Компания
106,33
рейтинг
2 октября 2014 в 17:20

Разработка → Изменение кода системных сборок или «утечка» .Net Framework 5.0

Здесь я продемонстрирую возможность, которая по своей сути — самый настоящий хак. Вопрос, зачем это может понадобиться? На самом деле целей для этого может быть огромное множество. Итак наша задача — изменить код библиотеки mscorlib таким образом, чтобы все программы, которые ей пользуются, получили эти изменения. Не рантайм, конечно, а во время старта (для runtime необходимо проделать другие вещи, и тут надо оговориться что изменения эти не должны поломать текущие состояния библиотеки). Mscorlib я взял как пример, потому что она есть у всех на компьютере. Но можно хакать любую другую.

Все мы знаем, что для того, чтобы не было «ада dll», Microsoft помимо обычных версий и названия библиотек, дали возможность подписывать сборки ключом, public key которой гарантирует что конкретная сборка «пришла» от конкретного разработчика, а не от какого-то другого. Поэтому, если мы хотим по какой-то вполне добросовестной причине изменить код существующей библиотеки т.о., чтобы она загрузилась в чужой процесс и при этом ключик public key остался тем же, у нас этого не получится. Потому что мы не сможем ее подписать, у нас нет закрытого ключа.

Наша мини цель, чтобы программа вывела на консоль текст:






Краткое содержание:
  1. Введение
  2. Разработка драйвера
  3. Выводы по разработке драйвера
  4. Написание сервиса Windows
  5. Изменение кода mscorlib.dll
  6. Результаты исследования


Введение


Сегодня речь пойдет о сборках, находящихся в GAC и в NAC. Я выяснил, что .NET Framework очень чутко относится к структуре GAC. Он доверяет ей настолько, что загружает оттуда сборки, не особо проверяя номер версии. Потому для того чтобы сделать подмену нам надо не так много: нам необходимо написать драйвер уровня ядра для того чтобы перенаправлять обращения к определенным файлам в другое место. Я для этого воспользовался возможностью filesystem filters. Суть проста: для того чтобы не писать много кода в самом драйвере, пишется протокол между Kernel-space и user-space. Со стороны user-space выступает windows — service приложение. Оно общается с драйвером, дает ему команды, что куда перенаправлять. А тот в свою очередь перенаправляет. Для того чтобы менять код существующей библиотеки, например, mscorlib, можно воспользоваться либо Reflexil, либо Mono::Cecil.

Порядок действий:
  • Меняем сборку (Reflexil или Mono::Cecil) по сборке mscorlib и получаем видоизмененную сборку. Например, встраиваем в нее логгирование;
  • Кладем результат в tmp каталог;
  • Добавляем redirection «C:\Windows\Microsoft.NET\assembly\GAC_64\mscorlib\v4.0_4.0.0.0__b77a5c561934e089\mscorlib.dll» на, например, «C:\tmp\mscorlib64.dll» — видоизмененная сборка.

И мы получаем при последующих запусках всех приложений на .net логгирования системной библиотеки. Для порядка, необходимо чтобы драйвер фильтровал также по номерам процессов, кому конкретно давать «левак», а кому — оригинальную библиотеку.


Разработка драйвера


Для начала устанавливаем VirtualBox. Он нам понадобится чтобы отлаживать драйвер. Нам же не хочется перезапускаться каждый раз, когда наш драйвер будет обращаться не по тем адресам и вылетать с ошибкой (естественно, с BSOD'ом). На виртуалки накатываем образы Windows XP и Windows 7, x86 и x64 и снимаем снапшоты, чтобы было куда откатываться.

Далее устанавливаем на девелоперскую машину VisualDDK, WinDDK, и прочую инфраструктуру для разработки драйверов.

Далее пишем сам драйвер. Я не буду выкладывать полные листинги, а только важные их части. Оговорюсь только что пишем мы Minifilter Filesystem Driver.

1) Регистрация фильтра:
const FLT_OPERATION_REGISTRATION Callbacks[] = {

	{ IRP_MJ_CREATE,								
	  0,											
	  PbPreOperationCreateCallback,
	  PbPostOperationCreateCallback },

	{ IRP_MJ_NETWORK_QUERY_OPEN,
	  0,
	  PbPreOperationNetworkQueryOpenCallback,
	  NULL },
	
	{ IRP_MJ_OPERATION_END }
};

CONST FLT_REGISTRATION FilterRegistration = {

    sizeof( FLT_REGISTRATION ),         //  Size
    FLT_REGISTRATION_VERSION,           //  Version
    0,                                  //  Flags

    NULL,                               //  Context
    Callbacks,                          //  Operation callbacks

