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# 内核内存映射文件之获取SSDT函数索引号
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# 背景
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很多时候，内核下的开发和用户层上的程序开发使用到的技术原理都是相同的，所以，我们可以通过类比学习，快速地对内核开发进行理解与熟悉。
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正如本文讲解的内存映射文件技术，用户层上有专门的 WIN32 API 提供给我们开发使用。对于内核上，也有相对应的内核函数给我们调用，实现内存映射文件，把磁盘上的文件映射到内核内存空间中来。
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本文要实现的就是使用内存映射文件技术，将磁盘上的 ntdll.dll 文件映射到内核内存空间中，并从导出表中获取导出函数地址，然后获取 SSDT 函数索引号。所以，这篇文章除了要对内存映射文件技术比较了解之外，还需要对 PE 结构也有一定得了解，否则很难理解透彻这篇文章。现在，我就把实现过程整理成文档，分享给大家。
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# 函数介绍
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## ZwOpenFile 函数
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> 打开现有文件，目录，设备或卷。
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> 函数声明
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> ```c++
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> NTSTATUS ZwOpenFile(
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> _Out_ PHANDLE FileHandle,
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> _In_ ACCESS_MASK DesiredAccess,
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> _In_ POBJECT_ATTRIBUTES ObjectAttributes,
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> _Out_ PIO_STATUS_BLOCK IoStatusBlock,
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> _In_ ULONG ShareAccess,
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> _In_ ULONG OpenOptions
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> );
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> ```
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> 参数
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>
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> - FileHandle [out]
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> 指向接收文件句柄的HANDLE变量的指针。
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> - DesiredAccess [in]
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> 指定一个ACCESS_MASK值，用于确定请求的对象访问。有关详细信息，请参阅ZwCreateFile的DesiredAccess参数。其中，GENERIC_READ 包括权限有 STANDARD_RIGHTS_READ、FILE_READ_DATA、FILE_READ_ATTRIBUTES、FILE_READ_EA、以及 SYNCHRONIZE。
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> - ObjectAttributes [in]
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> 指向OBJECT_ATTRIBUTES结构的指针，指定对象名称和其他属性。使用InitializeObjectAttributes初始化此结构。如果调用者未在系统线程上下文中运行，则调用InitializeObjectAttributes时必须设置OBJ_KERNEL_HANDLE属性。
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> - IoStatusBlock [out]
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> 指向接收最终完成状态的IO_STATUS_BLOCK结构的指针以及有关所请求操作的信息。
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> - ShareAccess [in]
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> 指定文件的共享访问类型。有关详细信息，请参阅ZwCreateFile的ShareAccess参数。其中，FILE_SHARE_READ 表示允许其它线程读此文件；FILE_SHARE_WRITE 表示允许其它线程写此文件。
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> - OpenOptions [in]
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> 指定打开文件时要应用的选项。有关更多信息，请参阅ZwCreateFile的CreateOptions参数。其中，FILE_SYNCHRONOUS_IO_ALERT 表示文件中的所有操作都是同步执行的。 代表呼叫者的任何等待都会从提醒中提前终止。 该标志还使I / O系统保持文件位置指针。 如果设置此标志，则必须在DesiredAccess参数中设置SYNCHRONIZE标志。
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>
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> 返回值
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>
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> - 成功，则返回 STATUS_SUCCESS；否则，返回其它 NTSTATUS 错误码。
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## ZwCreateSection 函数
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> 创建一个节对象。
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>
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> 函数声明
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>
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> ```c++
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> NTSTATUS ZwCreateSection(
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> _Out_ PHANDLE SectionHandle,
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> _In_ ACCESS_MASK DesiredAccess,
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> _In_opt_ POBJECT_ATTRIBUTES ObjectAttributes,
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> _In_opt_ PLARGE_INTEGER MaximumSize,
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> _In_ ULONG SectionPageProtection,
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> _In_ ULONG AllocationAttributes,
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> _In_opt_ HANDLE FileHandle
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> );
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> ```
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>
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> 参数
