驅動開發：內核中進程與句柄互轉

来源:https://www.cnblogs.com/LyShark/archive/2023/06/23/17173641.html
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在內核開發中，經常需要進行進程和句柄之間的互相轉換。進程通常由一個唯一的進程標識符（PID）來標識，而句柄是指對內核對象的引用。在Windows內核中，`EProcess`結構表示一個進程，而HANDLE是一個句柄。為了實現進程與句柄之間的轉換，我們需要使用一些內核函數。對於進程PID和句柄的互相轉... ...


在內核開發中，經常需要進行進程和句柄之間的互相轉換。進程通常由一個唯一的進程標識符（PID）來標識，而句柄是指對內核對象的引用。在Windows內核中，EProcess結構表示一個進程，而HANDLE是一個句柄。

為了實現進程與句柄之間的轉換，我們需要使用一些內核函數。對於進程PID和句柄的互相轉換，可以使用函數如OpenProcess和GetProcessId。OpenProcess函數接受一個PID作為參數，並返回一個句柄。GetProcessId函數接受一個句柄作為參數，並返回該進程的PID。

對於進程PID和EProcess結構的互相轉換，可以使用函數如PsGetProcessId和PsGetCurrentProcess。PsGetProcessId函數接受一個EProcess結構作為參數，並返回該進程的PID。PsGetCurrentProcess函數返回當前進程的EProcess結構。

最後，對於句柄和EProcess結構的互相轉換，可以使用函數如ObReferenceObjectByHandle和PsGetProcessId。ObReferenceObjectByHandle函數接受一個句柄和一個對象類型作為參數，並返回對該對象的引用。PsGetProcessId函數接受一個EProcess結構作為參數，並返回該進程的PID。

掌握這些內核函數的使用，可以方便地實現進程與句柄之間的互相轉換。在進行進程和線程的內核開發之前，瞭解這些轉換功能是非常重要的。

進程PID與進程HANDLE之間的互相轉換: 進程PID轉化為HANDLE句柄，可通過ZwOpenProcess這個內核函數，傳入PID傳出進程HANDLE句柄，如果需要將HANDLE句柄轉化為PID則可通過ZwQueryInformationProcess這個內核函數來實現，具體轉換實現方法如下所示；

在內核開發中，經常需要進行進程PID和句柄HANDLE之間的互相轉換。將進程PID轉化為句柄HANDLE的方法是通過調用ZwOpenProcess內核函數，傳入PID作為參數，函數返回對應進程的句柄HANDLE。具體實現方法是，定義一個OBJECT_ATTRIBUTES結構體和CLIENT_ID結構體，將進程PID賦值給CLIENT_ID結構體的UniqueProcess欄位，調用ZwOpenProcess函數打開進程，如果函數執行成功，將返回進程句柄HANDLE，否則返回NULL。

將句柄HANDLE轉化為進程PID的方法是通過調用ZwQueryInformationProcess內核函數，傳入進程句柄和信息類別作為參數，函數返回有關指定進程的信息，包括進程PID。具體實現方法是，定義一個PROCESS_BASIC_INFORMATION結構體和一個NTSTATUS變數，調用ZwQueryInformationProcess函數查詢進程基本信息，如果函數執行成功，將返回進程PID，否則返回0。

其中ZwQueryInformationProcess是一個未被導出的函數如需使用要通過MmGetSystemRoutineAddress動態獲取到，該函數的原型定義如下：

NTSTATUS ZwQueryInformationProcess(
  HANDLE           ProcessHandle,
  PROCESSINFOCLASS ProcessInformationClass,
  PVOID            ProcessInformation,
  ULONG            ProcessInformationLength,
  PULONG           ReturnLength
);

函數可以接受一個進程句柄ProcessHandle、一個PROCESSINFOCLASS枚舉類型的參數ProcessInformationClass、一個用於存儲返回信息的緩衝區ProcessInformation、緩衝區大小ProcessInformationLength和一個指向ULONG類型變數的指針ReturnLength作為參數。

在調用該函數時，ProcessInformationClass參數指定要獲取的進程信息的類型。例如，如果要獲取進程的基本信息，則需要將該參數設置為ProcessBasicInformation；如果要獲取進程的映像文件名，則需要將該參數設置為ProcessImageFileName。調用成功後，返回的信息存儲在ProcessInformation緩衝區中。

在調用該函數時，如果ProcessInformation緩衝區的大小小於需要返回的信息大小，則該函數將返回STATUS_INFO_LENGTH_MISMATCH錯誤代碼，並將所需信息的大小存儲在ReturnLength指針指向的ULONG類型變數中。

