Awesome
前言
ETW HOOK是一个经久不衰的话题了，本质上是微软的漏洞，再微软进行记录ETW时候系统调用的时候，被ETW相关组件拦截跑到记录的代码，因为涉及到的代码量实在太大，微软这里面老是会有一些函数指针的使用，从而可以把他替换成我们自己函数回调，而不会触发PG拦截系统调用(无法拦截直接内核NtXXX)。
早期的ETW HOOK实现概要
早期的ETW HOOK替换的一些HalPxx指针已经被PG监控
https://github.com/everdox/InfinityHook
到后来第二个版本的ETW，原理和EAC接管系统异常差不多，这一版本的也是再ETW HOOK的必经之路上面修改函数指针:
**原理是EAC通过修改HalpStallCounter[0xE]**的这个位置,以及NtGlobalFlags这个标志位。
HalpStallCounter[0xE] 函数原本是HalpTscQueryCounterOrdered,修改这个之后,一些异常(包括kernel mode)就会走到这从而被EAC接管;
下图是发生异常时候的调用栈
从windbg可以看到,EAC修改了HalpStallCounter来进行接管异常
可以兼容最新版 windows 的ETW HOOK
第二版的ETW Hook现在还可以用，但是用起来非常复杂，光是不同系统兼容、修栈就要耗费巨大精力。
因此这里参考国外的一个大佬文章，他提出了更新版本的ETW-HOOK，具体原理如下
WINDOWS的.data节一般是存放可以变的全局变量的，所谓的偷指针就是修改.data节区的指针。
而在这里，最好玩的是HalPrivateDispatchTable，这个是windows 的ntoskenl.exe为了方便使用HAL的导出函数，把他们存放在统一的地方。而HAL,用到的地方肯定很多，ETW 正是如此。
我们来看一下系统调用ETW的调用路径
这里其实可以看到，call rax其实就是正常的系统调用，而再进入ETW系统调用之前，他把原始的系统调用存放在了栈上，这就导致我们拦截到ETW的时候，可以修改栈上的位置，来进行HOOK Syscall。
进入这个函数
如果说之前无法定位，现在可以通过这个栈上面的magic number来定位syscall的地址，从而替换了。
继续跟到EtwTraceSiloKernelEvent里面，可以发现，无论参数怎么样，这个函数调用了EtwpLogKernelEvent
void __fastcall EtwTraceSiloKernelEvent(
__int64 a1,
__int64 a2,
unsigned int a3,
unsigned int a4,
unsigned __int16 a5,
int a6)
{
unsigned __int64 v9; // rsi
unsigned int v10; // ebx
bool v11; // zf
unsigned int v12; // ecx
__int64 v13; // r8
__int64 v14; // rcx
__int64 v15; // rbx
unsigned int v16; // edi
__int64 v17; // rdx
__int64 v18; // rcx
unsigned int v19; // ecx
v9 = a4;
v10 = *(_DWORD *)(EtwpHostSiloState + 4224);
while ( 1 )
{
v11 = !_BitScanForward(&v12, v10);
if ( v11 )
break;
v10 &= v10 - 1;
v13 = v12;
v14 = 32i64 * v12 + EtwpHostSiloState + 4260;
if ( v14 )
{
if ( ((unsigned int)v9 & *(_DWORD *)(v14 + 4 * (v9 >> 29)) & 0x1FFFFFFF) != 0 )
EtwpLogKernelEvent(a2, EtwpHostSiloState, *(unsigned __int8 *)(EtwpHostSiloState + 2 * v13 + 4208), a3, a5, a6);
}
}
if ( a1 )
{
v15 = *(_QWORD *)(*(_QWORD *)(a1 + 1272) + 864i64);
if ( v15 )
{
v16 = *(_DWORD *)(v15 + 4224);
while ( 1 )
{
v11 = !_BitScanForward(&v19, v16);
if ( v11 )
break;
v17 = v19;
v16 &= v16 - 1;
v18 = 32i64 * v19 + v15 + 4260;
if ( v18 && ((unsigned int)v9 & *(_DWORD *)(v18 + 4 * (v9 >> 29)) & 0x1FFFFFFF) != 0 )
EtwpLogKernelEvent(a2, v15, *(unsigned __int8 *)(v15 + 2 * v17 + 4208), a3, a5, a6);
}
}
}
}
而EtwpLogKernelEvent就是这次事件的主角，关键部分代码为
else
{
if ( (v32 & 0x800) == 0 )
goto LABEL_17;
v50 = 0;
if ( !*(_DWORD *)(*(_QWORD *)(v14 + 1000) + 8i64) )
goto LABEL_17;
while ( 1 )
{
v51 = *(_QWORD *)(v14 + 1000);
if ( *(_WORD *)(v51 + 2i64 * v50 + 12) == a5 )
break;
if ( ++v50 >= *(_DWORD *)(v51 + 8) )
goto LABEL_17;