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>
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> - SectionHandle [out]
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> 指向接收段对象的句柄的HANDLE变量的指针。
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>
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> - DesiredAccess [in]
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> 指定一个ACCESS_MASK值，用于确定请求的对象访问。除了为所有类型的对象定义的访问权限（请参阅ACCESS_MASK）之外，调用者可以指定以下任何访问权限，这些访问权限特定于部分对象：
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> DesiredAccess标志允许调用者执行此操作
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> SECTION_EXTEND_SIZE：动态扩展部分的大小。
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> SECTION_MAP_EXECUTE：执行该部分的视图。
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> SECTION_MAP_READ：读取该部分的视图。
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> SECTION_MAP_WRITE：编写该部分的视图。
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> SECTION_QUERY：查询节对象有关该部分的信息。驱动应该设置这个标志。
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> SECTION_ALL_ACCESS：包括上面所有的标志之外，还包括STANDARD_RIGHTS_REQUIRED。
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>
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> - ObjectAttributes [in，可选]
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> 指向OBJECT_ATTRIBUTES结构的指针，指定对象名称和其他属性。使用InitializeObjectAttributes初始化此结构。如果调用者未在系统线程上下文中运行，则调用InitializeObjectAttributes时必须设置OBJ_KERNEL_HANDLE属性。
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>
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> - MaximumSize [in，可选]
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||
> 指定部分的最大大小（以字节为单位）。 ZwCreateSection将此值转换为PAGE_SIZE的最接近的倍数。如果该部分由分页文件支持，则MaximumSize将指定该部分的实际大小。如果该部分由普通文件支持，则MaximumSize指定文件可以扩展或映射到的最大大小。
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>
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> - SectionPageProtection [in]
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> 指定在该部分的每个页面上放置的保护。使用以下四个值之一：PAGE_READONLY，PAGE_READWRITE，PAGE_EXECUTE或PAGE_WRITECOPY。有关这些值的说明，请参阅CreateFileMapping。其中，PAGE_READWRITE 表示允许将视图映射为只读、写时复制、读/写访问。必须使用 GENERIC_READ 和 GENERIC_WRITE 访问权限创建 hFile 参数指定的文件句柄。
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>
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> - AllocationAttributes[in]
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> 指定SEC_XXX标志的位掩码，以确定该部分的分配属性。有关这些标志的描述，请参阅CreateFileMapping。其中，
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> SEC_COMMIT 是以 PE 结构中的 FileAlignment 大小对齐映射文件。
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> SEC_IMAGE 是以 PE 结构中的 SectionALignment 大小对齐映射文件。
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>
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> - FileHandle [in，可选]
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> 可选地指定打开的文件对象的句柄。如果FileHandle的值为NULL，则该段由分页文件支持。否则，该部分由指定的文件支持。
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>
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> 返回值
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>
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> - 成功，则返回 STATUS_SUCCESS；否则，返回其它 NTSTATUS 错误码。
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## ZwMapViewOfSection 函数
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> 将一个节表的视图映射到内核的虚拟地址空间。
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>
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> 函数声明
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>
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> ```c++
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> NTSTATUS ZwMapViewOfSection(
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> _In_ HANDLE SectionHandle,
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> _In_ HANDLE ProcessHandle,
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> _Inout_ PVOID *BaseAddress,
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> _In_ ULONG_PTR ZeroBits,
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> _In_ SIZE_T CommitSize,
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> _Inout_opt_ PLARGE_INTEGER SectionOffset,
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> _Inout_ PSIZE_T ViewSize,
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> _In_ SECTION_INHERIT InheritDisposition,
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> _In_ ULONG AllocationType,
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> _In_ ULONG Win32Protect
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> );
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> ```
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>
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> 参数
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>
