『网络安全科普』Windows安全之HOOK技术机制-Toy模板网

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了『网络安全科普』Windows安全之HOOK技术机制。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方，请大家不吝赐教，您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

前言

如你所知，Windows系统是建立在事件驱动的机制上的，而每一个事件就是一个消息，每个运行中的程序，也就是所谓的进程，都维护着一个或多个消息队列（消息队列的个数取决于进程内包含的线程的个数）。

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typedef struct tagMsg
{
HWND hwnd; //接受消息的窗口句柄
UINT message; //消息常量标识符（消息号）
WPARAM wParam;//32位消息特定附加信息
LPARAM lParam;//32位消息特定附加信息
DWORD time; //消息创建时的时间
POINT pt; //消息创建时的光标位置
}MSG;

你在Windows应用程序的调用函数中，常可以看到WaitMessage等对消息队列的处理函数，另外还有诸如此：PeekMessage、GetMessage、GetQueueStatus、WaitMessage、MsgWaitForMultipleObjects以及MsgWaitForMultipleObjectsEx等来对消息队列进行接收和检索。

Windows系统会为每一个正在运行的应用程序保持有一个消息队列。当有事件发生后，Windows并不是将这个激发事件直接送给应用程序，而是先将其翻译成一个Windows消息，然后再把这个消息加入到这个应用程序的消息队列中去。

Windows中的应用程序，需要通过消息循环来接收这些消息，也正是因为Windows消息机制的缘故，我们可以进行消息HOOK，而Windows的HOOK技术，也是一种消息处理机制，一种提供给用户的对Windows运行过程进行干预的消息处理机制，通过钩子程序，Windows将内部流动的消息暴露给用户，使用户能够在消息被窗口管理器分派之前对其进行特殊的处理，比如跟踪消息流程以便进行调试工作。

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此外，消息不仅可以在应用内传递，也能在进程间传递，包括应用程序之间、以及应用程序与windows 系统之间。这样的设计，使得一些恶意的木马病毒程序等，可以通过向高权限进程发送特定消息，去提升自己的权限，进而对操作系统造成破坏，或者进行特殊的操作来获取隐私数据。

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分类

Windows系统的HOOK技术，大致按照以下方放进行分类。

首先，可以根据其作用范围分为两类：一类是只能获取本进程内某个线程消息的局部钩子（Thread Local Hook），另一类是可以获取当前系统中所有线程消息的全局钩子（Global Hook 或 System Hook）。

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其次，也可以根据其作用的权限，分为应用层HOOK和内核层Hook，在 Ring3 层的 Hook机制，称之为应用层 Hook 技术，而在 Ring0 层的Hook机制，则称为内核层 Hook 技术。

Windows用于处理消息的钩子函数，主要是SetWindowsHookEx() 、CallNextHookEx()和UnhookWindowsHookEx()

每当进程消息产生的时候，其会被加入到系统消息队列，然后由操作系统从消息队列中取出消息，将其添加到相应的程序的消息队列中。而HOOK技术则抢先一步，在其被发往应用程序之前，监视到此类函数的调用，并且提前捕获到该消息，随后进行自己预先设定的处理工作。

例如，Inline Hook技术，这属于应用层的注入Hook，通过在内存中找到想要Hook函数地址，并在其之前加入自己构造的跳转指令，紧接着，当被Hook位置执行时，便可以跳转到HOOK技术使用者自己编写的执行代码，在其执行完毕后，还原被修改的字节，接着执行正常流程。

再例如，使用API函数SetWindowsHookEx()，这是通过消息机制进行消息Hook（消息Hook）。其把一个应用程序定义的钩子子程安装到钩子链表中。SetWindowsHookEx函数总是在Hook链的开头安装Hook子程。当指定类型的Hook监视的事件发生时，系统就调用与这个Hook关联的Hook链的开头的Hook子程。每一个Hook链中的Hook子程都决定是否把这个事件传递到下一个Hook子程。Hook子程传递事件到下一个Hook子程需要调用CallNextHookEx函数。

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在操作系统中安装全局钩子以后，只要进程接收到可以发出钩子的消息后，全局钩子的DLL文件会被操作系统自动或强行加载到该进程中，这里要注意：系统不仅仅是加载挂钩函数，包含其在内的整个DLL都会被载入其中，Windows核心编程第五版中第这部分内容有说明，见下图。

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Windows核心编程第五版 P577，拍摄于2021.12.07

此外，还可以导入地址表来进行HOOK（IAT HOOK，应用层的注入HOOK），地址表是PE文件结构中的一个表结构，Windows加载器定位导入函数是借助可执行文件的导入表来完成的，导入表中存放了所使用的DLL的模块名称及导入的函数名称或函数序号，可以借助修改导入表来完成对关键函数调用的HOOK。

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接着还有调试HOOK的方法（调试HOOK），即通过调试方式进行的API钩取函数。

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调试器能够逐一执行被调试者的指令，拥有对调试器与内存的所有访问权限。每当被调试者发生调试事件时，OS就会暂停并向调试器报告此事件，调试器做适当处理后，会使被调试进程继续执行。这和HOOK的机制很像，因此攻击者可以伪装成调试器行为进行hook，对目标API入口地址下断点并截获参数内容，之后将其修改至自己构造的跳转指令即可，可以使用DebugActiveProcess（ProcessID）函数来附加到一个进程来进行调试。