    PtFilterUnload,                     //  FilterUnload

    PtInstanceSetup,                    //  InstanceSetup
    PtInstanceQueryTeardown,            //  InstanceQueryTeardown
    PtInstanceTeardownStart,            //  InstanceTeardownStart
    PtInstanceTeardownComplete,         //  InstanceTeardownComplete

	PtGenerateFileName,                 //  GenerateFileName
    PtNormalizeNameComponent            //  NormalizeNameComponent
};


Тут все просто. Вводим структуры для регистрации драйвера фильтра. Фильтр будет работать на всех volumes, и перехватывать операцию CreateFile (создание/открытие файла)

Инициализация драйвера также не должна вызывать вопросов у опытных людей. Просто перечислю, что тут происходит:
  • драйвер регистрируется в системе
  • делается нотификация, которая будет нас уведомлять о новых процессах в системе
  • поднимается Communitation Port для общения с пользовательским уровнем (3 кольцо защиты, приложения Windows), где нас ожидает сервис Windows, который будет описан ниже


CPP_DRIVER_ENTRY (
    __in PDRIVER_OBJECT DriverObject,
    __in PUNICODE_STRING RegistryPath
    )

{
	/* locals */
    NTSTATUS             status;
	OBJECT_ATTRIBUTES    attr;
	UNICODE_STRING       portName;
		PSECURITY_DESCRIPTOR securityDescriptor;

	/* unused */
    UNREFERENCED_PARAMETER( RegistryPath );

	/* code */
	__try {

		// Set DRIVER_DATA to zeroes
		memset(&DRIVER_DATA, 0, sizeof(DRIVER_DATA));

		/* Setup process creation callback */
		status = Xu(&PsProcessNotify, FALSE);
		if( !NT_SUCCESS( status )) __leave;

		SetFlag(DRIVER_DATA.initialized, FILTER_SUBSYSTEM_PROCESS);

		// Get exported OS functions
		DECLARE_CONST_UNICODE_STRING( Func1, L"IoReplaceFileObjectName" );				// Win7+
		DRIVER_DATA.pfnIoReplaceFileObjectName = (PIOREPLACEFILEOBJECTNAME) MmGetSystemRoutineAddress((PUNICODE_STRING) &Func1 );

		// Register filter
		status =  FltRegisterFilter( DriverObject,
									&FilterRegistration,
									&DRIVER_DATA.fltHandle );
		if ( !NT_SUCCESS( status )) __leave;

		SetFlag(DRIVER_DATA.initialized, FILTER_SUBSYSTEM_DRIVER);

		FltInitializePushLock(&DRIVER_DATA.Sync);
		SetFlag(DRIVER_DATA.initialized, FILTER_SUBSYSTEM_LOCK);

		// Setup security descriptor
		status = FltBuildDefaultSecurityDescriptor( &securityDescriptor, FLT_PORT_ALL_ACCESS );
		if ( !NT_SUCCESS( status )) __leave;

		RtlInitUnicodeString( &portName, PbCommPortName );

		InitializeObjectAttributes( &attr, &portName, OBJ_CASE_INSENSITIVE | OBJ_KERNEL_HANDLE, NULL, securityDescriptor );
		status = FltCreateCommunicationPort( DRIVER_DATA.fltHandle, &DRIVER_DATA.Connection.ServerPort, &attr, NULL, CommPortConnect, CommPortDisconnect, CommPortMessageNotify, 1 );
		if ( !NT_SUCCESS( status )) __leave;

		SetFlag(DRIVER_DATA.initialized, FILTER_SUBSYSTEM_COMPORT);

		//  Free the security descriptor in all cases. It is not needed once the call to FltCreateCommunicationPort( ) is made.
		FltFreeSecurityDescriptor( securityDescriptor );
		if ( !NT_SUCCESS( status )) __leave;
		
		//  Start filtering i/o
		status = FltStartFiltering( DRIVER_DATA.fltHandle ); 
		if ( !NT_SUCCESS( status )) __leave;
		
	
		ASSERT( NT_SUCCESS( status ) );

		DRIVER_DATA.State = DRIVER_STATE_STARTED;

	} __finally 
	{
		if(!NT_SUCCESS( status ))
		{
			DeregisterFilter();
		}
    }

	return status;
}


Выход из фильтра также прост:
Скажу только что DeregisterFilter занимается освобождением всех ресурсов. основываясь на выставленных флагах в DRIVER_DATA.Initialized (см. код выше)

NTSTATUS 
PtFilterUnload(
    __in FLT_FILTER_UNLOAD_FLAGS Flags
    )
{
    UNREFERENCED_PARAMETER( Flags );

    PAGED_CODE();

    DeregisterFilter();
	