ZwQueryInformationProcess函數的返回值為NTSTATUS類型，表示函數執行的結果狀態。如果函數執行成功，則返回STATUS_SUCCESS，否則返回其他錯誤代碼。

掌握這些轉換方法可以方便地在內核開發中進行進程PID和句柄HANDLE之間的互相轉換。

#include <ntifs.h>

// 定義函數指針
typedef NTSTATUS(*PfnZwQueryInformationProcess)(
	__in HANDLE ProcessHandle,
	__in PROCESSINFOCLASS ProcessInformationClass,
	__out_bcount(ProcessInformationLength) PVOID ProcessInformation,
	__in ULONG ProcessInformationLength,
	__out_opt PULONG ReturnLength
);

PfnZwQueryInformationProcess ZwQueryInformationProcess;

// 傳入PID傳出HANDLE句柄
HANDLE PidToHandle(ULONG PID)
{
	HANDLE hProcessHandle;
	OBJECT_ATTRIBUTES obj;
	CLIENT_ID clientid;

	clientid.UniqueProcess = PID;
	clientid.UniqueThread = 0;

	// 屬性初始化
	InitializeObjectAttributes(&obj, 0, OBJ_CASE_INSENSITIVE | OBJ_KERNEL_HANDLE, 0, 0);

	NTSTATUS status = ZwOpenProcess(&hProcessHandle, PROCESS_ALL_ACCESS, &obj, &clientid);
	if (status == STATUS_SUCCESS)
	{
		// DbgPrint("[*] 已打開 \n");
		ZwClose(&hProcessHandle);
		return hProcessHandle;
	}

	return 0;
}

// HANDLE句柄轉換為PID
ULONG HandleToPid(HANDLE handle)
{
	PROCESS_BASIC_INFORMATION ProcessBasicInfor;

	// 初始化字元串，並獲取動態地址
	UNICODE_STRING UtrZwQueryInformationProcessName = RTL_CONSTANT_STRING(L"ZwQueryInformationProcess");
	ZwQueryInformationProcess = (PfnZwQueryInformationProcess)MmGetSystemRoutineAddress(&UtrZwQueryInformationProcessName);

	// 調用查詢
	ZwQueryInformationProcess(
		handle,
		ProcessBasicInformation,
		(PVOID)&ProcessBasicInfor,
		sizeof(ProcessBasicInfor),
		NULL);

	// 返回進程PID
	return ProcessBasicInfor.UniqueProcessId;
}

VOID UnDriver(PDRIVER_OBJECT driver)
{
	DbgPrint("[-] 驅動卸載 \n");
}

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

	// 將PID轉換為HANDLE
	HANDLE ptr = PidToHandle(6932);
	DbgPrint("[*] PID  --> HANDLE = %p \n", ptr);

	// 句柄轉為PID
	ULONG pid = HandleToPid(ptr);

	DbgPrint("[*] HANDLE  --> PID = %d \n", pid);

	Driver->DriverUnload = UnDriver;
	return STATUS_SUCCESS;
}

編譯並運行如上這段代碼片段，將把進程PID轉為HANDLE句柄，再通過句柄將其轉為PID，輸出效果圖如下所示；

進程PID轉換為EProcess結構: 通過PsLookUpProcessByProcessId函數，該函數傳入一個PID則可獲取到該PID的EProcess結構體，具體轉換實現方法如下所示；

本段代碼展示瞭如何使用Windows內核API函數PsLookupProcessByProcessId將一個PID（Process ID）轉換為對應的EProcess結構體，EProcess是Windows內核中描述進程的數據結構之一。

代碼段中定義了一個名為PidToObject的函數，該函數的輸入參數是一個PID，輸出參數是對應的EProcess結構體。

在函數中，通過調用PsLookupProcessByProcessId函數來獲取對應PID的EProcess結構體，如果獲取成功，則調用ObDereferenceObject函數來減少EProcess對象的引用計數，並返回獲取到的EProcess指針；否則返回0。

在DriverEntry函數中，調用了PidToObject函數將PID 6932轉換為對應的EProcess結構體，並使用DbgPrint函數輸出了轉換結果。最後設置了驅動程式卸載函數為UnDriver，當驅動程式被卸載時，UnDriver函數會被調用。

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

// 將Pid轉換為Object or EProcess
PEPROCESS PidToObject(ULONG Pid)
{
	PEPROCESS pEprocess;