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此外，还有内核层SSDT Hook（内核层HOOK），SSDT 的全称是 System Services Descriptor Table，系统服务描述符表。这个表是一个把 Ring3 的 Win32 API 和 Ring0 的内核 API 联系起来对应表。SSDT 并不仅仅只包含一个庞大的地址索引表，它还包含着一些其它有用的信息，诸如地址索引的基地址、服务函数个数等。通过修改此表的函数地址，可以对常用 Windows 函数及 API 进行 Hook，从而实现对一些关心的系统动作进行过滤、监控的目的。一些 HIPS、防毒软件、系统监控、注册表监控软件往往会采用此接口来实现自己的监控模块，实现内核级的防护手段。

如果，你仔细观察我上面的Windows核心编程截图，你会发现标题是DLL注入和API拦截，没错，HOOK技术还可以被用作DLL注入的手段，通过HOOK将一个DLL注入到另一个进程的地址空间当中去。

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Windows核心编程第五版 P576，拍摄于2021.12.07

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Windows核心编程第五版 P577，拍摄于2021.12.07

hhookGetMsg=::SetWindowsHookEx(WH_GETMESSAGE,GetMessageHookProc,::GetModuleHandle(TEXT(“dll.dll”)),threadId);
//参数1：钩子类型
//参数2：钩子处理函数
//参数3：钩子所在的模块
//参数4：钩子要拦截的线程ID，如果要设置全局钩子，这里允许给0

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hook是微软为了保持与16位程序兼容而被迫设计出的一种方式，利用hook可以实现dll的注入。这种方法和利用注册表来注入DLL相比，允许我们在不需要该DLL的时候从该进程地址空间中取消对其的映射。

作用

HOOK技术，常被翻译成“钩子”，通过劫持函数调用，截获监视系统的消息，来改变程序执行流的技术，将程序原有的执行流程改变，更改程序流向，并使其可以执行自己植入代码的技术。

有一种误解在于，把HOOK函数当作是恶意软件的专属技术，当然，这在某种程度上是成立的，例如很多调用NtUserGetAsyncKeyState或者NtUserGetRawInputData来获取用户键盘输入，以此完成自己的密码窃取。

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但是，Hook技术也被广泛应用于安全的多个领域，Windows xp及其之前的安全机制，除了靠定期向病毒木马样本库中添加新样本外，还需要辅之以hook关键的系统函数，以方便在用户down文件或者打开exe时查杀木马。此外，早期的杀软，除了被动扫描之外，也还需要主动对一些敏感API进行HOOK监控；有时Windows系统本身及一些相关应用程序，在打补丁时也需要使用Hook技术，可以说这是一把双刃剑吧。

总结

微软在Win 10里设立了Secure ETW通道，安全软件不再需要像以前那样HOOK系统内核来完成对系统内进程的监视**。**而HOOK作为一个比较老的技术，也已经越来越少被提起到了，但这并不妨碍它曾经的光辉岁月，作为一类经典的流行方法，很值得我们去了解。

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题外话

初入计算机行业的人或者大学计算机相关专业毕业生，很多因缺少实战经验，就业处处碰壁。下面我们来看两组数据：

2023届全国高校毕业生预计达到1158万人，就业形势严峻；

国家网络安全宣传周公布的数据显示，到2027年我国网络安全人员缺口将达327万。

一方面是每年应届毕业生就业形势严峻，一方面是网络安全人才百万缺口。

6月9日，麦可思研究2023年版就业蓝皮书（包括《2023年中国本科生就业报告》《2023年中国高职生就业报告》）正式发布。

2022届大学毕业生月收入较高的前10个专业

本科计算机类、高职自动化类专业月收入较高。2022届本科计算机类、高职自动化类专业月收入分别为6863元、5339元。其中，本科计算机类专业起薪与2021届基本持平，高职自动化类月收入增长明显，2022届反超铁道运输类专业（5295元）排在第一位。

具体看专业，2022届本科月收入较高的专业是信息安全（7579元）。对比2018届，电子科学与技术、自动化等与人工智能相关的本科专业表现不俗，较五年前起薪涨幅均达到了19%。数据科学与大数据技术虽是近年新增专业但表现亮眼，已跻身2022届本科毕业生毕业半年后月收入较高专业前三。五年前唯一进入本科高薪榜前10的人文社科类专业——法语已退出前10之列。

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“没有网络安全就没有国家安全”。当前，网络安全已被提升到国家战略的高度，成为影响国家安全、社会稳定至关重要的因素之一。

网络安全行业特点

1、就业薪资非常高，涨薪快 2021年猎聘网发布网络安全行业就业薪资行业最高人均33.77万！

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2、人才缺口大，就业机会多

2019年9月18日《中华人民共和国中央人民政府》官方网站发表：我国网络空间安全人才需求140万人，而全国各大学校每年培养的人员不到1.5W人。猎聘网《2021年上半年网络安全报告》预测2027年网安人才需求300W，现在从事网络安全行业的从业人员只有10W人。

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行业发展空间大，岗位非常多

网络安全行业产业以来，随即新增加了几十个网络安全行业岗位︰网络安全专家、网络安全分析师、安全咨询师、网络安全工程师、安全架构师、安全运维工程师、渗透工程师、信息安全管理员、数据安全工程师、网络安全运营工程师、网络安全应急响应工程师、数据鉴定师、网络安全产品经理、网络安全服务工程师、网络安全培训师、网络安全审计员、威胁情报分析工程师、灾难恢复专业人员、实战攻防专业人员…