    DbgPrint("PoliciesSandbox!PtFilterUnload: Entered\n");

    return STATUS_SUCCESS;
}


Далее. Теперь нам необходимо знать что и куда перенаправлять. Какой файл и куда. Для этого я сделал небольшой протокольчик между kernel-mode и user-mode по communication port, оторый мы подняли в DriverEntry

Определяем набор команд:
typedef enum {

	// From verson = v1.0
	// From User-space to Kernel-space
	GetVersion,
		
	GetFilesystemRedirections,
	AddFilesystemByPIDRedirection,
	RemoveFilesystemByPIDRedirection,
		
	GetRegistryRedirections,
	AddRegistryByPIDRedirection,
	RemoveRegistryByPIDRedirection,
		
	// From Kernel-space to User-space
	ProcessAttached,
		
	CancelIOCompletionPort

	// Version v2.0 is here
} COMM_COMMAND;


Определяем структуру базы всех команд:
typedef struct {
    COMM_COMMAND Command;
    USHORT Data[];
} COMM_MESSAGE, *PCOMM_MESSAGE;


Определяем структуру, посылаемую сервису Windows для уведомления о новом процессе в системе:
typedef struct 
{
    ULONG Pid;
} COMM_PROCESS_ATTACHED, *PCOMM_PROCESS_ATTACHED;


Опеделяем структуру-ответ:
typedef struct
{	
	USHORT NeedToMonitor;
	USHORT IsCompleted;          // true, if this packet contains all redirections, needed by driver. Otherwice, driver needs to ask more
	USHORT PairsCount;           // redirections count. Actually, count of null-terminated strings in Data
	
	struct {                     // positions of redirections to make searching fast 
		USHORT From;
		USHORT To;
	} Positions[64]; 

	WCHAR  Data[];
} COMM_FS_REDIRECTIONS, *PCOMM_FS_REDIRECTIONS;


Также вводим структуры для хранения данных в драйвере:

typedef struct _MAPPING_ENTRY {

    UNICODE_STRING OldName;

    UNICODE_STRING NewName;

    _MAPPING_ENTRY *Next;

} MAPPING_ENTRY, *PMAPPING_ENTRY;

typedef struct _PROCESSES_MAP_ENTRY {
	
	ULONG Pid;
	PMAPPING_ENTRY entries;
	_PROCESSES_MAP_ENTRY *Prev, *Next;
} PROCESSES_MAP_ENTRY, *PPROCESSES_MAP_ENTRY;


Теперь, когда все определено, необходимо при старте нового процесса (а мы уже его перехватываем) оповестить об этом сервис, который в качестве ответа отдаст нам набор правил редиректа файлов и папок в зависимости от этого процесса.

Я не буду включать код функций, очищающих память, т.к. это не так интересно.
При вызове функции ей передается создавший процесс, созданный и флаг, создан ли процесс либо он умирает. Т.е. функция оповещает нас и о создании и о смерти процесса.

Внутри ее, если процесс создается, мы оповещаем об этом сервис Windows, передавая PID процесса. По этому PID сервис находит у себя список правил редиректа и отдает их нам в качестве ответа:

VOID PsProcessNotify (
    IN HANDLE  ParentId,
    IN HANDLE  ProcessId,
    IN BOOLEAN  Create
    )
{
	NTSTATUS status;

	if( HandleToULong( ProcessId ) <= 4) return;

	/* Check exsisting data */

	if(Create)
	{
		LARGE_INTEGER liTimeout;
		DbgPrint("Process created: %x", ProcessId);
		liTimeout.QuadPart = -((LONGLONG)1 * 10 * 1000 * 1000);
		ULONG SenderBufferLength = MESSAGE_BUFFER_SIZE;
		ULONG ReplyLength = MESSAGE_BUFFER_SIZE;
		PCOMM_MESSAGE message = (PCOMM_MESSAGE)myNonPagedAlloc(MESSAGE_BUFFER_SIZE);
		message->Command = ProcessAttached;
		((PCOMM_PROCESS_ATTACHED)(&message->Data[0]))->Pid = HandleToULong(ProcessId);
		status = FltSendMessage(DRIVER_DATA.fltHandle, &DRIVER_DATA.Connection.ClientPort, 
			                   message, SenderBufferLength, message, &ReplyLength, 
							   &liTimeout);

		if(ReplyLength > 0)
		{
			PCOMM_FS_REDIRECTIONS Redirections = (PCOMM_FS_REDIRECTIONS)&message->Data[0];
			DbgPrint("Recieved reply from user-mode: NeedToMonitor = %s\n", Redirections->NeedToMonitor ? "TRUE" : "FALSE" );
			if(Redirections->NeedToMonitor)
			{
				PbRepInitializeMapping(HandleToULong(ProcessId), Redirections);
			} else {
				DbgPrint("Thread %d not needed to be monitored. Skipping.", HandleToULong(ProcessId));
			}
		}
		
		if(!message) myFree(message);
	}
	else
	{
		DbgPrint("Process destroyed: %x\n", ProcessId);

