驅動開發：內核枚舉PspCidTable句柄表

来源:https://www.cnblogs.com/LyShark/archive/2022/10/16/16796158.html
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在上一篇文章`《驅動開發：內核枚舉DpcTimer定時器》`中我們通過枚舉特征碼的方式找到了`DPC`定時器基址並輸出了內核中存在的定時器列表，本章將學習如何通過特征碼定位的方式尋找`Windows 10`系統下麵的`PspCidTable`內核句柄表地址。 ...


在上一篇文章《驅動開發：內核枚舉DpcTimer定時器》中我們通過枚舉特征碼的方式找到了DPC定時器基址並輸出了內核中存在的定時器列表，本章將學習如何通過特征碼定位的方式尋找Windows 10系統下麵的PspCidTable內核句柄表地址。

首先引入一段基礎概念；

  • 1.在windows下所有的資源都是用對象的方式進行管理的(文件、進程、設備等都是對象)，當要訪問一個對象時，如打開一個文件，系統就會創建一個對象句柄，通過這個句柄可以對這個文件進行各種操作。
  • 2.句柄和對象的聯繫是通過句柄表來進行的，準確來說一個句柄就是它所對應的對象在句柄表中的索引。
  • 3.通過句柄可以在句柄表中找到對象的指針，通過指針就可以對，對象進行操作。

PspCidTable 就是這樣的一種表(內核句柄表)，表的內部存放的是進程EPROCESS和線程ETHREAD的內核對象，並通過進程PID和線程TID進行索引，ID號以4遞增，內核句柄表不屬於任何進程，也不連接在系統的句柄表上，通過它可以返回系統的任何對象。

內核句柄表與普通句柄表完全一樣，但它與每個進程私有的句柄表有以下不同；

  • 1.PspCidTable 中存放的對象是系統中所有的進程線程對象，其索引就是PID和TID。
  • 2.PspCidTable 中存放的直接是對象體EPROCESS和ETHREAD，而每個進程私有的句柄表則存放的是對象頭OBJECT_HEADER。
  • 3.PspCidTable 是一個獨立的句柄表，而每個進程私有的句柄表以一個雙鏈連接起來。
  • 4.PspCidTable 訪問對象時要掩掉低三位，每個進程私有的句柄表是雙鏈連接起來的。

那麼在Windows10系統中該如何枚舉句柄表；

  • 1.首先找到PsLookupProcessByProcessId函數地址，該函數是被導出的可以動態拿到。
  • 2.其次在PsLookupProcessByProcessId地址中搜索PspReferenceCidTableEntry函數。
  • 3.最後在PspReferenceCidTableEntry地址中找到PspCidTable函數。

首先第一步先要得到PspCidTable函數記憶體地址，輸入dp PspCidTable即可得到，如果在程式中則是調用MmGetSystemRoutineAddress取到。

PspCidTable是一個HANDLE_TALBE結構，當新建一個進程時，對應的會在PspCidTable存在一個該進程和線程對應的HANDLE_TABLE_ENTRY項。在windows10中依然採用動態擴展的方法，當句柄數少的時候就採用下層表，多的時候才啟用中層表或上層表。

接著我們解析ffffdc88-79605dc0這個記憶體地址，執行dt _HANDLE_TABLE 0xffffdc8879605dc0得到規範化結構體。

內核句柄表分為三層如下；

  • 下層表：是一個HANDLE_TABLE_ENTRY項的索引，整個表共有256個元素，每個元素是一個8個位元組長的HANDLE_TABLE_ENTRY項及索引，HANDLE_TABLE_ENTRY項中保存著指向對象的指針，下層表可以看成是進程和線程的稠密索引。
  • 中層表：共有256個元素，每個元素是4個位元組長的指向下層表的入口指針及索引，中層表可以看成是進程和線程的稀疏索引。
  • 上層表：共有256個元素，每個元素是4個位元組長的指向中層表的入口指針及索引，上層表可以看成是中層表的稀疏索引。

總結起來一個句柄表有一個上層表，一個上層表最多可以有256個中層表的入口指針，每個中層表最多可以有256個下層表的入口指針，每個下層表最多可以有256個進程和線程對象的指針。PspCidTable表可以看成是HANDLE_TBALE_ENTRY項的多級索引。

如上圖所示TableCode是指向句柄表的指針，低二位（二進位）記錄句柄表的等級：0（00）表示一級表，1（01）表示二級表，2（10）表示三級表。這裡的 0xffffdc88-7d09b001 就說名它是一個二級表。

