Windows 核心编程研究系列之一

-改 变 进 程 PTE 属性-

 

 

         这是我研究windows 核心编程的第一篇正式文章，之所以叫核心编程而不叫内核编程，是我觉得从字面上来看核心(core)比内核(kernel)更靠近windows中心，当然只是偶本人的看法的拉。

         我们知道在 win NT 中，系统把每个进程的虚拟4G空间分为两大部份，低2G归用户所有，高2G归系统所有。用户不得访问系统的空间，连读都不行，更别说写了！低2G的用户空间也并不是都能写入的。现在我要说一个特殊的区域：在每个进程虚拟地址 0x7ffe0000 开始的一段空间称为 USER_SHARED 区域，他和虚拟地址空间0xffdf0000指向同一物理地址空间，这片区域的长度为 0x2d8。所以不同进程的这一虚拟地址空间被映射到同一个物理地址空间，如果可以写入该区域就可以实现系统中所有进程共享数据的目的，注意是所有进程！但可惜的是虽然0x7ffe0000在低2G的空间，归用户所有，但它只能读不能写，写他的后果如图1所示。

                                                   

                                                     图1

 

很不爽哦!我前不久在网上看到一篇可以读写物理内存的文章，其实现的思想是：

 

1 通过系统特权API取得 System Object PhysicalMemory 的写权限；

2 通过分析 MmGetPhysicalAddress 写出其在 ring3 下的伪代码，从而得到任意虚拟地址映射的实际物理地址

3 写入物理地址

 

我用汇编重写后好像不能实现其目的，编译运行原来VC++代码也不成功。但据作者说他可以运行成功。因为这篇文章写得较早，我怀疑是 windows 在后来的PACK中关闭了这个通道。但只是猜测，也不排除还有我未考虑到的因素，希望搞成功过的朋友谈谈具体的过程。

         我实现的是另一种方法，其主要思想是:

 

1 找到该虚拟地址在进程页表中的位置；

2 将对应页表项第2位改为1

每个进程的页表被映射到其虚拟地址空间的 0xc0000000 – 0xc003fffff 空间中。经过简单的计算后得到其页表项位置为:

0xc0000000 + 0x1FFF80 = 0xC01FFF80 察看其内容如图2所示，其最低3位决定了它存在，属于用户区域，但是只读不能写入！

                                      

                                        图2

 

我们下面要做的也非常简单，就是打开其写入标志，使其可写。

就是将 0x25 改为 0x27 。关键代码如下:

 

mov   ebx,0c01fff80h

     mov   edx,[ebx]

     mov   al,27h

     mov   byte ptr [ebx],al

     mov   eax,cr3

     mov   cr3,eax

 

通过一个 kernel driver 注入，修改成功。下面就是在ring3中修改 0x7ffe0080的内容，以下是代码:

 

mov   ebx,7ffe0080h

     mov   eax,12345678h

     mov   dword ptr [ebx],eax

 

执行结果可以用任意ring3调试器来证实，就是在调试任意程序时察看其进程地址0x7ffe0080都会发现其值被改为 0x12345678。图3是验证情况。

                                                       

 

图3

 

到这里貌似可以告一段落了，但是还有更值得挖掘的东西，那就是在ring3种直接改写高2GB的系统内核区域，下面马上将给出的是就是关于改写0x80000000 – 0xffffffff 内核区域的方法，敬请期待。

OK,让我们进入这一部分，其实有了上面的基础，这个就变得轻而易举了。但是要注意的是：

 

1 要改写的 0x80000000 – 0xffffffff 区域属于内核，可能

 

搞不要就要ODBS;

 

2 要修改的不单单是 PTE 还有页目录表项

 

 

现在我们选择写入的位置，上面说过的 0xffdf0000 ~ 0xffdf02d8 是个不错的选择，因为除了开头一段***别碰以外，后面都是“***”区域，写入因该没什么问题。我们首先

图4

 

要确定修改的页目录项的位置，它可以通过 0xc03000000 + 0xffc 算出等于 0xc0300ffc,如图4，将63改为67。然后再找到

 

页表项的位置，通过 0xc0000000 + 0x3FF7C0 = 0xC03FF7C0，同样的要将63改为67，关键代码为:

 

 

mov   ebx,0C0300FFCh

 

     mov   edx,[ebx]

 

     mov   al,67h

 

     mov   byte ptr [ebx],al

 

     mov   eax,cr3

 

     mov   cr3,eax

 

     mov   ebx,0C03FF7C0h

 

     mov   edx,[ebx]

 

     mov   al,67h

 

     mov   byte ptr [ebx],al

 

     mov   edx,[ebx]

 

     mov   eax,cr3

 

     mov   cr3,eax

 

    

 

That’s All Right !!!，让我们看下实际的效果，如图5所示。

图5

 

 

至此我们已经成功地在ring3中修改了用户区只读区域，和位于内核的“不可见”区域。呵呵，西游记至此终~真的终么？当然只是joke了，呵呵。