		PPROCESSES_MAP_ENTRY entry = DRIVER_DATA.Mapping;
		while( entry != NULL )
		{
			if(entry->Pid == HandleToULong(ProcessId))
			{
				PbRepDeleteMapping(entry);
				break;
			}
		}
	}
}


Код, представленный ниже просто инициализирует внутренние структуры относительно тех данных, которые пришли от сервиса Windows:
NTSTATUS PbRepInitializeMapping( __in ULONG pid, __in PCOMM_FS_REDIRECTIONS Redirections )
{
    NTSTATUS status = STATUS_SUCCESS;

	FltAcquirePushLockExclusive( &DRIVER_DATA.Sync );

	__try
	{
		DbgPrint("PlociesSandbox!PbRepInitializeMapping: redirections count: %d\n", Redirections->PairsCount);

		PMAPPING_ENTRY current = NULL;

		// Lookup PID in map
		PPROCESSES_MAP_ENTRY currentProcess = DRIVER_DATA.Mapping;
		while(currentProcess != NULL)
		{
			if(currentProcess->Pid == pid)
			{			
				DbgPrint("PlociesSandbox!PbRepInitializeMapping: Already initialized; skipping");
				return STATUS_SUCCESS;
			}
			currentProcess = currentProcess->Next;
		}

		currentProcess = (PPROCESSES_MAP_ENTRY)myNonPagedAlloc(sizeof(PROCESSES_MAP_ENTRY));
		currentProcess->Pid = pid;
		currentProcess->Next = DRIVER_DATA.Mapping;
		currentProcess->Prev = NULL;
		if(DRIVER_DATA.Mapping != NULL) DRIVER_DATA.Mapping->Prev = currentProcess;
		DRIVER_DATA.Mapping = currentProcess;

		for(int i=0; i < Redirections->PairsCount; i++)
		{
			// Copying a pair of pathes From->To to internal mapping structure
			int FromLen = wcslen(&Redirections->Data[Redirections->Positions[i].From]);
			int ToLen   = wcslen(&Redirections->Data[Redirections->Positions[i].To]);
			PMAPPING_ENTRY mappingEntry = (PMAPPING_ENTRY)myAlloc(NonPagedPool, sizeof(MAPPING_ENTRY));

			mappingEntry->OldName.Buffer = (WCHAR*)myAlloc(NonPagedPool, (FromLen + 1) * sizeof(WCHAR));
			wcscpy(mappingEntry->OldName.Buffer, &Redirections->Data[Redirections->Positions[i].From]);
			mappingEntry->OldName.Length = mappingEntry->OldName.MaximumLength = wcslen(mappingEntry->OldName.Buffer) * sizeof(WCHAR);

			mappingEntry->NewName.Buffer = (WCHAR*)myAlloc(NonPagedPool, (ToLen + 1) * sizeof(WCHAR));
			wcscpy(mappingEntry->NewName.Buffer, &Redirections->Data[Redirections->Positions[i].To]);
			mappingEntry->NewName.Length = mappingEntry->NewName.MaximumLength = wcslen(mappingEntry->NewName.Buffer) * sizeof(WCHAR);

			if(current == NULL)
			{
				current = mappingEntry;
				currentProcess->entries = current;
			} else {
				current->Next = mappingEntry;
				current = mappingEntry;
			}

			current->Next = NULL;
		}

	} __finally {

		FltReleasePushLock( &DRIVER_DATA.Sync );

	}
	DbgPrint("PlociesSandbox!PbRepInitializeMapping: done\n");

	return status;
}


И, последнее, функция поиска правила редиректа. Если правило найдено, возвращает STATUS_SUCCESS и видоизмененный путь:
bool PbIsFolder(PUNICODE_STRING path)
{
	return path->Buffer[path->Length/2 - 1] == L'\\';
}