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> - SectionHandle [in]
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> 节对象的句柄。该句柄是通过成功调用ZwCreateSection或ZwOpenSection创建的。
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> - ProcessHandle [in]
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> 处理表示视图应该映射到进程的对象。使用ZwCurrentProcess宏来指定当前进程。必须使用PROCESS_VM_OPERATION访问（在Microsoft Windows SDK文档中描述）打开句柄。
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> - BaseAddress [in，out]
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> 指向接收视图基地址的变量的指针。如果此参数的值不为NULL，则会从指定的虚拟地址开始分配视图，向下舍入到下一个64K字节的地址边界。
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> - ZeroBits[in]
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> 指定截面视图基地址中必须为零的高位地址位数。此参数的值必须小于21，仅当BaseAddress为NULL时才使用 - 换句话说，当调用者允许系统确定在哪里分配视图时。
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> - CommitSize [in]
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> 指定视图初始提交的区域的大小（以字节为单位）。 CommitSize仅对页面文件支持的部分有意义，并且四舍五入为PAGE_SIZE的最接近的倍数。 （对于映射文件的部分，数据和图像都将在段创建时提交。）
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> - SectionOffset [in，out，optional]
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> 指向变量的指针，该变量从字节开始到视图接收以字节为单位的偏移量。如果此指针不为NULL，则向左舍入到下一个分配粒度大小边界。
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> - ViewSize [in，out]
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> 指向SIZE_T变量的指针。如果此变量的初始值为零，则ZwMapViewOfSection将在SectionOffset中开始的部分的视图映射到该部分的末尾。否则，初始值指定视图的大小（以字节为单位）。在映射视图之前，ZwMapViewOfSection始终将此值舍入到最接近PAGE_SIZE的倍数。
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> 返回时，该值接收视图的实际大小（以字节为单位）。
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> - InheritDisposition [in]
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> 指定视图如何与子进程共享。可能的值是：
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> ViewShare
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> 该视图将映射到将来创建的任何子进程。
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> ViewUnmap
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> 该视图将不会映射到子进程。
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> 驱动程序通常应为此参数指定ViewUnmap。
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> - AllocationType[in]
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> 指定一组描述要为指定的页面区域执行的分配类型的标志。有效标志是MEM_LARGE_PAGES，MEM_RESERVE和MEM_TOP_DOWN。虽然不允许MEM_COMMIT，但是除非指定了MEM_RESERVE，否则是默认的。有关MEM_XXX标志的更多信息，请参阅VirtualAlloc例程的说明。MEM_TOP_DOWN 表示在尽可能高的地址分配内存。
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> - Win32Protect [in]
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> 指定最初提交的页面区域的保护类型。设备和中间驱动程序应将此值设置为PAGE_READWRITE。
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>
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> 返回值
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>
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> - 成功，则返回 STATUS_SUCCESS；否则，返回其它 NTSTATUS 错误码。
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# 实现原理
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使用WIN32 API来实现内存映射文件，实现步骤如下：
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- 调用 CreatFile 打开想要映射的文件，获得句柄hFile。
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- 调用 CreatFileMapping 函数生成一个建立在CreatFile函数创建的文件对象基础上的内存映射对象，得到句柄hFileMap。
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- 调用 MapViewOfFile 函数把整个文件的一个区域或者整个区域映射到内存中，得到指向映射到内存的第一个字节的指针 lpMemory。
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- 用该指针来读写文件。
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- 调用 UnmapViewOfFile 来解除文件映射，传入参数为 lpMemory。
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- 调用 CloseHandle 来关闭内存映射文件，传入参数为 hFileMap。
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- 调用 CloseHandle 来关闭文件，传入函数为 hFile。
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那么，在内核下的内存映射文件的实现步骤和用户层的也相同，只是使用的函数不相同而已：
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- 调用 ZwOpenFile 打开想要映射的文件，获得句柄 hFile。
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- 调用 ZwCreatSection 函数生成一个建立在 ZwOpenFile 函数创建的文件对象基础上的内存映射对象，得到句柄 hSection。
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- 调用 ZwMapViewOfSection 函数把整个文件的一个区域或者整个区域映射到内存中，得到指向映射到内存的第一个字节的指针 lpMemory。
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- 用该指针来读写文件。
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- 调用 ZwUnmapViewOfSection 来解除文件映射，传入参数为进程句柄以及 lpMemory。
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- 调用 ZwClose 来关闭内存映射文件，传入参数为 hSection。
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- 调用 ZwClose 来关闭文件，传入函数为 hFile。
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其中，我们从导入表获取指定导出函数的导出地址的实现流程是：
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- 首先，将文件映射到内核内存后，我们便可以获取文件的映射基址。我们根据 PE 文结构体 IMAGE_DOS_HEADER 和 IMAGE_NT_HEADERS 计算出 OptionahlHeader，接着获取 DataDirectory 中的导出表 RVA 地址。这样，我们可以计算出导出表在内存中的地址。
