API HOOK技术

API HOOK技术是一种用于改变API执行结果的技术，Microsoft 自身也在Windows操作系统里面使用了这个技术，如Windows兼容模式等。 API HOOK 技术并不是计算机病毒专有技术，但是计算机病毒经常使用这个技术来达到隐藏自己的目的。

外文名	API HOOK	用于	改变API执行结果的技术
应用	如Windows兼容模式等	目的	计算机病毒隐藏自己的技术





目录

1、API HOOK解释

2、API HOOK和PE文件的关系

3、Hook解释

4、Hook原理

5、系统钩子与线程钩子

6、Hook的应用模式

▪ 观察模式

▪ 注入模式

▪ 替换模式

▪ 集权模式

▪ 修复模式

▪ 破解模式

▪ 插件模式

▪ 共享模式

7、在VB6.0中的声明

API HOOK解释

在windows系统下编程，应该会接触到api函数的使用，常用的api函数大概有2000个左右。今天随着控件，stl等高效编程技术的出现，api的使用概率在普通的用户程序上就变得越来越小了。当诸如控件这些现成的手段不能实现的功能时，我们还需要借助api。最初有些人对某些api函数的功能不太满意，就产生了如何修改这些api，使之更好的服务于程序的想法，这样api hook就自然而然的出现了。我们可以通过api hook，改变一个系统api的原有功能。基本的方法就是通过hook“接触”到需要修改的api函数入口点，改变它的地址指向新的自定义的函数。api hook并不属于msdn上介绍的13类hook中的任何一种。所以说，api hook并不是什么特别不同的hook，它也需要通过基本的hook提高自己的权限，跨越不同进程间访问的限制，达到修改api函数地址的目的。对于自身进程空间下使用到的api函数地址的修改，是不需要用到api hook技术就可以实现的。

API HOOK和PE文件的关系

api hook技术的难点，并不在于hook技术，而在于对PE结构的学习和理解。如何修改api函数的入口地址？这就需要学习pe可执行文件（.exe，.dll等）如何被系统映射到进程空间中，这需要学习pe格式的基本知识。windows已经提供了很多数据结构struct帮助我们访问pe格式，记住它们，我们就不要自己计算格式的具体字节位置这些繁琐的细节。但是从api hook的实现来看，pe格式的访问部分仍然是整个编程实现中最复杂的一部分，对于经常crack的朋友不在此列。

假设我们已经了解了pe格式，那么我们在哪里修改api的函数入口点比较合适呢？这个就是输入符号表imported symbols table（间接）指向的输入符号地址。

下面对于pe格式的介绍这一部分，学习了pe格式后再看这些就很容易了。

pe格式的基本组成:

DOS文件头	以4D5A的16进制即MZ开头
PE文件头	以50450000的PE00开头
可选头文件	包含下面的数据目录
数据目录	函数入口地址，基地址，内存，文件对齐粒度之类信息
节表	维护一个所有节的信息
节表1	具有同类特征的信息，文件的主体部分
节表2
...
节表n

我们需要从“可选头”尾的“数据目录”数组中的第二个元素——输入符号表的位置，它是一个IMAGE_DATA_DIRECTORY结构，从它中的VirtualAddress地址，“顺藤摸瓜”找到api函数的入口地点。

简单说明如下：

OriginalFirstThunk 指向IMAGE_THUNK_DATA结构数组，为方便只画了数组的一个元素，AddressOfData 指向IMAGE_IMPORT_BY_NAME结构。

IMAGE_IMPORT_DESCRIPTOR数组：每个引入的dll文件都对应数组中的一个元素，以全0的元素（20个bytes的0）表示数组的结束

IMAGE_THUNK_DATA32数组：同一组的以全0的元素（4个bytes的0）表示数组的结束，每个元素对应一个IMAGE_IMPORT_BY_NAME结构

IMAGE_IMPORT_BY_NAME：如..@Consts@initialization$qqrv. 表示

Unmangled Borland C++ Function: qualified function __fastcall Consts::initialization()

如果PE文件从kernel32.dll中引入10个函数，那么IMAGE_IMPORT_DESCRIPTOR 结构的 Name1域包含指向字符串"kernel32.dll"的RVA，同时每个IMAGE_THUNK_DATA 数组有10个元素。(RVA是指相对地址，每一个可执行文件在加载到内存空间前，都以一个基址作为起点，其他地址以基址为准，均以相对地址表示。这样系统加载程序到不同的内存空间时，都可以方便的算出地址)

上述这些结构可以在winnt.h,ImageHlp.h头文件里查到。

API HOOK

Hook解释

Hook是Windows中提供的一种用以替换DOS下“中断”的系统机制，中文译为“挂钩”或“钩子”。在对特定的系统事件进行hook后，一旦发生已hook事件，对该事件进行hook的程序就会受到系统的通知，这时程序就能在第一时间对该事件做出响应。

API HOOK原理图

另一解释：钩子(Hook)，是Windows消息处理机制的一个平台，应用程序可以在上面设置子程以监视指定窗口的某种消息，而且所监视的窗口可以是其他进程所创建的。当消息到达后，在目标窗口处理函数之前处理它。钩子机制允许应用程序截获处理window消息或特定事件。

钩子实际上是一个处理消息的程序段，通过系统调用，把它挂入系统。每当特定的消息发出，在没有到达目的窗口前，钩子程序就先捕获该消息，亦即钩子函数先得到控制权。这时钩子函数即可以加工处理（改变）该消息，也可以不作处理而继续传递该消息，还可以强制结束消息的传递。