NTSTATUS PbLookupRedirection(__in PUNICODE_STRING FilePath, __out PUNICODE_STRING *FileFound)
{
	// Possible redirections:
	// Full change:    \Device\HarddiskVolume2\InternalPath\Path\To\Some\File.Ext -> \Device\.\Temporary\File.ext
	// Partial change: \Device\HarddiskVolume2\InternalPath\ -> \Device\HarddiskVolume2\Temporary\
	//   in this case all pathes, starts with ..\InternalPath should be changed. For ex.:
	//     \Device\HarddiskVolume2\InternalPath\Some\Path\To\File.Ext -> \Device\HarddiskVolume2\Temporary\Some\Path\To\File.Ext
	ULONG Pid = HandleToULong(PsGetCurrentProcessId());
	FltAcquirePushLockShared( &DRIVER_DATA.Sync );
	__try 
	{
		PPROCESSES_MAP_ENTRY currentProcess = DRIVER_DATA.Mapping;
		while(currentProcess != NULL)
		{
			if(currentProcess->Pid == Pid)
			{
				PMAPPING_ENTRY current = currentProcess->entries;
				while(current != NULL)
				{
					if(PbIsFolder(¤t->OldName))
					{
						// Folders prefixes are identical, please note that all lengthes are double-sized
						if(wcsncmp(current->OldName.Buffer, FilePath->Buffer, current->OldName.Length / 2) == NULL)
						{
							int newlength = (FilePath->Length - current->OldName.Length) + current->NewName.Length;
							PUNICODE_STRING ret = PbAllocUnicodeString(newlength + 2);
							RtlCopyUnicodeString(ret, ¤t->NewName);
							RtlCopyMemory( Add2Ptr(ret->Buffer, ret->Length),
										   Add2Ptr(FilePath->Buffer, current->OldName.Length),
										   (FilePath->Length - current->OldName.Length) + 2); 
							ret->Length = wcslen(ret->Buffer) * 2;
							*FileFound = ret;
							return STATUS_SUCCESS;
						}
					} else {
						if(wcscmp(current->OldName.Buffer, FilePath->Buffer) == NULL)
						{
							PUNICODE_STRING ret = PbAllocUnicodeString(current->NewName.Length + 2);
							RtlCopyUnicodeString(ret, ¤t->NewName);
							*FileFound = ret;
							return STATUS_SUCCESS;
						}
					}
					current = current->Next;
				}
			}
			currentProcess = currentProcess->Next;
		}
		return STATUS_NOT_FOUND;
	} __finally 
	{
		FltReleasePushLock( &DRIVER_DATA.Sync );
	}
}




Выводы по разработке драйвера



У нас есть драйвер, который оповещает внешний сервис о создании новых процессов в операционной системе. Сервис получая информацию о процессе принимает решение о том, включать на нем мониторинг или нет. Если да, передает также список правил редиректов на файловой системе.


Написание сервиса Windows


Опять же, я не буду вдаваться в особые подробности. Это обычный сервис. Единственная особенность заключается в том что он должен ожидать от драйвера команд и отвечать на них. Ожидать мы будем при помощи IoCompletionPort. Этот механизм требует (в общем понятно для чего), чтобы на ожидании завершения ввода/вывода по порту висело несколько потоков. Когда придут данные, одна из задач просыпается и может эти данные обработать. Мы в этой задаче будем отсылать список редиректов.

Код может быть немного нечистый, ну да ладно. Главное делает что надо:
  • FilterConnectCommunicationPort соединяет нас с драйвером
  • CreateIoCompletionPort создает i/o completion port, все ссылки, где о нем почитать есть в коде
  • MessagingManagerThread — класс, управляющий потоком обработки сообщений от драйвера
  • Остановка (Stop) посылает всем потокам команду завершения через io completion port, иначе все будет висеть


	public unsafe class MessagingManager
	{
		private const string FilterCommunicationPortName = "\\PoliciesInjectorCom0";
		private IntPtr m_filterPortHandle;
        private IntPtr m_ioCompletionPortHandle;
        private IntPtr[] m_buffers;
        private MessagingManagerThread[] m_threads;
        private CancellationTokenSource m_cancellationToken;
        
		public unsafe MessagingManager(Dictionary<string,string> redirections)
		{
			uint hr = WinApi.FilterConnectCommunicationPort(FilterCommunicationPortName, 0, IntPtr.Zero, 0, IntPtr.Zero, out m_filterPortHandle);
			if(hr != 0x0)
			{
				throw WinApi.CreateWin32Exception(String.Format("Cannot connect to driver via '{0}' port", FilterCommunicationPortName));
			}
			Console.WriteLine("Connected to {0}", FilterCommunicationPortName);
			
			// For more info, ENG: http://msdn.microsoft.com/en-us/library/windows/desktop/aa365198(v=vs.85).aspx
			// For more info, RUS: http://www.rsdn.ru/article/baseserv/threadpool.xml
			
 			int threadsCount = Environment.ProcessorCount * 2;
			m_ioCompletionPortHandle = WinApi.CreateIoCompletionPort(m_filterPortHandle, IntPtr.Zero, IntPtr.Zero, threadsCount);
			if(m_ioCompletionPortHandle == IntPtr.Zero)
			{
				throw WinApi.CreateWin32Exception("Cannot create I/O Completeon port");
			}
			
