[原创]OBJECT_METHOD初窥
写在开头：
前些日子突然对Object Hook的兴趣大增，同时发现坛子里分析内核对象机制的文章非常少，这里就当抛砖引玉吧。期待能系统分析Windows 内核的对象机制的文章
一、 背景：Windows NT 的对象机制
Windows NT系统将各种资源以对象的方式进行组织和管理。虽然Windows NT内核使用C语言和汇编语言编写的，本身并未使用到C++中的面向对象机制。但依然通过抽象化的对象概念来对各类资源进行管理。
对象分为对象头和对象体两部分，对象头又分为标准的对象头和可选头部，后者这里不介绍。标准头部的定义如下：
typedef struct _OBJECT_HEADER {
LONG_PTR PointerCount;
union {
LONG_PTR HandleCount;
PVOID NextToFree;
};
POBJECT_TYPE Type;
UCHAR NameInfoOffset;
UCHAR HandleInfoOffset;
UCHAR QuotaInfoOffset;
UCHAR Flags;
union {
POBJECT_CREATE_INFORMATION ObjectCreateInfo;
PVOID QuotaBlockCharged;
};
PSECURITY_DESCRIPTOR SecurityDescriptor;
QUAD Body;
} OBJECT_HEADER, *POBJECT_HEADE可以看到，标准的对象头的前面部分长度是固定的，长度正好为0x18，紧随其后就是对象体，并且对象体长度不定。在_OBJECT_HEADER 结构中，POBJECT_TYPE Type是对象类型的指针。Windows已经预先定义好了基本的对象类型。例如ProcessType。（进程对象），其对象体就是EPROCESS结构体（包含KPROCESS）。内核在PsCreatProcess()中建立新进程时会同时建立一个新的对象。
下面看一下对象类型相关的OBJECT_TYPE结构体：
typedef struct _OBJECT_TYPE {
ERESOURCE Mutex;
LIST_ENTRY TypeList;
UNICODE_STRING Name; // Copy from object header for convenience
PVOID DefaultObject;
ULONG Index;
ULONG TotalNumberOfObjects;
ULONG TotalNumberOfHandles;
ULONG HighWaterNumberOfObjects;
ULONG HighWaterNumberOfHandles;
OBJECT_TYPE_INITIALIZER TypeInfo;
#ifdef POOL_TAGGING
ULONG Key;
#endif //POOL_TAGGING
ERESOURCE ObjectLocks[ OBJECT_LOCK_COUNT ];
} OBJECT_TYPE, *POBJECT_TYPE;其中包含的一个特殊结构体OBJECT_TYPE_INITIALIZER：typedef struct _OBJECT_TYPE_INITIALIZER {
USHORT Length;
BOOLEAN UseDefaultObject;
BOOLEAN CaseInsensitive;
ULONG InvalidAttributes;
GENERIC_MAPPING GenericMapping;
ULONG ValidAccessMask;
BOOLEAN SecurityRequired;
BOOLEAN MaintainHandleCount;
BOOLEAN MaintainTypeList;
POOL_TYPE PoolType;
ULONG DefaultPagedPoolCharge;
ULONG DefaultNonPagedPoolCharge;
OB_DUMP_METHOD DumpProcedure;
OB_OPEN_METHOD OpenProcedure;
OB_CLOSE_METHOD CloseProcedure;
OB_DELETE_METHOD DeleteProcedure;
OB_PARSE_METHOD ParseProcedure;
OB_SECURITY_METHOD SecurityProcedure;
OB_QUERYNAME_METHOD QueryNameProcedure;
OB_OKAYTOCLOSE_METHOD OkayToCloseProcedure;
} OBJECT_TYPE_INITIALIZER, *POBJECT_TYPE_INITIALIZER;可以看到，其中包含了许多OB_XXXX_METHOD类型的成员，它们是一些函数指针。潘爱民老师在《Windows内核原理与实现》一书中说这里定义的是一些对象操作的方法基本方法。莫非打开进程时使用的就是OB_OPEN_METHOD OpenProcedure指定的方法（例程）么？下面就拿Explorer.exe验证一下。二、实战
先在WinDBG中通过!procress 0 0命令得到Explorer.exe的PEPROCESS：0x8ad84720，这也是该进程的对象体的开始。那么减掉紧挨着的对象头的大小0x18，就可以得到对象头的起始地址：0x8ad84708。之后执行dt_OBJECT_HEADER 0x8ad84708命令观察explorer.exe进程的对象头：
