API Hooking - '스텔스' 프로세스 (4)

Global API Hooking 개념과 구현 방법에 대해서 알아보도록 하겠습니다.

<Fig - Global API Hooking>

본 내용은 이전 포스트에서 이어지는 내용입니다.

☞ API Hooking – ‘스텔스’ 프로세스 (3)

* 참고!
모든 소스 코드는 MS Visual C++ 2008 Express Edition 으로 개발 되었으며, Windows XP SP3 & Windows 7 환경에서 테스트 되었습니다.



Global API Hooking

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Global API Hooking 이란 1) 현재 실행중인 모든 프로세스와 2) 앞으로 실행될 모든 프로세스에 대해서 API Hooking 을 시키는 것입니다.

지난번에 설명한 예제 프로그램(HideProc.exe, stealth.dll)은 global hooking 이 아닙니다. 위에서 설명한 2) 번 조건이 만족되지 않기 때문입니다.

HideProc.exe 를 실행 하여 notepad.exe 프로세스를 은폐시켜도 이후에 Process Explorer (혹은 task manager) 를 실행시키면 이들 프로세스에서는 notepad.exe 프로세스를 볼 수 있습니다.

그 이유는 HideProc.exe 실행 이후에 생성된 프로세스들에게는 stealth.dll 파일이 (자동으로) 인젝션 되지 않기 때문입니다.

아래 링크를 참조하여 직접 실습해 보세요.

☞ API Hooking – ‘스텔스’ 프로세스 (2)

이러한 문제를 해결하기 위한 다양한 방법이 있을 수 있습니다.
그 중에서 또 다른 API 를 Hooking 하여 Global API Hooking 을 구현하는 방법에 대해서 설명 드리겠습니다.

 

Kernel32!CreateProcess() API

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새로운 프로세스가 생성되려면 kernel32!CreateProcess() API 를 사용해야 합니다. WinExec(), ShellExecute(), system() 등의 API 도 내부적으로는 CreateProcess() 를 호출합니다.

BOOL WINAPI CreateProcess(
  __in_opt     LPCTSTR lpApplicationName,
  __inout_opt  LPTSTR lpCommandLine,
  __in_opt     LPSECURITY_ATTRIBUTES lpProcessAttributes,
  __in_opt     LPSECURITY_ATTRIBUTES lpThreadAttributes,
  __in         BOOL bInheritHandles,
  __in         DWORD dwCreationFlags,
  __in_opt     LPVOID lpEnvironment,
  __in_opt     LPCTSTR lpCurrentDirectory,
  __in         LPSTARTUPINFO lpStartupInfo,
  __out        LPPROCESS_INFORMATION lpProcessInformation
);

* 출처 : http://msdn.microsoft.com/en-us/library/ms682425(VS.85).aspx

따라서 현재 실행중인 모든 프로세스에 stealth.dll 을 인젝션 하고, stealth.dll 에서 CreateProcess() API 를 후킹하면 이후 실행되는 프로세스에게도 자동으로 stealth.dll 을 인젝션 시키도록 만들 수 있습니다.

다시 설명 드리면 모든 프로세스는 부모 프로세스에서 (CreateProcess() 를 이용하여) 생성시켜주기 때문에 부모 프로세스의 CreateProcess() API 를 후킹하여 자식 프로세스에게 stealth.dll 을 인젝션 하도록 만들면 됩니다. (보통 부모 프로세스는 explorer.exe 가 될 것입니다.)

어떤가요? 좋은 아이디어 이지요?
이와 같이 Global API Hooking 의 개념은 어렵지 않습니다.

하지만 CreateProcess() API 를 후킹하면 아래와 같이 고려해야 할 사항들이 있습니다.

1) CreateProcess() API 를 후킹할 때는 kernel32!CreateProcessA(), kernel32!CreateProcessW() 두 개의 API 를 각각 후킹해야 합니다. (ASCII 버전과 UniCode 버전)

2) CreateProcessA(), CreateProcessW() 는 각각 내부적으로 CreateProcessInternalA(), CreateProcessInternalW() 를 호출합니다. 실제 MS 제품들 중에서 일부는 CreateProcessInternalA/W 를 직접 호출하기도 하지요. 따라서 좀 더 정확히 Global API Hooking 을 구현하기 위해서는 이 두 함수를 더 후킹해줘야 합니다.

3) 후킹 함수(NewCreateProcess) 는 원본 함수(CreateProcess) 를 호출 한 후 생성된 자식 프로세스에 대해서 API 를 후킹 해야 합니다. 따라서 아주 짧은 시간동안 자식 프로세스가 후킹 되지 않은 채로 실행될 수 있습니다.