			// Make thread for each processor and threads cancellation token
			m_threads = new MessagingManagerThread[threadsCount];
            m_buffers = new IntPtr[threadsCount];
			m_cancellationToken = new CancellationTokenSource();
			Console.WriteLine("Number of threads to monitor: {0}", threadsCount);
				
			for(int i=0; i<m_threads.Length; i++)
			{
				m_threads[i] = new MessagingManagerThread(m_ioCompletionPortHandle, m_cancellationToken.Token, m_filterPortHandle, redirections);
				unsafe
                {
                    m_buffers[i] = Marshal.AllocHGlobal( sizeof(F2U.IncomingMessagePacket) );
                    WinApi.RtlZeroMemory( m_buffers[i], sizeof(F2U.IncomingMessagePacket) );
                    var buffer = (F2U.IncomingMessagePacket *) m_buffers[i];

					//  Make street magic (see DDK Examples->mini filters->scanner)
                    hr = WinApi.FilterGetMessage( m_filterPortHandle, out buffer->Header, Marshal.SizeOf(typeof(F2U.IncomingMessagePacket)),
                                                    ref buffer->Overlapped );

                    if ( hr != WinApi.HRESULT_FROM_WIN32( WinApi.ERROR_IO_PENDING ) )
                    {
                    	throw WinApi.CreateWin32Exception( String.Format("Cannot get filter message. 0x{0:X}", hr ));
                    }
                }
			}
		}
		
		public unsafe bool Stop()
		{
			bool successfull = true;
			m_cancellationToken.Cancel();

			Console.WriteLine("Starting to cancel I/O.");
            if (!WinApi.CancelIoEx(m_filterPortHandle, IntPtr.Zero))
            {
            	var errstr = String.Format("Cannot cancel I/O operations (0x{0:X}).", Marshal.GetLastWin32Error());
            	Console.WriteLine(errstr);
            	successfull = false;
            	//	throw WinApi.CreateWin32Exception(errstr);
            }
			
			foreach(var thread in m_threads.AsEnumerable())
			{
				var overlapped = new F2U.IncomingMessagePacket();
				IntPtr *completionKey;
				overlapped.Message.Command = Command.CancelIOCompletionPort;
				WinApi.PostQueuedCompletionStatus(m_ioCompletionPortHandle, (uint)sizeof(F2U.IncomingMessagePacket), out completionKey, (NativeOverlapped *) &overlapped);				
			}
			
			foreach(var thread in m_threads.AsEnumerable())
			{
				if(!thread.WaitHandle.WaitOne(2000))
				{
					Console.WriteLine("Failed while waiting for thread {0} is stopped", thread.ThreadId);
					successfull = false;
					// TODO: kill thread and report confusing bug
				}
			}
			
			return successfull;
		}
	}


И, наконец, класс обслуживания потока:
	public class MessagingManagerThread
	{
		private ManualResetEvent  m_resetEvent;
		private IntPtr            m_ioCompletionPortHandle;
		private IntPtr            m_filterPortHandle;
		private CancellationToken m_cancelToken;
		private Thread            m_thread;
		private Int32             m_threadId;
		private Dictionary<string,string> m_redirections;

		private const int timeoutCompletionStatus = 5000;
		
		/// <summary>
		/// Builds MessagingManagerThread object
		/// </summary>
		/// <param name="handle">I/O Completion Port Handle (Win32)</param>
		public MessagingManagerThread(IntPtr ioCompletionPortHandle, CancellationToken token, IntPtr filterPortHandle, Dictionary<string,string> redirections)
		{
			m_ioCompletionPortHandle = ioCompletionPortHandle;
			m_filterPortHandle = filterPortHandle;
			m_cancelToken = token;
			m_redirections = redirections;
			m_resetEvent = new ManualResetEvent(false);
			m_thread = new Thread( Start );
			m_thread.Start();
		}
		
		public WaitHandle WaitHandle 
		{
			get { return m_resetEvent; }
		}
		
		public Int32 ThreadId
		{
			get { return m_threadId; }
		}

		public unsafe void Start()
		{
			try 
			{
				// Get current thread id (unmanaged)
				m_threadId = WinApi.GetCurrentThreadId();
				Console.WriteLine("Monitoring thread {0} is started", m_threadId);
				// Messages processing queue
				while(true)
				{
					// If cancellation requested, we should to leave thread
					if(m_cancelToken.IsCancellationRequested)
					{
						Console.WriteLine("Cancellation on thread {0} is requested", m_threadId);
						return;
					}
					