Hook原理

每一个Hook都有一个与之相关联的指针列表，称之为钩子链表，由系统来

实现机理

维护。这个列表的指针指向指定的，应用程序定义的，被Hook子程调用的回调函数，也就是该钩子的各个处理子程。当与指定的Hook类型关联的消息发生时，系统就把这个消息传递到Hook子程。一些Hook子程可以只监视消息，或者修改消息，或者停止消息的前进，避免这些消息传递到下一个Hook子程或者目的窗口。最近安装的钩子放在链的开始，而最早安装的钩子放在最后，也就是后加入的先获得控制权。

Windows 并不要求钩子子程的卸载顺序一定得和安装顺序相反。每当有一个钩子被卸载，Windows 便释放其占用的内存，并更新整个Hook链表。如果程序安装了钩子，但是在尚未卸载钩子之前就结束了，那么系统会自动为它做卸载钩子的操作。

钩子子程是一个应用程序定义的回调函数(CALLBACK Function)，不能定义成某个类的成员函数，只能定义为普通的C函数。用以监视系统或某一特定类型的事件，这些事件可以是与某一特定线程关联的，也可以是系统中所有线程的事件。

系统钩子与线程钩子

SetWindowsHookEx()函数的最后一个参数决定了此钩子是系统钩子还是线程钩子。

api hook基本原理和实现

线程钩子用于监视指定线程的事件消息。线程钩子一般在当前线程或者当前线程派生的线程内。

系统钩子监视系统中的所有线程的事件消息。因为系统钩子会影响系统中所有的应用程序，所以钩子函数必须放在独立的动态链接库(DLL) 中。系统自动将包含“钩子回调函数”的DLL映射到受钩子函数影响的所有进程的地址空间中，即将这个DLL注入了那些进程。

几点说明：

（1）如果对于同一事件（如鼠标消息）既安装了线程钩子又安装了系统钩子，那么系统会自动先调用线程钩子，然后调用系统钩子。

（2）对同一事件消息可安装多个钩子处理过程，这些钩子处理过程形成了钩子链。当前钩子处理结束后应把钩子信息传递给下一个钩子函数。

（3）钩子特别是系统钩子会消耗消息处理时间，降低系统性能。只有在必要的时候才安装钩子，在使用完毕后要及时卸载。

Hook的应用模式

观察模式

最为常用，像Windows提供的SetWindowHook就是典型地为这类应用准备的。而且这也是最普遍的用法。这个模式的特点是，在事情发生的时候，发出一个通知信息。观察者只可以查看过程中的信息，根据自己关心的内容处理自己的业务，但是不可以更改原来的流程。

如全局钩子中，经常使用的鼠标消息、键盘消息的监视等应用。金山词霸屏幕取词的功能是一个典型的应用（具体技术可以参考此类文章）。

注入模式

这个模式和观察模式最大的不一样的地方在于，注入的代码是为了扩展原始代码的功能业务。插件模式是此类模式的典型案例.不管瘦核心的插件系统（如Eclipse）还是胖核心的插件系统（如Delphi、Visual Studio等IDE环境），其对外提供的插件接口都是为了扩展本身系统的功能的.这种扩展的应用方式的典型特点，就是新的扩展代码和原来的代码会协调处理同类业务。

替换模式

如果针对应用目的不同，可以叫修复模式或破解模式。前者是为了修改系统中的BUG，后者是为了破解原有系统的限制。很多黑客使用此种模式，将访问加密锁的DLL中的导出表，替换成自己的函数，这样跳过对软件的控制代码。这类应用的难点是，找出函数的参数。这类模式的特点是，原有的代码会被新的代码所替换。

前面三个是基本模式，还有很多和实际应用相关的模式。

集权模式

此类模式的出现，大都是为了在全部系统中，统一处理某类事情。它的特点不在于注入的方式，而在于处理的模式。这个模式，大都应用到某类服务上，比如键盘服务，鼠标服务，打印机服务等等特定服务上。通过统一接管此类服务的访问，限制或者协调对服务的访问。比如键盘锁功能的实现，就是暂时关闭键盘的所有应用。这类模式的特点主要会和特点服务有关联。

修复模式

替换模式的一种，这里强调的是其应用的目的是为了修复或扩展原有系统的功能。

破解模式

替换模式的一种，这里强调的是其应用的目的是为了跳过原有系统的一部分代码。如加密检测代码，网络检测代码等等。

插件模式

注入模式的一种，在系统的内部直接依靠HOOK机制进行扩展业务功能。

共享模式

这类应用中，经常是为了获取对方的数据。必然我希望获取对方系统中，所有字符串的值。可以通过替换对方的内存管理器，导出所有字符串。这个应用比较特殊。不过其特点在于，目的是达到系统之间的数据共享。其实现，可能是观察模式，也可能是替换模式。

在VB6.0中的声明

公有声明：Public Declare Function SetWindowsHookEx Lib "user32" Alias "SetWindowsHookExA" (ByVal idHook As Long, ByVal lpfn As Long, ByVal hmod As Long, ByVal dwThreadId As Long) As Long

私有声明：Private Declare Function SetWindowsHookEx Lib "user32" Alias "SetWindowsHookExA" (ByVal idHook As Long, ByVal lpfn As Long, ByVal hmod As Long, ByVal dwThreadId As Long) As Long