많은 리버싱 선배님들에 의하여 kernel32!CreateProcess() 보다 더 후킹하기 좋은 함수가 발견 되었습니다.
바로 ntdll!ZwResumeThread() API 입니다.

NtResumeThread(
    IN    HANDLE    ThreadHandle,
    OUT   PULONG    SuspendCount OPTIONAL
);

* 유저 모드에서는 NtXXX 계열과 ZwXXX 계열은 동일합니다.

* 출처 : http://undocumented.ntinternals.net/UserMode/Undocumented%20Functions/NT%20Objects/Thread/NtResumeThread.html

ZwResumeThread() 는 프로세스가 생성 된 후 메인 스레드 실행 직전에 호출되는 함수입니다. 따라서 이 함수 하나만 후킹하면 자식 프로세스의 코드가 하나도 실행되지 않은 상태에서 API 를 후킹시킬 수 있습니다.

단점은 ZwResumeThread() 는 undocumented API 라서 언제 바뀔지 알 수 없으며, 그만큼 안정성을 보장 할 수 없습니다. 따라서 ZwResumeThread() 같은 undocumented API 를 후킹 할 때는 OS 가 패치되면서 변경될 수 있다는 것을 항상 염두에 두어야 합니다. 하위 버전에서는 잘 되던 후킹이 최신 버전에서는 갑자기 안 되는 일이 많기 때문입니다.



실습

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HideProc2.exe

stealth2.dll

* 참고
위 stealth2.dll 는 CreateProcess 후킹 버전입니다.
ZwResumeThread 후킹 버전을 원하시는 분께서는 따로 요청해 주시면 보내드리겠습니다.

실습을 간단히 하기 위해서 은폐 프로세스를 notepad.exe 로 고정하였습니다. 참고하시기 바랍니다.

#1. stealth2.dll 파일 -> %SYSTEM% 폴더에 복사

<Fig. 1>

실행 중인 모든 프로세스에 stealth2.dll 파일을 인젝션 시킬 예정입니다. 따라서 모든 프로세스에서 공통적으로 인식할 수 있는 path 인 %SYSTEM% 폴더에 stealth2.dll 파일을 복사합니다.

#2. HideProc2.exe –hide 실행

<Fig. 2>

기존 HideProc.exe 와 비교해서 실행 파라미터가 변경되었습니다. 은폐 프로세스 이름이notepad.exe 로 하드코딩 되어있습니다.

HideProc2.exe 를 –hide 옵션으로 실행시키면 이제부터 글로벌 후킹이 시작됩니다.

#3. ProcExp.exe & notepad.exe 실행

Process Explorer(혹은 작업관리자) 와 notepad 를 여러 개 실행 해 주세요.

 

<Fig. 3>

위 그림을 보시면 ProcExp.exe 와 notepad.exe 프로세스가 각각 2개씩 실행되고 있습니다.
하지만 ProcExp.exe 에서는 notepad.exe 프로세스가 은폐되어 있습니다.

추가로 ProcExp.exe 를 몇 개 더 실행해 보시기 바랍니다. 마찬가지로 새로 생성된 ProcExp.exe 프로세스에서도 notepad.exe 프로세스가 은폐되어서 보이지 않을 것입니다.

이것이 바로 Global API Hooking 의 효과입니다.

#4. HideProc2.exe –show 실행

Global API Hooking 을 해제 합니다.

 

<Fig. 4>

이제 Process Explorer(혹은 작업관리자) 에서 notepad.exe 프로세스가 보일 것입니다.



소스 코드

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# HideProc2.cpp

HideProc2.cpp

HideProc2.cpp 는 기존 HideProc.cpp 에서 실행 파라미터를 줄인 것뿐이므로, 기존 설명을 참고하시면 되겠습니다.

☞ API Hooking – ‘스텔스’ 프로세스 (3)

# stealth2.cpp

stealth2.cpp

stealth2.cpp 는 기존 stealth.cpp 에서 은폐 프로세스 이름을 "notepad.exe" 로 하드 코딩 하였고, global hooking 을 위해서 CreateProcessA() API 와 CreateProcessW() API 를 후킹 하는 코드가 추가 되었습니다.