					// Otherwise, we should read completion port 
					uint numberOfBytesTransferred;
					UIntPtr lpCompletionKey;
					NativeOverlapped* lpOverlapped;
					
					Console.WriteLine("Starting waiting for message at {0}... ", m_threadId);
					if(!WinApi.GetQueuedCompletionStatus(m_ioCompletionPortHandle, out numberOfBytesTransferred, out lpCompletionKey, out lpOverlapped, -1))
					{
						// Something wrong happend
						var error = Marshal.GetLastWin32Error();
						if(error == WinApi.ERROR_OPERATION_ABORTED)
						{
							return;	
						}
						if(error == WinApi.WAIT_TIMEOUT) 
						{
							Console.WriteLine("Time out {0}", m_threadId);
							continue;
						}
						Console.WriteLine("WinApi.GetQueuedCompletionStatus returns error code: {0:X}", error);
						throw WinApi.CreateWin32Exception("GetQueuedCompletionStatus", (uint)error);
					}
					
					Console.WriteLine("GetQueuedCompletionStatus finished successfully, Message is recieved");
					
					// Message recieved
					var request = (F2U.IncomingMessagePacket *)lpOverlapped;
					if(request->Message.Command == Command.ProcessAttached)
					{
						Run_ProcessAttached(request);
					} else 
					if(request->Message.Command == Command.CancelIOCompletionPort)
					{
						Console.WriteLine("Thread destroying requested");					
					}
					
                    // Queue a new request completion.
                    WinApi.RtlZeroMemory( (IntPtr) request, Marshal.SizeOf(request->GetType()));
                    uint hr = WinApi.FilterGetMessage( m_filterPortHandle, out request->Header, Marshal.SizeOf(request->GetType()),
                                                    ref request->Overlapped );

                    if (hr != WinApi.HRESULT_FROM_WIN32(WinApi.ERROR_IO_PENDING))
                    {
                        throw WinApi.CreateWin32Exception( "Cannot get filter message", hr );
                    }				
				}
			} finally 
			{
				// Send signal to owner
				m_resetEvent.Set();
			}
		}
		
		private unsafe void Run_ProcessAttached(F2U.IncomingMessagePacket *data)
		{
			var pid = ((F2U.ProcessAttached *)data->Message.Data)->ProcessId;
			Console.WriteLine("Incoming request for PID = {0}", pid);
			
			var reply = new IncomingMessagePacketReply();
			reply.Header.NtStatus = 0;
			reply.Header.MessageId = data->Header.MessageId;
			reply.Message.Command = Command.ProcessAttached;
			int size= Message.MAX_DATA_SIZE;
			
			var pAttachedReply = ((ProcessAttachedReply *)(&reply.Message.Data[0]));
			pAttachedReply->NeedToMonitor=1;
			Process process = null;
			try {
				process = Process.GetProcessById(pid);
				Console.WriteLine("Retrieved name by pid: {0}; Managed: ???", process.ProcessName);
			} catch(ArgumentException ex)
			{
				pAttachedReply->NeedToMonitor=0;
			}
			
			if(!process.ProcessName.Contains("testredir"))
				pAttachedReply->NeedToMonitor = 0;
			
			if(pAttachedReply->NeedToMonitor==1)
			{
				int pos = 0, index = 0;
				Console.WriteLine("Redirections registered: {0}", m_redirections.Count);
				foreach(var redirection in m_redirections )
				{
					Console.WriteLine(" -- Trying to add redirection: \n    {0}\n    {1}", redirection.Key, redirection.Value);
					unchecked {
						((ProcessAttachedReply_Positions *)&pAttachedReply->Positions[index])->From = (ushort)pos;
						AppendStringToArray(&pAttachedReply->Data, redirection.Key, ref pos);
						((ProcessAttachedReply_Positions *)&pAttachedReply->Positions[index])->To = (ushort)pos;
						AppendStringToArray(&pAttachedReply->Data, redirection.Value, ref pos);
						index++;
					}
				}
				pAttachedReply->PairsCount = (ushort)m_redirections.Count;
			}
			uint status = WinApi.FilterReplyMessage(m_filterPortHandle, ref reply.Header, (int)size);
			
			Console.WriteLine("Making reply: Command = ProcessAttached, NeedToMonitor = True, Size = {0}, ReplyStat=0x{1:X}", size, status);
		}
		
		private unsafe void AppendStringToArray(ushort *arr, string str, ref int position)
		{
			foreach(var ch in str)
			{
				arr[position] = ch;
				position++;
			}
			arr[position]=0;
			position++;
		}
	}


Настройка происходит следующим не хитрым образом:
  var redir = new RedirectionsManager();
  redir.Add(typeof(Environment).Assembly.GetName(), "\\temp\\GAC32\\mscorlib.dll");

Это значит что любое обращение к сборке mscorlib.dll в GAC приведет к редиректу в папку «C:\temp\GAC32\mscorlib.dll» для 32-х разрядной системы. Для 64-х разрядной проделайте тоже самое, но для другой папки.


