ninecents.github.io

软件业的小学生

01_内存读取

经常遇到一些软件被保护起来，无法读取其内存数据，今天将基于开源库BlackBone，编写一个简单的内存读写工具。

课程目标

编写工具，实现内存读写
BlackBone库的集成
比较常见内存读取的方式

准备工作

32位应用程序（开发的目标程序是32位的，所以暂时只支持32位）
win7-x64虚拟机
VS2017(10.0.17763.1)
无签名驱动加载工具（win64udl_exe.exe）

功能描述

这里写了个工具，界面如下图所示：

九分工具箱-主界面

主要功能：

工具启动的时候会填充进程列表Combo控件
点击进程列表Combo控件，会更新进程列表
进程列表中的项格式为：[pid][进程类型：x86/x64] 进程全路径
选中进程，更新控件地址(0x)对应的地址内容
设置读取方式：ReadProcessMemory、BlackBone_R3、BlackBone_R0
读取并以16进制显示内存内容

工具会根据“读取方式”，分别执行Windows API、BlackBone API、BlackBone驱动三种方式的内存读取，满足不同的使用场景。

内存读取-BlackBone库的集成

本工具工程github代码地址：https://github.com/ninecents/MyOpen

本工具工程代码上传了BlackBone的VS2017版本的代码，地址为https://github.com/ninecents/MyOpen/third/Blackbone。

本工具工程代码地址为https://github.com/ninecents/MyOpen/course/WinDriver/tools/tools.sln。

不了解BlackBone的，可以参考BlackBone介绍。

驱动环境搭建可参考 [Windows驱动开发] 00_环境搭建。

集成步骤：

打开工程BlackBone.sln和BlackBoneDrv.sln并编译，可以获得相应的库文件和驱动文件。这里编译选项选择Debug(XP)的，用来支持XP系统。
tools-MFC工程中“C/C++ -> 命令行”，添加Blackbone路径/I"../../../../third/Blackbone/src"
代码中引用相关头文件，如下所示：

#include <BlackBone/Config.h>
#include <BlackBone/Process/Process.h>
#include <BlackBone/Process/MultPtr.hpp>
#include <BlackBone/Process/RPC/RemoteFunction.hpp>
#include <BlackBone/PE/PEImage.h>
#include <BlackBone/Misc/Utils.h>
#include <BlackBone/Misc/DynImport.h>
#include <BlackBone/Syscalls/Syscall.h>
#include <BlackBone/Patterns/PatternSearch.h>
#include <BlackBone/Asm/LDasm.h>
#include <BlackBone/localHook/VTableHook.hpp>
#include <BlackBone/DriverControl/DriverControl.h>

#ifdef _DEBUG
#pragma comment(lib, "../../../../third/Blackbone/build/Win32/Debug(XP)/BlackBone.lib")
#else
#pragma comment(lib, "../../../../third/Blackbone/build/Win32/Release(XP)/BlackBone.lib")
#endif

调用BlackBone库函数，下面为枚举进程列表的代码

void CtoolsMFCDlg::OnCbnDropdownComboProcess()
{
	m_combo_process.ResetContent();
	blackbone::Process process;

	std::vector<DWORD> vct_pids = blackbone::Process::EnumByName(L"");
	for (auto pid : vct_pids)
	{
		NTSTATUS status = process.Attach(pid);
		CString msg;

		if (NT_SUCCESS(status))
		{
			if (process.modules().GetMainModule())
			{
				CString str_64 = process.core().isWow64() ? _T("x86") : _T("x64");
				msg.Format(_T("[%05d][%s] %s"), process.pid(), str_64.GetBuffer(), process.modules().GetMainModule()->fullPath.data());
			}
			else
			{
				msg.Format(_T("[%d] %s"), process.pid(), _T("failed_get_path"));
			}
		}
		else
		{
			msg.Format(_T("[%d] %s"), pid, _T("failed_Attach"));
		}
		m_combo_process.AddString(msg);
		int nIndex = m_combo_process.GetCount() - 1;
		m_combo_process.SetItemData(nIndex, pid);
	}
}