一級表裡存放的就是進程和線程對象（加密過的，需要一些計算來解密），二級表裡存放的是指向某個一級表的指針，同理三級表存放的是指向二級表的指針。

x64 系統中，每張表的大小是 0x1000（4096），一級表中存放的是 _handle_table_entry 結構（大小 = 16），二級表和三級表存放的是指針（大小 = 8）。

我們對 0xffffdc88-7d09b001 抹去低二位，輸入dp 0xffffdc887d09b000 輸出的結果就是一張二級表，裡面存儲的就是一級表指針。

繼續查看第一張一級表，輸入dp 0xffffdc887962a000命令，我們知道一級句柄表是根據進程或線程ID來索引的，且以4累加，所以第一行對應id = 0，第二行對應id = 4。根據嘗試，PID = 4的進程是System。

所以此處的第二行0xb281de28-3300ffa7就是加密後的System進程的EPROCESS結構，對於Win10系統來說解密演算法(value >> 0x10) & 0xfffffffffffffff0是這樣的，我們通過代碼計算出來。

#include <Windows.h>
#include <iostream>

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
	std::cout << "hello lyshark.com" << std::endl;

	ULONG64 ul_recode = 0xb281de283300ffa7;

	ULONG64 ul_decode = (LONG64)ul_recode >> 0x10;
	ul_decode &= 0xfffffffffffffff0;

	std::cout << "解密後地址: " << std::hex << ul_decode << std::endl;
	getchar();

	return 0;
}

運行程式得到如下輸出，即可知道System系統進程解密後的EPROCESS結構地址是0xffffb281de283300

回到WinDBG調試器，輸入命令dt _EPROCESS 0xffffb281de283300解析以下這個結構，輸出結果是System進程。

理論知識總結已經結束了，接下來就是如何實現枚舉進程線程了，枚舉流程如下：

  • 1.首先找到PspCidTable的地址。
  • 2.然後找到HANDLE_TBALE的地址。
  • 3.根據TableCode來判斷層次結構。
  • 4.遍歷層次結構來獲取對象地址。
  • 5.判斷對象類型是否為進程對象。
  • 6.判斷進程是否有效。

這裡先來實現獲取PspCidTable函數的動態地址，代碼如下。

#include <ntifs.h>
#include <windef.h>

// 獲取 PspCidTable
// By: LyShark.com
BOOLEAN get_PspCidTable(ULONG64* tableAddr)
{
	// 獲取 PsLookupProcessByProcessId 地址
	UNICODE_STRING uc_funcName;
	RtlInitUnicodeString(&uc_funcName, L"PsLookupProcessByProcessId");
	ULONG64 ul_funcAddr = MmGetSystemRoutineAddress(&uc_funcName);
	if (ul_funcAddr == NULL)
	{
		return FALSE;
	}
	DbgPrint("PsLookupProcessByProcessId addr = %p \n", ul_funcAddr);

	// 前 40 位元組有 call（PspReferenceCidTableEntry）
	/*
	0: kd> uf PsLookupProcessByProcessId
		nt!PsLookupProcessByProcessId:
		fffff802`0841cfe0 48895c2418      mov     qword ptr [rsp+18h],rbx
		fffff802`0841cfe5 56              push    rsi
		fffff802`0841cfe6 4883ec20        sub     rsp,20h
		fffff802`0841cfea 48897c2438      mov     qword ptr [rsp+38h],rdi
		fffff802`0841cfef 488bf2          mov     rsi,rdx
		fffff802`0841cff2 65488b3c2588010000 mov   rdi,qword ptr gs:[188h]
		fffff802`0841cffb 66ff8fe6010000  dec     word ptr [rdi+1E6h]
		fffff802`0841d002 b203            mov     dl,3
		fffff802`0841d004 e887000000      call    nt!PspReferenceCidTableEntry (fffff802`0841d090)
		fffff802`0841d009 488bd8          mov     rbx,rax
		fffff802`0841d00c 4885c0          test    rax,rax
		fffff802`0841d00f 7435            je      nt!PsLookupProcessByProcessId+0x66 (fffff802`0841d046)  Branch
	*/
	ULONG64 ul_entry = 0;
	for (INT i = 0; i < 100; i++)
	{
		// fffff802`0841d004 e8 87 00 00 00      call    nt!PspReferenceCidTableEntry (fffff802`0841d090)
		if (*(PUCHAR)(ul_funcAddr + i) == 0xe8)
		{
			ul_entry = ul_funcAddr + i;
			break;
		}
	}

	if (ul_entry != 0)
	{
		// 解析 call 地址
		INT i_callCode = *(INT*)(ul_entry + 1);
		DbgPrint("i_callCode = %p \n", i_callCode);
		ULONG64 ul_callJmp = ul_entry + i_callCode + 5;
		DbgPrint("ul_callJmp = %p \n", ul_callJmp);