DllMain()

BOOL WINAPI DllMain(HINSTANCE hinstDLL, DWORD fdwReason, LPVOID lpvReserved)
{
    char            szCurProc[MAX_PATH] = {0,};
    char            *p = NULL;

    // HideProc2.exe 프로세스에는 인젝션 되지 않도록 예외처리
    GetModuleFileName(NULL, szCurProc, MAX_PATH);
    p = strrchr(szCurProc, '\\');
    if( (p != NULL) && !_stricmp(p+1, "HideProc2.exe") )
        return TRUE;

    // change privilege
    SetPrivilege(SE_DEBUG_NAME, TRUE);

    switch( fdwReason )
    {
        case DLL_PROCESS_ATTACH :
            // hook
            hook_by_code("kernel32.dll", "CreateProcessA",
                         (PROC)NewCreateProcessA, g_pOrgCPA);
            hook_by_code("kernel32.dll", "CreateProcessW",
                         (PROC)NewCreateProcessW, g_pOrgCPW);
            hook_by_code("ntdll.dll", "ZwQuerySystemInformation",
                         (PROC)NewZwQuerySystemInformation, g_pOrgZwQSI);
            break;

        case DLL_PROCESS_DETACH :
            // unhook
            unhook_by_code("kernel32.dll", "CreateProcessA",
                           g_pOrgCPA);
            unhook_by_code("kernel32.dll", "CreateProcessW",
                           g_pOrgCPW);
            unhook_by_code("ntdll.dll", "ZwQuerySystemInformation",
                           g_pOrgZwQSI);
            break;
    }

    return TRUE;
}

위 DllMain() 함수를 보시면 CreateProcessA, CreateProcessW 를 후킹하는 코드가 추가되었습니다.

NewCreateProcessA()

CreateProcessA() API 의 후킹 함수인 NewCreateProcessA() 코드를 살펴 보겠습니다. (NewCreateProcessW() 코드도 거의 동일합니다.)

BOOL WINAPI NewCreateProcessA(
    LPCTSTR lpApplicationName,
    LPTSTR lpCommandLine,
    LPSECURITY_ATTRIBUTES lpProcessAttributes,
    LPSECURITY_ATTRIBUTES lpThreadAttributes,
    BOOL bInheritHandles,
    DWORD dwCreationFlags,
    LPVOID lpEnvironment,
    LPCTSTR lpCurrentDirectory,
    LPSTARTUPINFO lpStartupInfo,
    LPPROCESS_INFORMATION lpProcessInformation
)
{
    BOOL bRet;
    FARPROC pFunc;

    // unhook
    unhook_by_code("kernel32.dll", "CreateProcessA", g_pOrgCPA);

    // original API 호출
    pFunc = GetProcAddress(GetModuleHandle("kernel32.dll"), "CreateProcessA");
    bRet = ((PFCREATEPROCESSA)pFunc)(lpApplicationName,
                                     lpCommandLine,
                                     lpProcessAttributes,
                                     lpThreadAttributes,
                                     bInheritHandles,
                                     dwCreationFlags,
                                     lpEnvironment,
                                     lpCurrentDirectory,
                                     lpStartupInfo,
                                     lpProcessInformation);

    // 생성된 자식 프로세스에 stealth2.dll 을 인젝션 시킴
    if( bRet )
        InjectDll2(lpProcessInformation->hProcess, STR_MODULE_NAME);

    // hook
    hook_by_code("kernel32.dll", "CreateProcessA",
                 (PROC)NewCreateProcessA, g_pOrgCPA);

    return bRet;
}

코드는 매우 단순합니다.
일단 후킹을 풀고 원본 함수를 실행해서 생성된 자식 프로세스에 stealth2.dll 을 인젝션 시킵니다.
그 후 다음 실행을 위해서 다시 후킹해 줍니다.

제 글을 꾸준히 읽어오셨다면 쉽게 이해하실 수 있으실 겁니다.

한가지 눈여겨 볼 사항은 인젝션 함수인 InjectDll2() 입니다.
기존 InjectDll() 함수는 프로세스 ID (PID) 를 이용하여 프로세스 핸들을 얻어 인젝션 시키는 방법이었습니다. (OpenProcess() API 이용)

하지만 위의 경우는 CreateProcessA() API 를 호출하면서 자연스럽게 자식 프로세스의 핸들(lpProcessInformaiton->hProcess)을 얻을 수 있습니다. 이 내용도 같이 참고하시면 좋을 것 같습니다.

+---+

지금까지 Global API Hooking 에 대해서 알아보았습니다.

시스템 전체 프로세스에 대해서 후킹을 하는 기술이기 때문에 예상치 못한 에러가 발생할 수 있습니다. 따라서 사전에 꼼꼼한 테스트가 필요합니다. 그리고 undocumented API 를 후킹할 때는 현재 OS 버전에서 예상대로 동작하는지 반드시 확인하셔야 합니다.

다음번에는 API Hooking 시리즈의 마지막 테마인 Code Injection 기법에 대해서 설명드리도록 하겠습니다.

많이 기대해 주세요.

ReverseCore

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