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Windows API 与编程调用

从这个章节起,我们将学习一些有关编程与二进制的技能,为下个章节的恶意软件以及安全工具开发奠定基础。学习恶意软件开发的原因有多种,从进攻型安全的角度来看,我们通常需要针对客户的环境执行某些恶意任务,当涉及到参与中使用的工具类型时,通常有三个主要选择。第 1 种是开源工具,这些工具通常由安全供应商签名甚至没有签名,并且会在安全性相对任何成熟的组织中被检测到,因此在执行攻击的时候,它们并不总是可靠的。第 2 种是购买工具,预算较大的团队通常会选择购买工具,以便在项目期间节省宝贵的时间。这些工具通常是闭源的,并且具备更加出色的免杀能力。以及,开发定制工具。因为这些工具是定制的,所以它们没有被安全供应商们分析或标记,这使得攻击者在免疫检测方面具有优势,这就是恶意软件开发知识对于更成功的红队行动至关重要的地方。


Windows 架构

Windows 架构


为了学习较为底层的理论,我们首先需要了解 Windows 架构。运行 Windows 操作系统的机器内的处理器可以在两种不同的模式下运行:用户模式 (又称为 Ring 3) 和内核模式 (又称为 Ring 0)

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应用程序运行在用户模式下,操作系统组件运行在内核模式下。大多数用户活动将发生在用户模式,但应用程序也会在需要时过渡到内核模式。Win32 API (例如 kernel32.dll) 旨在成为开发人员的第一个调用端口。 然后这些 API 将调用较低级别的 API,例如 ntdll.dll。Microsoft 有意不记录大多数 NTAPI,并且可以随时对其进行更改。他们可能会更改其他用户模式 DLL 与 NTDLL 交互的方式,只要原始用户模式 DLL 接口不变即可 

当应用程序想要完成一项任务时,例如创建文件,它无法自行完成。 唯一可以完成任务的实体是内核,因此应用程序必须遵循特定的函数调用流程。

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我们来看看流程中所涉及到的重要概念:

用户进程:由用户执行的应用程序,例如记事本、Chrome 浏览器或 Microsoft Word。


子系统 DLL:包含用户进程调用的 API 函数的 DLL,例如 kernel32.dll 导出 CreateFile Windows API 函数,其他常见的子系统 DLL 例如 ntdll.dlladvapi32.dlluser32.dll 等。


ntdll.dll:系统范围的 DLL,它是用户模式下可用的最低层。这是一个特殊的 DLL,用于创建实现从用户模式到内核模式的转换,这通常称为原生 API (Native API)或 NTAPI。


执行内核:这就是所谓的 Windows 内核,它调用内核模式中可用的其他驱动程序和模块来完成任务。Windows 内核部分存储在 C:\Windows\System32 下名为 ntoskrnl.exe 的文件中。

函数调用

以创建文件为例子,应用程序可以调用 kernel32.dll 中的 CreateFileW 从磁盘打开文件,其中 Kernel32.dll 是一个关键的 DLL,被大多数应用程序加载。然后 CreateFileW 将调用对应的 NTAPI 函数: ntdll.dll 中的 NtCreateFile,而 ntdll.dll 又使用系统调用 (syscall) 转换到内核 (ntoskrnl.exe) 以访问文件系统硬件,从调用堆栈的角度来看,这类似于 UserApp.exe -> kernel32.dll -> ntdll.dll -> ntoskrnl.exe

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打开 WinDBG (当前为演示目的,稍后小节教授具体用法),附加到 Notepad.exe 进程。给 kernel32 的 CreateFileW 设置断点,随即,我们便到达了调用该 WinAPI 的地址。不过跟我们想象的略有不一样,这个地址并没有执行 CreateFileW 的实际代码,而是跳转到了 kernelbase.dll 的 CreateFileW。这是因为在最近几年的 Windows 版本里,advapi32.dll 与 kernel32.dll 中的部分 API 被迁移到了新的 DLL 文件 kernelbase.dll 中。

0:002> bp kernel32!createfilew
0:002> g
Breakpoint 0 hit
KERNEL32!CreateFileW:
00007ffd`2ba60760 ff25da2c0600    jmp     qword ptr [KERNEL32!_imp_CreateFileW (00007ffd`2bac3440)] ds:00007ffd`2bac3440={KERNELBASE!CreateFileW (00007ffd`2a0f4f80)}
0:000> p
KERNELBASE!CreateFileW:
00007ffd`2a0f4f80 488bc4          mov     rax,rsp

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进入 Kernelbase 中的 CreateFileW API。

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从 CreateFileW 到 NtCreateFile 中间还有着大量的指令,但最终我们看到了调用 Ntdll 中 NtCreateFile 的指令。

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给该位置设置断点,继续执行,果然到达了 NtCreateFile API 的入口。

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而高亮的 55h,这里就是对应的 syscall 编号了。

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Windows 内存管理

内存与分页
内存保护
内存操作


Windows API

介绍
数据类型
指针
A 与 W
In 和 Out


调用 API

在 C 中调用 MessageBox

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在 C# 中使用 P/Invoke中 调用 MessageBox

image.png

在 C# 中使用 D/Invoke 调用 MessageBox