0: kd> dt_OBJECT_HEADER 0x8ad84708 nt!_OBJECT_HEADER +0x000 PointerCount : 0n108 +0x004 HandleCount : 0n4 +0x004 NextToFree : 0x00000004 Void +0x008 Type : 0x8af7cca0 _OBJECT_TYPE +0x00c NameInfoOffset : 0 '' +0x00d HandleInfoOffset : 0 '' +0x00e QuotaInfoOffset : 0 '' +0x00f Flags : 0x20 ' ' +0x010 ObjectCreateInfo : 0x8a5a7008 _OBJECT_CREATE_INFORMATION +0x010 QuotaBlockCharged : 0x8a5a7008 Void +0x014 SecurityDescriptor : 0xe16cd8c5 Void +0x018 Body : _QUAD直接得到ProcessType的指针：0x8af7cca0，然后观察：
0: kd> dt_OBJECT_TYPE 0x8af7cca0 nt!_OBJECT_TYPE +0x000 Mutex : _ERESOURCE +0x038 TypeList : _LIST_ENTRY [ 0x8af7ccd8 - 0x8af7ccd8 ] +0x040 Name : _UNICODE_STRING "Process" +0x048 DefaultObject : (null) +0x04c Index : 5 +0x050 TotalNumberOfObjects : 0x1c +0x054 TotalNumberOfHandles : 0x7d +0x058 HighWaterNumberOfObjects : 0x20 +0x05c HighWaterNumberOfHandles : 0x82 +0x060 TypeInfo : _OBJECT_TYPE_INITIALIZER +0x0ac Key : 0x636f7250 +0x0b0 ObjectLocks : [4] _ERESOURCE展开TypeInfo：
0: kd> dt _OBJECT_TYPE_INITIALIZER 0x8af7cd00 nt!_OBJECT_TYPE_INITIALIZER +0x000 Length : 0x4c +0x002 UseDefaultObject : 0 '' +0x003 CaseInsensitive : 0 '' +0x004 InvalidAttributes : 0xb0 +0x008 GenericMapping : _GENERIC_MAPPING +0x018 ValidAccessMask : 0x1f0fff +0x01c SecurityRequired : 0x1 '' +0x01d MaintainHandleCount : 0 '' +0x01e MaintainTypeList : 0 '' +0x020 PoolType : 0 ( NonPagedPool ) +0x024 DefaultPagedPoolCharge : 0x1000 +0x028 DefaultNonPagedPoolCharge : 0x2a8 +0x02c DumpProcedure : (null) +0x030 OpenProcedure : (null) +0x034 CloseProcedure : (null) +0x038 DeleteProcedure : 0x80932460 void nt!PspProcessDelete+0 +0x03c ParseProcedure : (null) +0x040 SecurityProcedure : 0x8091ce64 long nt!SeDefaultObjectMethod+0 +0x044 QueryNameProcedure : (null) +0x048 OkayToCloseProcedure : (null)
显然，这一堆的Procedure中，只有DeleteProcedure和SecurityProcedure为非零值，显然系统不会在内核去call 0x00000000。难道系统对于这些Procedure还有特殊的处理方式？
到这里，似乎得去翻WRK源码查找这些成员的所有引用了。但这似乎工作量不小，在这我们采取比较偷懒的方式：下断点。这里只选取了两个：OpenProcedure和SecurityProcedure。它们一个为NULL一个为非NULL指，并且从命名上来看一个是在打开对象时执行的，一个是在安全检查时执行的。
0: kd> ba r4 0x8af7cd30 0: kd> ba r4 0x8af7cd40 3: kd> bl 0 e 8af7cd30 r 4 0001 (0001) 1 e 8af7cd40 r 4 0001 (0001)似乎系统在登录后会调用NtOpenProcess()遍历一遍进程，随后我们静静地等待断点命中……
很快：
Breakpoint 1 hit nt!ObGetObjectSecurity+0x22: 80924f0a 7518 jne nt!ObGetObjectSecurity+0x3c (80924f24)对应的源码：
if (ObpCentralizedSecurity(ObjectType)) {
*SecurityDescriptor = ObpReferenceSecurityDescriptor( ObjectHeader );
*MemoryAllocated = FALSE;
return( STATUS_SUCCESS );
}其中ObpCentralizedSecurity(ObjectType)是个宏：#define ObpCentralizedSecurity(_ObjectType) \
((_ObjectType)->TypeInfo.SecurityProcedure == SeDefaultObjectMethod)
//
// Declare a global table of object types.