		// 來到 call（PspReferenceCidTableEntry） 內找 PspCidTable
		/*
		0: kd> uf PspReferenceCidTableEntry
			nt!PspReferenceCidTableEntry+0x115:
			fffff802`0841d1a5 488b0d8473f5ff  mov     rcx,qword ptr [nt!PspCidTable (fffff802`08374530)]
			fffff802`0841d1ac b801000000      mov     eax,1
			fffff802`0841d1b1 f0480fc107      lock xadd qword ptr [rdi],rax
			fffff802`0841d1b6 4883c130        add     rcx,30h
			fffff802`0841d1ba f0830c2400      lock or dword ptr [rsp],0
			fffff802`0841d1bf 48833900        cmp     qword ptr [rcx],0
			fffff802`0841d1c3 0f843fffffff    je      nt!PspReferenceCidTableEntry+0x78 (fffff802`0841d108)  Branch
		*/
		for (INT i = 0; i < 0x120; i++)
		{
			// fffff802`0841d1a5 48 8b 0d 84 73 f5 ff  mov     rcx,qword ptr [nt!PspCidTable (fffff802`08374530)]
			if (*(PUCHAR)(ul_callJmp + i) == 0x48 && *(PUCHAR)(ul_callJmp + i + 1) == 0x8b && *(PUCHAR)(ul_callJmp + i + 2) == 0x0d)
			{
				// 解析 mov 地址
				INT i_movCode = *(INT*)(ul_callJmp + i + 3);
				DbgPrint("i_movCode = %p \n", i_movCode);
				ULONG64 ul_movJmp = ul_callJmp + i + i_movCode + 7;
				DbgPrint("ul_movJmp = %p \n", ul_movJmp);

				// 得到 PspCidTable
				*tableAddr = ul_movJmp;
				return TRUE;
			}
		}
	}
	return FALSE;
}

VOID UnDriver(PDRIVER_OBJECT driver)
{
	DbgPrint(("Uninstall Driver Is OK \n"));
}

NTSTATUS DriverEntry(IN PDRIVER_OBJECT Driver, PUNICODE_STRING RegistryPath)
{
	DbgPrint(("hello lyshark \n"));

	ULONG64 tableAddr = 0;

	get_PspCidTable(&tableAddr);

	DbgPrint("PspCidTable Address = %p \n", tableAddr);

	Driver->DriverUnload = UnDriver;
	return STATUS_SUCCESS;
}

運行後即可得到動態地址，我們可以驗證一下是否一致：

繼續增加對與三級表的動態解析代碼，最終代碼如下所示：

#include <ntifs.h>
#include <windef.h>

// 獲取 PspCidTable
// By: LyShark.com
BOOLEAN get_PspCidTable(ULONG64* tableAddr)
{
	// 獲取 PsLookupProcessByProcessId 地址
	UNICODE_STRING uc_funcName;
	RtlInitUnicodeString(&uc_funcName, L"PsLookupProcessByProcessId");
	ULONG64 ul_funcAddr = MmGetSystemRoutineAddress(&uc_funcName);
	if (ul_funcAddr == NULL)
	{
		return FALSE;
	}
	DbgPrint("PsLookupProcessByProcessId addr = %p \n", ul_funcAddr);