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- 然后，我们根据导出表结构 IMAGE_EXPORT_DIRECTORY 获取导出函数名称的个数以及导出函数名称的地址，以此遍历匹配是否是要查找的函数名称。若是，则从 AddressOfNamesOrdinal 中获取导出函数名称对应的导出函数索引值。有了这个导出函数索引值，我们直接就可以在 AddressOfFunctions 导出函数地址表中获取导出函数的地址。
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- 最后，我们就可以根据 ntdll.dll 导出函数的地址，来获取 SSDT 函数索引号。
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其中，对于 32 位系统，ntdll.dll 导出函数总是以下面代码形式为开头：
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```c++
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mov eax, 函数索引号（4字节）
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```
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对于 64 位系统，ntdll.dll 导出函数总是以下面代码形式为开头：
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```c++
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mov r10, rcx
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mov eax, 函数索引号（4字节）
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```
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所以，我们对于 32 位系统，只需对导出函数偏移 1 字节处获取 4 字节的数据，那么这 4 字节的数据就是 SSDT 函数索引号；对于 64 位系统，在导出函数的偏移为 4 字节，也是获取 4 字节数据，这 4 字节的数据就是 SSDT 函数索引号。
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# 编码实现
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## 内存映射文件
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```c++
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// 内存映射文件
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NTSTATUS DllFileMap(UNICODE_STRING ustrDllFileName, HANDLE *phFile, HANDLE *phSection, PVOID *ppBaseAddress)
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{
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NTSTATUS status = STATUS_SUCCESS;
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HANDLE hFile = NULL;
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HANDLE hSection = NULL;
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OBJECT_ATTRIBUTES objectAttributes = { 0 };
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IO_STATUS_BLOCK iosb = { 0 };
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PVOID pBaseAddress = NULL;
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SIZE_T viewSize = 0;
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// 打开 DLL 文件, 并获取文件句柄
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InitializeObjectAttributes(&objectAttributes, &ustrDllFileName, OBJ_CASE_INSENSITIVE | OBJ_KERNEL_HANDLE, NULL, NULL);
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status = ZwOpenFile(&hFile, GENERIC_READ, &objectAttributes, &iosb,
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FILE_SHARE_READ, FILE_SYNCHRONOUS_IO_NONALERT);
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if (!NT_SUCCESS(status))
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{
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KdPrint(("ZwOpenFile Error! [error code: 0x%X]", status));
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return status;
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}
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// 创建一个节对象, 以 PE 结构中的 SectionALignment 大小对齐映射文件
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status = ZwCreateSection(&hSection, SECTION_MAP_READ | SECTION_MAP_WRITE, NULL, 0, PAGE_READWRITE, 0x1000000, hFile);
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if (!NT_SUCCESS(status))
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{
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ZwClose(hFile);
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KdPrint(("ZwCreateSection Error! [error code: 0x%X]", status));
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return status;
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}
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// 映射到内存
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status = ZwMapViewOfSection(hSection, NtCurrentProcess(), &pBaseAddress, 0, 1024, 0, &viewSize, ViewShare, MEM_TOP_DOWN, PAGE_READWRITE);
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if (!NT_SUCCESS(status))
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{
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ZwClose(hSection);
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ZwClose(hFile);
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KdPrint(("ZwMapViewOfSection Error! [error code: 0x%X]", status));
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return status;
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}
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// 返回数据
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*phFile = hFile;
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*phSection = hSection;
