "SetTextColor"); addrHookProc = (ULONG)GetProcAddress(hm, "GdiPlayScript"); memcpy(oldFunc, (PVOID)addrHookProc, HookProcLong); memcpy(oldCode, (PVOID)addrSetTextColor, 6); ULONG fix = (ULONG)HookFunc + 17; *((ULONG*)fix) = addrSetTextColor + 6; *((ULONG*)(HookCode + 1)) = (addrHookProc + 1); typedef LONG (WINAPI *CSRGETPROCESSID)(); CSRGETPROCESSID CsrGetProcessId = (CSRGETPROCESSID)GetProcAddress(GetModuleHandleA("ntdll"), "CsrGetProcessId"); DWORD pid = CsrGetProcessId(); hProcess = OpenProcess(PROCESS_ALL_ACCESS, FALSE, pid); ULONG dwRet; DWORD OldProtect; VirtualProtectEx(hProcess, (LPVOID)addrHookProc, 4096, PAGE_EXECUTE_READWRITE, &OldProtect); BOOL isOK = WriteProcessMemory(hProcess, (LPVOID)addrHookProc, (LPCVOID)HookFunc, HookProcLong, &dwRet); if(isOK) { VirtualProtectEx(hProcess, (LPVOID)addrSetTextColor, 4096, PAGE_EXECUTE_READWRITE, &OldProtect); BOOL isOK = WriteProcessMemory(hProcess, (LPVOID)addrSetTextColor, (LPCVOID)HookCode, 6, &dwRet); } } void SetColor(COLORREF* color) { DWORD dwRet; WriteProcessMemory(hProcess, (LPVOID)(addrHookProc + 3), color, 4, &dwRet); SetConsoleTextAttribute(GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE), 1); } void Unhook() { DWORD dwRet; WriteProcessMemory(hProcess, (LPVOID)addrHookProc, oldFunc, HookProcLong, &dwRet); WriteProcessMemory(hProcess, (LPVOID)addrSetTextColor, oldCode, 6, &dwRet); CloseHandle(hProcess); } void test() { COLORREF c; SetHook(); for(int i = 0; i < 25; i++) for(int j = 0; j < 80; j++) { float x = float(i) / 80.0f * 6.28f; float y = float(j) / 25.0f * 3.14f; float r = (sinf(y) * cosf(x) + 1.0f) * 127.5f; float g = (sinf(y) * sinf(x) + 1.0f) * 127.5f; float b = (cosf(y) + 1.0f) * 127.5f; c = RGB((int)(r), (int)(g), (int)(b)); SetColor(&c); printf("\x1"); } Unhook(); } void main() { test(); }
效果:
其实做这个是为了做控制台光栅器(用LOVE字样组成的控制台3D茶壶,在控制台下绘制,支持自编插件(Shader),支持加载OBJ模型,尚不支持纹理,这个是用的Phong光照……):
另:还有比如控制台的光标(那个一闪一闪不亮晶晶的)就是系统定时调用winsrv.dll一个叫CursorTimerRoutine的回调函数用winsrv.dll里一个叫InvertPixels的函数将光标区不断取反完成的,后者最后也是调GdiFlush。
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