	NTSTATUS status = PsLookupProcessByProcessId((HANDLE)Pid, &pEprocess);

	if (status == STATUS_SUCCESS)
	{
		ObDereferenceObject(pEprocess);
		return pEprocess;
	}

	return 0;
}

VOID UnDriver(PDRIVER_OBJECT driver)
{
	DbgPrint("[-] 驅動卸載 \n");
}

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

	// 將PID轉換為PEPROCESS
	PEPROCESS ptr = PidToObject(6932);
	DbgPrint("[*] PID  --> PEPROCESS = %p \n", ptr);

	Driver->DriverUnload = UnDriver;
	return STATUS_SUCCESS;
}

編譯並運行如上這段代碼片段，將把進程PID轉為EProcess結構，輸出效果圖如下所示；

進程HANDLE與EPROCESS互相轉換: 將Handle轉換為EProcess結構可使用內核函數ObReferenceObjectByHandle實現，反過來EProcess轉換為Handle句柄可使用ObOpenObjectByPointer內核函數實現，具體轉換實現方法如下所示；

首先，將Handle轉換為EProcess結構體，可以使用ObReferenceObjectByHandle內核函數。該函數接受一個Handle參數，以及對應的對象類型（這裡為EProcess），並返回對應對象的指針。此函數會對返回的對象增加引用計數，因此在使用完畢後，需要使用ObDereferenceObject將引用計數減少。

其次，將EProcess結構體轉換為Handle句柄，可以使用ObOpenObjectByPointer內核函數。該函數接受一個指向對象的指針（這裡為EProcess結構體的指針），以及所需的訪問許可權和對象類型，並返回對應的Handle句柄。此函數會將返回的句柄添加到當前進程的句柄表中，因此在使用完畢後，需要使用CloseHandle函數將句柄關閉，以避免資源泄漏。

綜上所述，我們可以通過這兩個內核函數實現Handle和EProcess之間的相互轉換，轉換代碼如下所示；

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

// 傳入PID傳出HANDLE句柄
HANDLE PidToHandle(ULONG PID)
{
	HANDLE hProcessHandle;
	OBJECT_ATTRIBUTES obj;
	CLIENT_ID clientid;

	clientid.UniqueProcess = PID;
	clientid.UniqueThread = 0;

	// 屬性初始化
	InitializeObjectAttributes(&obj, 0, OBJ_CASE_INSENSITIVE | OBJ_KERNEL_HANDLE, 0, 0);

	NTSTATUS status = ZwOpenProcess(&hProcessHandle, PROCESS_ALL_ACCESS, &obj, &clientid);
	if (status == STATUS_SUCCESS)
	{
		// DbgPrint("[*] 已打開 \n");
		ZwClose(&hProcessHandle);
		return hProcessHandle;
	}

	return 0;
}

// 將Handle轉換為EProcess結構
PEPROCESS HandleToEprocess(HANDLE handle)
{
	PEPROCESS pEprocess;

	NTSTATUS status = ObReferenceObjectByHandle(handle, GENERIC_ALL, *PsProcessType, KernelMode, &pEprocess, NULL);
	if (status == STATUS_SUCCESS)
	{
		return pEprocess;
	}

	return 0;
}

// EProcess轉換為Handle句柄
HANDLE EprocessToHandle(PEPROCESS eprocess)
{
	HANDLE hProcessHandle = (HANDLE)-1;

	NTSTATUS status = ObOpenObjectByPointer(
		eprocess,
		OBJ_KERNEL_HANDLE,
		0,
		0,
		*PsProcessType,
		KernelMode,
		&hProcessHandle
		);

	if (status == STATUS_SUCCESS)
	{
		return hProcessHandle;
	}

	return 0;
}

VOID UnDriver(PDRIVER_OBJECT driver)
{
	DbgPrint("[-] 驅動卸載 \n");
}

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

	// 將Handle轉換為EProcess結構
	PEPROCESS eprocess = HandleToEprocess(PidToHandle(6932));
	DbgPrint("[*] HANDLE --> EProcess = %p \n", eprocess);

	// 將EProcess結構轉換為Handle
	HANDLE handle = EprocessToHandle(eprocess);
	DbgPrint("[*] EProcess --> HANDLE = %p \n", handle);

	Driver->DriverUnload = UnDriver;
	return STATUS_SUCCESS;
}

編譯並運行如上這段代碼片段，將把進程HANDLE與EProcess結構互轉，輸出效果圖如下所示；

文章作者：lyshark (王瑞)
文章出處：https://www.cnblogs.com/LyShark/p/17173641.html
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