//看起来没啥意思，只是做了一下检查就返回成功了。本来想直接GO掉继续等待，但是接着往下看代码会发现：
//
// The security method will return an absolute format
// security descriptor that just happens to be in a self
// contained buffer (not to be confused with a self-relative
// security descriptor).
//
ObpBeginTypeSpecificCallOut( SaveIrql );
Status = (*ObjectType->TypeInfo.SecurityProcedure)( Object,
QuerySecurityDescriptor,
&SecurityInformation,
*SecurityDescriptor,
&Length,
&ObjectHeader->SecurityDescriptor,
ObjectType->TypeInfo.PoolType,
&ObjectType->TypeInfo.GenericMapping );
ObpEndTypeSpecificCallOut( SaveIrql, "Security", ObjectType, Object );可以看到，在ObjectType->TypeInfo.SecurityProcedure!= SeDefaultObjectMethod时，内核最终会去调用SecurityProcedure所指定的例程。同时也可以看到，内核对SecurityProcedure指定的地址未作任何检查，所以假如我们要修改它的话，必须保证其有效性。那么这个NTSTATUS ObGetObjectSecurity ()会在什么时候被调用呢？莫非翻翻NtDesignedBook看看么？还是查看一下调用层次吧：
ObCheckCreateObjectAccess(); - ObpLookupObjectName(); - ObInsertObject(); - ObOpenObjectByName(); -ObReferenceObjectByName(); ObCheckObjectAccess(); ObInsertObject(); ObpCheckObjectReference(); ObpCheckTraverseAccess(); PsCreateProcess() PsCreateThread(); PspSetPrimaryToken();其中仅对ObCheckCreateObjectAccess()深入追踪，在扒开几层外壳之后我们可以看到一个熟悉的函数：ObOpenObjectByName()。调用它的函数实在太多，这里就不列了，NtOpenProcess、NtOpenThread均在其中。此处可谓牵一发而动全身。
继续追踪，GO之后断点0命中：
Breakpoint 0 hit
nt!ObpIncrementHandleCount+0x2b9:
80921d3f 85c0 test eax,eax
对应的代码：
if (ObjectType->TypeInfo.OpenProcedure != NULL) {
#if DBG
KIRQL SaveIrql;
#endif
//
// Leave the object type mutex when call the OpenProcedure. If an exception
// while OpenProcedure the HoldObjectTypeMutex disable leaving the mutex
// on finally block
//
ObpBeginTypeSpecificCallOut( SaveIrql );
Status = (*ObjectType->TypeInfo.OpenProcedure)( OpenReason,
Process,
Object,
AccessState ?
AccessState->PreviouslyGrantedAccess :
0,
ProcessHandleCount );
ObpEndTypeSpecificCallOut( SaveIrql, "Open", ObjectType, Object );这里很简洁明了，检查一下ObjectType->TypeInfo.OpenProcedure不是NULL就直接去调用OpenProcedure了（这样还是不够严格，好歹检查一下是否在内核地址范围内吧）。ObpIncrementHandleCount()看上去是增加句柄计数的，还是查看下调用层次看看最终谁会用到它：
ObDupHandleProcedure(); ObDuplicateObject(); ObpCreateHandle(); - ObInsertObject(); - ObOpenObjectByName(); -ObOpenObjectByPointer();这里也仅列出对ObpCreateHandle()深入追踪的结果，可以看到两个熟悉的函数：ObOpenObjectByName()、ObOpenObjectByPointer()，其意义和前面的ObCheckCreateObjectAccess()完全是一个水平，这里就不再重复了。
三、总结
小小的OBJECT_METHOD暗藏玄机，通过分析我们可以发现：这些OBJECT_METHOD虽然卡上去是“可选”的，甚至某些情况下默认值为NULL,，但这并不意味着它们不重要：一旦它们被设置为特殊的函数指针，其被调用的机会相当高，可以用来HOOK的事情也非常多。本文只是初窥，至于具体的应用，有兴趣的童鞋可以找出所有可能调用的地方，然后加以利用。