	// 前 40 位元組有 call（PspReferenceCidTableEntry）
	/*
	0: kd> uf PsLookupProcessByProcessId
		nt!PsLookupProcessByProcessId:
		fffff802`0841cfe0 48895c2418      mov     qword ptr [rsp+18h],rbx
		fffff802`0841cfe5 56              push    rsi
		fffff802`0841cfe6 4883ec20        sub     rsp,20h
		fffff802`0841cfea 48897c2438      mov     qword ptr [rsp+38h],rdi
		fffff802`0841cfef 488bf2          mov     rsi,rdx
		fffff802`0841cff2 65488b3c2588010000 mov   rdi,qword ptr gs:[188h]
		fffff802`0841cffb 66ff8fe6010000  dec     word ptr [rdi+1E6h]
		fffff802`0841d002 b203            mov     dl,3
		fffff802`0841d004 e887000000      call    nt!PspReferenceCidTableEntry (fffff802`0841d090)
		fffff802`0841d009 488bd8          mov     rbx,rax
		fffff802`0841d00c 4885c0          test    rax,rax
		fffff802`0841d00f 7435            je      nt!PsLookupProcessByProcessId+0x66 (fffff802`0841d046)  Branch
	*/
	ULONG64 ul_entry = 0;
	for (INT i = 0; i < 100; i++)
	{
		// fffff802`0841d004 e8 87 00 00 00      call    nt!PspReferenceCidTableEntry (fffff802`0841d090)
		if (*(PUCHAR)(ul_funcAddr + i) == 0xe8)
		{
			ul_entry = ul_funcAddr + i;
			break;
		}
	}

	if (ul_entry != 0)
	{
		// 解析 call 地址
		INT i_callCode = *(INT*)(ul_entry + 1);
		DbgPrint("i_callCode = %p \n", i_callCode);
		ULONG64 ul_callJmp = ul_entry + i_callCode + 5;
		DbgPrint("ul_callJmp = %p \n", ul_callJmp);

		// 來到 call（PspReferenceCidTableEntry） 內找 PspCidTable
		/*
		0: kd> uf PspReferenceCidTableEntry
			nt!PspReferenceCidTableEntry+0x115:
			fffff802`0841d1a5 488b0d8473f5ff  mov     rcx,qword ptr [nt!PspCidTable (fffff802`08374530)]
			fffff802`0841d1ac b801000000      mov     eax,1
			fffff802`0841d1b1 f0480fc107      lock xadd qword ptr [rdi],rax
			fffff802`0841d1b6 4883c130        add     rcx,30h
			fffff802`0841d1ba f0830c2400      lock or dword ptr [rsp],0
			fffff802`0841d1bf 48833900        cmp     qword ptr [rcx],0
			fffff802`0841d1c3 0f843fffffff    je      nt!PspReferenceCidTableEntry+0x78 (fffff802`0841d108)  Branch
		*/
		for (INT i = 0; i < 0x120; i++)
		{
			// fffff802`0841d1a5 48 8b 0d 84 73 f5 ff  mov     rcx,qword ptr [nt!PspCidTable (fffff802`08374530)]
			if (*(PUCHAR)(ul_callJmp + i) == 0x48 && *(PUCHAR)(ul_callJmp + i + 1) == 0x8b && *(PUCHAR)(ul_callJmp + i + 2) == 0x0d)
			{
				// 解析 mov 地址
				INT i_movCode = *(INT*)(ul_callJmp + i + 3);
				DbgPrint("i_movCode = %p \n", i_movCode);
				ULONG64 ul_movJmp = ul_callJmp + i + i_movCode + 7;
				DbgPrint("ul_movJmp = %p \n", ul_movJmp);

				// 得到 PspCidTable
				*tableAddr = ul_movJmp;
				return TRUE;
			}
		}
	}
	return FALSE;
}

/* 解析一級表
// By: LyShark.com
BaseAddr：一級表的基地址
index1：第幾個一級表
index2：第幾個二級表
*/
VOID parse_table_1(ULONG64 BaseAddr, INT index1, INT index2)
{
	// 遍歷一級表（每個表項大小 16 ），表大小 4k，所以遍歷 4096/16 = 526 次
	PEPROCESS p_eprocess = NULL;
	PETHREAD p_ethread = NULL;
	INT i_id = 0;
	for (INT i = 0; i < 256; i++)
	{
		if (!MmIsAddressValid((PVOID64)(BaseAddr + i * 16)))
		{
			DbgPrint("非法地址= %p \n", BaseAddr + i * 16);
			continue;
		}

		ULONG64 ul_recode = *(PULONG64)(BaseAddr + i * 16);
		
		// 解密
		ULONG64 ul_decode = (LONG64)ul_recode >> 0x10;
		ul_decode &= 0xfffffffffffffff0;
		
		// 判斷是進程還是線程
		i_id = i * 4 + 1024 * index1 + 512 * index2 * 1024;
		if (PsLookupProcessByProcessId(i_id, &p_eprocess) == STATUS_SUCCESS)
		{
			DbgPrint("進程PID: %d | ID: %d | 記憶體地址: %p | 對象: %p \n", i_id, i, BaseAddr + i * 0x10, ul_decode);
		}
		else if (PsLookupThreadByThreadId(i_id, &p_ethread) == STATUS_SUCCESS)
		{
			DbgPrint("線程TID: %d | ID: %d | 記憶體地址: %p | 對象: %p \n", i_id, i, BaseAddr + i * 0x10, ul_decode);
		}
	}
}