}
LODWORD(Flags) = a6;
TimeStamp = &v58;
v34 = (char *)EtwpReserveWithPmcCounters(v14, a5);// 正常设置Etw trace kernel 并不会走到这个地方！！要进行ETW配置
事实上，如果正常设置了ETW Logger syscall，就会走到这。这个函数的关键部分如下
mcData = LoggerContext->PmcData;
v8 = *(_DWORD *)(PmcData + 20);
v9 = 8 * (unsigned __int8)v8 + 16;
v10 = v9 + AuxSize;
CurrentIrql = KeGetCurrentIrql();
if ( CurrentIrql < 2u )
{
v12 = KeGetCurrentIrql();
__writecr8(2ui64);
if ( KiIrqlFlags )
{
if ( (KiIrqlFlags & 1) != 0 && v12 <= 0xFu )
{
SchedulerAssist = KeGetCurrentPrcb()->SchedulerAssist;
*(_DWORD *)(SchedulerAssist + 20) |= (-1 << (v12 + 1)) & 4;
}
}
}
v14 = EtwpReserveTraceBuffer((unsigned int *)LoggerContext, v10, (__int64)BufferHandle, TimeStamp, Flags);
v15 = v14;
if ( v14 )
{
*(LARGE_INTEGER *)(v14 + 8) = *TimeStamp;
*(_WORD *)(v14 + 4) = v10;
*(_WORD *)(v14 + 6) = HookId;
*(_DWORD *)v14 = (unsigned __int8)Flags | ((unsigned __int8)v8 << 8) | 0xC0110000;
v21 = *(struct _HAL_PMC_COUNTERS **)(PmcData + 8i64 * (unsigned int)KeGetPcr()->Prcb.Number + 24);
if ( v21 )
HalPrivateDispatchTable.HalCollectPmcCounters(v21, (unsigned __int64 *)(v14 + 16));
else
memset((void *)(v14 + 16), 0, 8i64 * (unsigned __int8)v8);
这个地方HalPrivateDispatchTable.HalCollectPmcCounters(v21, (unsigned __int64 *)(v14 + 16));就是可以替换的，也就是我们要替换HalPrivateDispatchTable的HalCollectPmcCounters.从而可以正常地接管syscall而不触发PG。
具体实现
具体实现上其实很简单，就是调用ZwTraceControl开启配置NT Kernel Logger，这些代码都很简单，大概步骤是
- 偷指针，替换
- 配置Nt Kernel Logger，开启ETW
- 最麻烦的一步，如何设置PMCCounter开启，从而走到EtwpReserveWithPmcCounters
- 栈查找定位Syscall Routine
- 替换你想HOOK的系统调用
上述所有步骤基本再第一版的etw hook里面都有代码，除了第三步。
而参考文章[1]中，对于这部分的描述是the code has been omitted from this article.，因此只能根据他给的寥寥信息逆向。好在最终逆出来了。
如果正常开启ETW,可以发现，EtwpReserveWithPmcCounters无法进入。我们可以看一下相关的判断：
因此需要设置的是相关的位。这个位设置需要用到NtSetSystemInfomation(需要自己逆向)。
具体需要逆向的是部分在EtwSetPerformanceTraceInformation函数中的如下部分
EtwpUpdatePmcCounters这个函数是分配PmcData同时开启flag;
EtwpUpdatePmcEvents是设置开启哪些hookid，比如syscall就是0xf33。最后可以用如下代码设置PmcCounter
/*其实这个要调用ZwSetSystemInfomation，但是没有找到合适的文档化和文章，故只能手动逆向windows，最终得出结果*/
NTSTATUS EtwInitilizer::open_pmc_counter()
{
auto status = STATUS_SUCCESS;
auto pmc_count_info = (PEVENT_TRACE_PROFILE_COUNTER_INFORMATION)(nullptr);
auto pmc_event_info=(PEVENT_TRACE_SYSTEM_EVENT_INFORMATION)(nullptr);
constexpr auto syscall_hookid = 0xf33ul;
if (!__is_open) return STATUS_FLT_NOT_INITIALIZED;
do {
/*获取ckcl_context的loggerid*/
auto EtwpDebuggerData=reinterpret_cast<ULONG***>( \
kstd::SysInfoManager::getInstance()->getSysInfo()->EtwpDebuggerData);
if (!EtwpDebuggerData) {
status = STATUS_NOT_SUPPORTED;