内存读取-检测参数

点击读取按钮，先检测参数，具体代码如下所示：

void CtoolsMFCDlg::OnBnClickedButtonRead()
{
	// 更新控件数据，清空16进制显示控件内容
	UpdateData();
	m_mem_data.SetString(_T(""));

	// 获取目标进程内存地址：ll_address
	CString str_address;
	m_mem_address.GetWindowText(str_address);
	str_address = _T("0x") + str_address;
	LONGLONG ll_address = _tcstoull_l(str_address.GetBuffer(), NULL, 16, 0);

	// 获取目标进程ID：pid
	int nIndex = m_combo_process.GetCurSel();
	DWORD pid = m_combo_process.GetItemData(nIndex);

	// 获取读取方式：str_read_type
	CString str_read_type;
	m_combo_read_type.GetWindowText(str_read_type);

	// 打开目标进程
	BlackBone::Process process;
	process.Attach(pid);
	if (!process.valid())
	{
		AfxMessageBox(_T("打开进程失败。"));
		return;
	}

    ......
}

内存读取-ReadProcessMemory

ReadProcessMemory实现很简单，直接调用该函数即可：

    SIZE_T byte_read;
	BOOL result = ReadProcessMemory(process.core().handle(), (LPCVOID)ll_address, (LPVOID)bytes, (SIZE_T)m_mem_length, &byte_read);

查看ReadProcessMemory函数原型：

WINBASEAPI
BOOL
WINAPI
WriteProcessMemory(
    __in      HANDLE hProcess,
    __in      LPVOID lpBaseAddress,
    __in_bcount(nSize) LPCVOID lpBuffer,
    __in      SIZE_T nSize,
    __out_opt SIZE_T * lpNumberOfBytesWritten
    );

参数 lpBaseAddress 的类型是LPVOID，对于32位程序，该值只有4字节，读取64位进程就只能看运气了，如果地址大于4字节，读取的结果是错的(也可能直接失败)。比如，我们读取64位的chrome进程，由于chrome.exe模块地址0x13F630000大于4字节，ReadProcessMemory显示错误的内容。

ReadProcessMemory方式读取结果

BlackBone_R3方式读取结果

内存读取-BlackBone_R3

BlackBone_R3方式实现也很简单，直接调用BlackBone的api函数即可：

NTSTATUS status = process.memory().Read(ll_address, m_mem_length, (PVOID)bytes);

BlackBone_R3方式最终调用了Nt函数NtWow64ReadVirtualMemory64（32位的Windows操作系统不知道是不是下面的调用关系），调用关系如下：

BlackBone_R3读取内存函数调用关系

内存读取-BlackBone_R0

BlackBone_R0方式实现如下：

// 加载驱动
NTSTATUS status = blackbone::Driver().EnsureLoaded();
// 驱动内存读取
status = blackbone::Driver().ReadMem(pid, ll_address, m_mem_length, (PVOID)bytes);

最终R3层调用了DriverControl::ReadMem函数，对应控制码是IOCTL_BLACKBONE_COPY_MEMORY。

而R0层调用了BBCopyMemory函数，而该函数调用了内核API函数MmCopyVirtualMemory实现内存读写。

内存读取-BlackBone_R0-测试

打开虚拟机，将win64udl_exe.exe、tools-MFC.exe、BlackBoneDrv7.sys拷贝到虚拟机中，运行win64udl_exe.exe程序（不要关闭，保证未签名的BlackBoneDrv7.sys可以正常加载）：

虚拟机中tools需要的软件

打开tools-MFC.exe，选择任意进程，选择读取方式为“blackbone_R0”，点击读取按钮：运行结果如下图所示：

BlackBone_R0方式读取结果

// ## 内存读取-注入高权限进程，读取数据以后再说吧（一个个试试吧） )

内存读取-三种方式比较

读取方式	缺陷	备注
ReadProcessMemory	32位进程调用该api不能读取64位进程内存
BlackBone_R3	权限问题
BlackBone_R0	完美（稳定性、防检测）

广而告之

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