/* 解析二級表
// By: LyShark.com
BaseAddr：二級表基地址
index2：第幾個二級表
*/
VOID parse_table_2(ULONG64 BaseAddr, INT index2)
{
	// 遍歷二級表（每個表項大小 8）,表大小 4k，所以遍歷 4096/8 = 512 次
	ULONG64 ul_baseAddr_1 = 0;
	for (INT i = 0; i < 512; i++)
	{
		if (!MmIsAddressValid((PVOID64)(BaseAddr + i * 8)))
		{
			DbgPrint("非法二級表指針（1）:%p \n", BaseAddr + i * 8);
			continue;
		}
		if (!MmIsAddressValid((PVOID64)*(PULONG64)(BaseAddr + i * 8)))
		{
			DbgPrint("非法二級表指針（2）:%p \n", BaseAddr + i * 8);
			continue;
		}
		ul_baseAddr_1 = *(PULONG64)(BaseAddr + i * 8);
		parse_table_1(ul_baseAddr_1, i, index2);
	}
}

/* 解析三級表
// By: LyShark.com
BaseAddr：三級表基地址
*/
VOID parse_table_3(ULONG64 BaseAddr)
{
	// 遍歷三級表（每個表項大小 8）,表大小 4k，所以遍歷 4096/8 = 512 次
	ULONG64 ul_baseAddr_2 = 0;
	for (INT i = 0; i < 512; i++)
	{
		if (!MmIsAddressValid((PVOID64)(BaseAddr + i * 8)))
		{
			continue;
		}
		if (!MmIsAddressValid((PVOID64)* (PULONG64)(BaseAddr + i * 8)))
		{
			continue;
		}
		ul_baseAddr_2 = *(PULONG64)(BaseAddr + i * 8);
		parse_table_2(ul_baseAddr_2, i);
	}
}

VOID UnDriver(PDRIVER_OBJECT driver)
{
	DbgPrint(("Uninstall Driver Is OK \n"));
}

NTSTATUS DriverEntry(IN PDRIVER_OBJECT Driver, PUNICODE_STRING RegistryPath)
{
	DbgPrint(("hello lyshark.com \n"));

	ULONG64 tableAddr = 0;

	get_PspCidTable(&tableAddr);

	DbgPrint("PspCidTable Address = %p \n", tableAddr);

	// 獲取 _HANDLE_TABLE 的 TableCode
	ULONG64 ul_tableCode = *(PULONG64)(((ULONG64)*(PULONG64)tableAddr) + 8);
	DbgPrint("ul_tableCode = %p \n", ul_tableCode);

	// 取低 2位（二級制11 = 3）
	INT i_low2 = ul_tableCode & 3;
	DbgPrint("i_low2 = %X \n", i_low2);

	// 一級表
	if (i_low2 == 0)
	{
		// TableCode 低 2位抹零（二級制11 = 3）
		parse_table_1(ul_tableCode & (~3), 0, 0);
	}
	// 二級表
	else if (i_low2 == 1)
	{
		// TableCode 低 2位抹零（二級制11 = 3）
		parse_table_2(ul_tableCode & (~3), 0);
	}
	// 三級表
	else if (i_low2 == 2)
	{
		// TableCode 低 2位抹零（二級制11 = 3）
		parse_table_3(ul_tableCode & (~3));
	}
	else
	{
		DbgPrint("LyShark提示: 錯誤,非法! ");
		return FALSE;
	}

	Driver->DriverUnload = UnDriver;
	return STATUS_SUCCESS;
}

運行如上完整代碼，我們可以在WinDBG中捕捉到枚舉到的進程信息：

線程信息在進程信息的下麵，枚舉效果如下：

至此文章就結束了，這裡多說一句，實際上ZwQuerySystemInformation枚舉系統句柄時就是走的這條雙鏈，枚舉系統進程如果使用的是這個API函數，那麼不出意外它也是在這些內核表中做的解析。

參考文獻

http://www.blogfshare.com/details-in-pspcidtbale.html
https://blog.csdn.net/whatday/article/details/17189093
https://www.cnblogs.com/kuangke/p/5761615.html

文章作者：lyshark (王瑞)
文章出處：https://www.cnblogs.com/LyShark/p/16796158.html
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