LOG_ERROR("failed to get EtwpDebuggerData!\r\n");
}
/*这个可以参考第一版的ETW HOOK，这里简写了*/
auto logger_id = EtwpDebuggerData[2][2][0];
pmc_count_info = kalloc<EVENT_TRACE_PROFILE_COUNTER_INFORMATION>(NonPagedPool);
if (!pmc_count_info) {
LOG_ERROR("failed to alloc memory for pmc_count!\r\n");
status = STATUS_MEMORY_NOT_ALLOCATED;
break;
}
//先设置PMC Count 我们只关心一个hookid 那就是syscall的hookid 0xf33 profile source 随便设置
pmc_count_info->EventTraceInformationClass = EventTraceProfileCounterListInformation;
pmc_count_info->TraceHandle = ULongToHandle(logger_id)/*这个其实就是loggerid*/;
pmc_count_info->ProfileSource[0] = 1;/*随便填写*/
status=ZwSetSystemInformation(SystemPerformanceTraceInformation, pmc_count_info, sizeof EVENT_TRACE_PROFILE_COUNTER_INFORMATION);
if (!NT_SUCCESS(status)) {
LOG_ERROR("failed to configure pmc counter,errcode=%x\r\n", status);
break;
}
//然后设置PMC Event hookid只需要一个就行
pmc_event_info = kalloc<EVENT_TRACE_SYSTEM_EVENT_INFORMATION>(NonPagedPool);
if (!pmc_event_info) {
LOG_ERROR("failed to alloc memory for pmc_event_info!\r\n");
status = STATUS_MEMORY_NOT_ALLOCATED;
break;
}
pmc_event_info->EventTraceInformationClass = EventTraceProfileEventListInformation;
pmc_event_info->TraceHandle = ULongToHandle(logger_id);
pmc_event_info->HookId[0] = syscall_hookid;/*必须0xf33*/
status = ZwSetSystemInformation(SystemPerformanceTraceInformation, pmc_event_info, sizeof EVENT_TRACE_SYSTEM_EVENT_INFORMATION);
if (!NT_SUCCESS(status)) {
LOG_ERROR("failed to configure pmc event,errcode=%x\r\n", status);
break;
}
} while (false);
//clean up
if (pmc_count_info) ExFreePool(pmc_count_info);
if (pmc_event_info) ExFreePool(pmc_event_info);
return status;
}
这里还有个坑，就是EtwpUpdatePmcCounters这个部分的代码如下
__int64 __fastcall EtwpUpdatePmcCounters(
_WMI_LOGGER_CONTEXT *wmi_context,
_KPROFILE_SOURCE *profile_array,
unsigned int count)
{
unsigned int v6; // r12d
__int64 result; // rax
_ETW_PMC_SUPPORT *PmcData; // r14
__int64 i; // r8
unsigned int v10; // r15d
unsigned int cpu_idx; // edi
__int64 j; // rsi
signed __int32 unk_struct[22]; // [rsp+0h] [rbp-58h] BYREF
v6 = KeNumberProcessors_0;
if ( !count || count > EtwpMaxPmcCounter || wmi_context->PoolType == 1 )// 不能是PagedPool
return 0xC000000Di64;
if ( wmi_context->PmcData || (result = EtwpAllocatePmcData((__int64)wmi_context), !(_DWORD)result) )// 分配成功
{
count > EtwpMaxPmcCounter这一个必须成立，我的虚拟机这个是1，也就是必须得强制改动这个值。
但是观察，我的物理机又是>1，这个全局变量比较难定位。暂时没有处理。
效果
最后效果如下
参考
[1] Fun With Another PG-Compliant Hook https://revers.engineering/fun-with-pg-compliant-hook/
[2] 仿照EAC的全局异常Hook https://bbs.kanxue.com/thread-278475.htm