Модифицируем mscorlib.dll


Для модификации mscorlib можно воспользоваться .Net Reflector + Reflexil, старыми freeware версиями.
В них я заменил System.Environment.get_Version() так, чтобы номер версии был «5.0.40930.0»


Проверка результатов


Для тестирования создадим .Net Framework 4.0 приложение и назовем его testredir, поскольку наш драйвер ожидает именно такое имя процесса.

Текст приложения прост до невозможности

using System;

namespace testredir 
{
    public static class testredir
    {
		public static void Main(string[] args)
		{
			Console.WriteLine("Ver: {0}!", System.Environment.Version);			
			Console.Write("Press any key to continue . . . ");
			Console.ReadKey(true);
		}
    } 
}


Вывод программы:
Ver: 5.0.40930.0!


Заметка:
Изменять код системных библиотек необходимо аккуратно. Например, наш пример валит часть программного обеспечения, поскольку оно проверяет номер версии, на которой запускается. Хорошим примером может послужить создание логгера внутренних событий, чем я сейчас и занимаюсь

Источники:
Автор: @sidristij
Luxoft
рейтинг 106,33

Комментарии (15)

  • +3
    До завтрашнего дня обещаюсь выложить код на пробу =)
    • 0
      а не появились ли где сорцы на гитхабе?
  • 0
    На самом деле целей для этого может быть огромное множество.

    А можно несколько примеров? Ну кроме
    пример валит часть программного обеспечения, поскольку оно проверяет номер версии, на которой запускается.

    хочется понять какие еще плюсы…
    • +7
      Пример… Например, встраивание в некий софт, который не предоставляет логов для какого-то функционала, но их снять по какой-то причине надо.

      Или надо пропатчить сборку так чтобы та в GAC попала, а ключа для подписи новой сборки нету =)

      Как и прошлая моя статья, эта — результат внезапного решения копать и изучать, потому области применения — скорее следствие а не причина =)
  • 0
    Как по мне, так эта статья более практична, чем предыдушая (первое применение, что напрашивается — реверс инжиниринг).
    Но на вторую за день статью, лично моя реакция — похоже у человека появилась уйма свободного времени.

    Без обид, но была бы она третья — вспомнил бы пословицу про кота.
    • +4
      Эти статьи — результат просиживания дома по вечерам в отдалчике, иногда до часу ночи, а в выходные и до трех в течении (суммарно) месяцев 3-4-х. А вообще — часто времени вообще не хватало и были пробелы в несколько месяцев. Так что началось все года два назад, и только недавно все довел до ума. Сами статьи написались тоже не сразу =)
      • 0
        Ну вот, а я уже обзавидоваться успел )
      • +6
        Судя по вашему профилю, для 10-летнего, вы весьма смышленый малый :)
        • 0
          Жаль, что не правда.
      • 0
        Вспоминаю свою собственную молодость. Правда все уже прошло
  • 0
    В Windows 7 и выше ужесточили проверку подписи драйверов, поэтому писать их можно для внутреннего пользования. А хотелось бы, чтобы драйвера можно было применить и в проектах, которые пишутся не только для себя.
  • 0
    Такой трюк — просто кладезь для библиотеки прототипирования, используемой в unit тестировании. Тот же TypeMock может успешно подменять только несколько классов из mscorlib (DateTime, File и FileStream), а тут потенциал вообще безграничный. Если довести до ума, может получится продукт, не имеющий аналогов. С библиотекой, которая умеет заменять заглушками любой системный вызов, можно будет писать такие тесты, о которых сейчас можно только мечтать. Автор, советую не бросать наработки и продолжать в этом направлении.
  • 0
    Потому что мы не сможем ее подписать, у нас нет закрытого ключа.

    Есть стандартный способ правки чужих сборок. Достаточно пересобрать сборку со старым public key (через delay signing) и отключить для нее strong name verification (запуком sn -Vr *,publickey).
  • 0
    Для логирования еще можно использовать Profiling API msdn.microsoft.com/en-us/library/bb384493(v=vs.110).aspx

    Но вот изменять поведение приложения с его помощью уже не получится.
  • 0
    Можно править сборки и на лету, не пересобирая. Подобная техника лежит в основе нашего продукта КриптоПро .NET. Основная трудность в последнее время — поиск нужных мест в рантайме .NET, очень уж часто меняются компиляторы.

Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

Самое читаемое Разработка