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*ppBaseAddress = pBaseAddress;
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return status;
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}
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```
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## 根据导出表获取导出函数地址及获取SSDT函数索引号
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```c++
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// 根据导出表获取导出函数地址, 从而获取 SSDT 函数索引号
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ULONG GetIndexFromExportTable(PVOID pBaseAddress, PCHAR pszFunctionName)
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{
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ULONG ulFunctionIndex = 0;
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// Dos Header
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PIMAGE_DOS_HEADER pDosHeader = (PIMAGE_DOS_HEADER)pBaseAddress;
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// NT Header
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PIMAGE_NT_HEADERS pNtHeaders = (PIMAGE_NT_HEADERS)((PUCHAR)pDosHeader + pDosHeader->e_lfanew);
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// Export Table
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PIMAGE_EXPORT_DIRECTORY pExportTable = (PIMAGE_EXPORT_DIRECTORY)((PUCHAR)pDosHeader + pNtHeaders->OptionalHeader.DataDirectory[0].VirtualAddress);
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// 有名称的导出函数个数
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ULONG ulNumberOfNames = pExportTable->NumberOfNames;
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// 导出函数名称地址表
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PULONG lpNameArray = (PULONG)((PUCHAR)pDosHeader + pExportTable->AddressOfNames);
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PCHAR lpName = NULL;
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// 开始遍历导出表
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for (ULONG i = 0; i < ulNumberOfNames; i++)
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{
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lpName = (PCHAR)((PUCHAR)pDosHeader + lpNameArray[i]);
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// 判断是否查找的函数
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if (0 == _strnicmp(pszFunctionName, lpName, strlen(pszFunctionName)))
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{
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// 获取导出函数地址
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USHORT uHint = *(USHORT *)((PUCHAR)pDosHeader + pExportTable->AddressOfNameOrdinals + 2 * i);
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ULONG ulFuncAddr = *(PULONG)((PUCHAR)pDosHeader + pExportTable->AddressOfFunctions + 4 * uHint);
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PVOID lpFuncAddr = (PVOID)((PUCHAR)pDosHeader + ulFuncAddr);
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// 获取 SSDT 函数 Index
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# ifdef _WIN64
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ulFunctionIndex = *(ULONG *)((PUCHAR)lpFuncAddr + 4);
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# else
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ulFunctionIndex = *(ULONG *)((PUCHAR)lpFuncAddr + 1);
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# endif
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break;
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}
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}
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return ulFunctionIndex;
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}
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```
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# 程序测试
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在 Win7 32 位系统下，驱动程序执行正常：
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在 Win10 64 位系统下，驱动程序执行正常：
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# 总结
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其中，我们要注意 3 个地方：
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一是，在调用 ZwCreateSection 函数的时候，第 6 个参数我们要设置为SEC_IMAGE，表示以 PE 结构中的 SectionALignment 大小对齐映射文件。这样映射到内存后，我们就可以直接从导出表中较为方便地获取 SSDT 函数索引值。
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二是，SSDT 函数索引号在 32 位系统下和 64 位系统下，在 ntdll.dll 的导出函数中的偏移是不同的。32 位系统中，SSDT 函数索引号在 ntdll.dll 导出函数偏移 1 字节处；64 位系统中，SSDT 函数索引号在 ntdll.dll 导出函数偏移 4 字节处。
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三是，内核下表示的文件或者目录路径要在路径前面加上 \\??\\，例如表示 C 盘下的 ntdll.dll文件路径：\\??\\C:\\Windows\\System32\\ntdll.dll。
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# 参考
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参考自《[Windows黑客编程技术详解](https://www.write-bug.com/article/1811.html "Windows黑客编程技术详解")》一书 |