端口访问监控原理
NetRoc
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本来不打算写文章的,呵呵。既然AhnLab敢用,我当然也敢写咯,哈哈
安博士的反外挂系统最近添加了一个功能,可以检查出来按键精灵、简单游这些用增强版WinIo直接进行端口读写的程序。后来拿来看了一下,其原理就是自己前段时间实现过的那种。通过Hook int 1,设置IO断点进行监控的方法。
原理如下:
Intel兼容CPU都内置了调试功能。可以设置的断点类型包括执行断点、内存访问断点和IO断点。通过操作DrX寄存器和CR4 寄存器,可以在发生特定端口的读写操作时触发断点。AhnLab的这种检测技术就是基于CPU的这种功能。以下的介绍都基于32位处理器。
CPU调试寄存器简介:
DR0DR3寄存器:它们是32位调试地址寄存器。根据DR7中设置的不同,它们可以包含内存地址,也可以包含IO端口号。很多调试器的硬件断点也是通过这几个寄存器实现的,所以一般硬件断点只能设置4个。
DR4和DR5:这两个寄存器是被系统保留的,当CR4中的DE被设置时,访问这两个寄存器会产生非法指令错误#UD;当CR4中的DE被清空时,这两个寄存器和DR6、DR7关联,即访问它们和访问DR6、DR7一样。
DR6:调试状态寄存器。这个寄存器用于在调试事件发生时报告状态信息。要判断是哪个断点被触发,触发的原因之类的就是靠它里面的值。DR6的定义如下:
typedef struct _DR6INFO
{
unsigned B0 : 1; //B0
unsigned B1 : 1; //B1
unsigned B2 : 1; //B2
unsigned B3 : 1; //B3
unsigned Reserved1 : 9; //reserved
unsigned BD : 1; //BD
unsigned BS : 1; //BS
unsigned BT : 1; //BT
unsigned Reserved2 : 16; //Reserved
}DR6INFO, *PDR6INFO;
B0到B3用于指示哪个断点被触发。它们分别对应于DR0到DR3中的地址或端口。
BD表示触发断点的下一条指令是对调试寄存器的访问。当DR7的GD标志被设置时,对调试寄存器进行访问的指令会触发调试事件,并且DR6的BD被设置。
BS表示是由于单步执行触发的调试事件。当EFLAGS的TF标志被设置时,这种断点会被触发。
BT指示是由于任务切换触发的调试事件。当TSS中的T标志被设置时会产生这种事件。
DR7:调试控制寄存器。对断点是否启用、断点类型等的控制。设置断点需要配合DR0DR3和DR7寄存器。定义如下:
typedef struct _DR7INFO
{
unsigned L0 : 1; //L0
unsigned G0 : 1; //G0
unsigned L1 : 1; //L1
unsigned G1 : 1; //G1
unsigned L2 : 1; //L2
unsigned G2 : 1; //G2
unsigned L3 : 1; //L3
unsigned G3 : 1; //G3
unsigned LE : 1; //LE
unsigned GE : 1; //GE
unsigned Reserved1 : 3; //reserved
unsigned GD : 1; //GD
unsigned Reserved2 : 2; //reserved
unsigned RW0 : 2; //R/W0
unsigned LEN0 : 2; //LEN0
unsigned RW1 : 2; //R/W1
unsigned LEN1 : 2; //LEN1
unsigned RW2 : 2; //R/W2
unsigned LEN2 : 2; //LEN2
unsigned RW3 : 2; //R/W3
unsigned LEN3 : 2; //LEN3
}DR7INFO, *PDR7INFO;
L0到L3:设置时为当前任务启用相应的断点条件。每次任务切换时CPU都会自动清除Lx位,所以这几位只控制当前任务的断点。
G0到G3:为所有任务启用相应的断点条件。这是针对整个机器的。
LE和GE:P6 family和之后的IA32处理器都不支持这两位。当设置时,使得处理器会检测触发数据断点的精确的指令。为了兼容性,Intel建议使用精确断点时把LE和GE都设置为1。
GD:设置GD位时启用对调试寄存器的保护,这时对这些寄存器的访问都会触发调试中断。进入中断处理函数前,CPU会清掉GD位,使得中断处理函数能够访问DRx寄存器。
R/W0到R/W3:指定各个断点的触发条件。它们对应于DR0到DR3中的地址以及DR6中的4个断点条件标志。这几位的意义会受到CR4中的DE位的影响。
当DE位为1时,它们的意义如下:
00 仅在指令执行时中断
01 仅数据写入时中断
10 IO输入输出时中断
11 数据读取或写入时中断,但是不受指令预取的影响
当DE位为0时,它们的意义如下:
00 仅在指令执行时中断
01 仅数据写入时中断
10 未定义
11 数据读取或写入时中断,但是不受指令预取的影响
LEN0到LEN3:指定在调试地址寄存器DR0到DR3中指定的地址位置的大小。如果R/Wx位为0,则LENx位也必须为0,否则会产生不确定的行为。这几位的意义如下:
00 1字节长度
01 2字节长度
10 未定义
11 四字节长度
IO监控的实现
介绍了上面这些内容,那么IO监控的实现方法就很简单了,键盘IO的端口是60和64,比如要监控60端口,就可以这样进行:
Hook掉Trap01,自己接管调试中断
设置CR4的DE,以及DR7中的LE和GE。
在DR0到DR3中选一个来设置端口号,比如选择DR0设置为0x60。
设置DR7中的R/Wx和LENx位,这里应该设置RW0为10、LEN0为00
在Hook的中端函数中,检查DR6中的B0到B3,如果是B0的话,表明发生了对0x60端口的读写操作。
由于IO断点是Trap,即在事件发生后才能触发中断,所以这种方法不能阻止对端口的读写,而仅能够进行监控。判断读写的数据以及要精确的判断是读还是写需要更进一步的操作,也是有一些办法可以实现的,这里就不说完了,呵呵。
实现的关键代码
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