系统安全

Win7、win8、win10下实现精准截获Explorer拷贝行为

空心空心 系统安全 2017-05-27
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介绍了windows下对Explorer的拷贝动作的精确截获，这个在企业数据安全dlp产品系列中减少审计的噪音很有效，方便运营人员做针对性的审计。

在企业数据安全中我通常需要监测用户的拷贝行为，特别像explorer这样的进程，方法很多比如文件过滤驱动监测文件的打开与读写，但是这样会有很多噪音产生，实现的不好的话也可能会造成用户在桌面操作感受不良好，比如卡，所以我们需要的是一种更精准地方法，下面我们就来分析下如何去更加精准的定位拷贝。

一、            分析

我们都知道windows软件读写的方法很多比如c库一些读写函数，fopen 、fread、fwrite，c++流函数std::stream,但是都会进入windows的底层读写，还有一类文件操作函数就是Shell函数SHFileOperation,不管什么函数最后都会调用windows自己常用的文件操作函数就是CreateFileA、CreateFileW、ReadFile、WriteFile，我们可以使用调试器去在CreateFileW函数设置断点，但是这个一个问题我们必须在explorer进程空间里设断点，但是会阻碍正常的桌面UI操作，为了方便我们操作桌面，写一个文件过滤驱动，去过滤我们需要的信息，比如我们把一个.txt文件从目录A拷贝到目录B，我们可以在过滤驱动的IRP_MJ_CREATE的例程函数里这样写

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CErrorStatus  PreCreate(
                CIrp&           Irp,
                zipmbool&      
IsIrpCompleted)
{
    CFileObject FileObject;
    CErrorStatus
Error = STATUS_SUCCESS;
    Irp.UseCurrentStackLocation();
    CIoStackLocation
Stack = Irp.StackLocation();
    do
    {
        if( wcsstr(FileObject.FileName()->Buffer,L".txt"))
        {
            if (
FileObject.RelatedFileObject())
            {
            }          
        }      
    } while (FALSE);
    return Error;
}

这样过滤会减少很多干扰，利用windbg的虚拟机的双机器调试。

加载驱动后，我们可以设置断点在if ( FileObject.RelatedFileObject())，这行代码上。

然后拷贝一个txt的文件从A到B,如下图这里windbg调试器就会停下，进入刚才设置的断点位置。输入命令kb发现堆栈是从user层到内核层在到本驱动的PreCreate函数，这时user层显示的只是地址，是因为符号没加载，继续输入.reload  /user,慢慢就显示了

引起注意的是红色框显示的堆栈：

Nt!NtCreateFile

KernelBase!CreateFile

Kernel32!CreateFileWImplementation

Shell32!CFSTransfer:_OpenSrcFileWithRetry

Shell32! CFSTransfer::OpenItem

Shell32!CDelegatingTansfer:: OpenItem

Shell32! CCopyOperation::Do

Shell32! CCopyWorkItem::_DoOperation

Shell32! CCopyWorkItem::_SetupAndPerformOp

Shell32! CCopyWorkItem::ProcessWorkItem

Shell32!CRecursiveFolderoperation::Do

Shell32!CFileOperation::_EnumRootDo

Shell32!CFileOperation::PrepareAndDoOperation

Shell32!CFileOperation::PreformOperation

Shell32!SHFileOperationEx

由上可以看出最主要的是调用了SHFileOperationEx函数，这好说了，使用IDA打开shell32.dll分析这个函数

IDA显示这个函数调用了SHCreateFileOperation继续跟进SHCreateFileOperation它创建的是GUID_947aab5f_0a5c_4c13_b4d6_4bf7836fc9f8这个类的实例，隶属于FileOperaton, 写过com的人都知道947aab5f_0a5c_4c13_b4d6_4bf7836fc9f8这个实例id就是com中的 IFileOperation的com库接口，查看windows的sdk定义如下

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MIDL_INTERFACE("947aab5f-0a5c-4c13-b4d6-4bf7836fc9f8")
    IFileOperation : public IUnknown
    {
    public:
        virtual HRESULT STDMETHODCALLTYPE Advise(
             __RPC__in_opt IFileOperationProgressSink *pfops,
            __RPC__out DWORD *pdwCookie) = 0;
        
        virtual HRESULT STDMETHODCALLTYPE Unadvise(
            DWORD dwCookie) = 0;
        
        virtual HRESULT STDMETHODCALLTYPE SetOperationFlags(
             DWORD dwOperationFlags) = 0;
        
        virtual HRESULT STDMETHODCALLTYPE SetProgressMessage(
             __RPC__in_string LPCWSTR pszMessage) = 0;
        
        virtual HRESULT STDMETHODCALLTYPE SetProgressDialog(
             __RPC__in_opt IOperationsProgressDialog *popd) = 0;
        
        virtual HRESULT STDMETHODCALLTYPE SetProperties(
             __RPC__in_opt IPropertyChangeArray *pproparray) = 0;
        
        virtual HRESULT STDMETHODCALLTYPE SetOwnerWindow(
            __RPC__in HWND hwndOwner) = 0;
        
        virtual HRESULT STDMETHODCALLTYPE ApplyPropertiesToItem(
            __RPC__in_opt IShellItem *psiItem) = 0;
        
        virtual HRESULT STDMETHODCALLTYPE ApplyPropertiesToItems(
             __RPC__in_opt IUnknown *punkItems) = 0;
        
        virtual HRESULT STDMETHODCALLTYPE RenameItem(
             __RPC__in_opt IShellItem *psiItem,
             __RPC__in_string LPCWSTR pszNewName,
            __RPC__in_opt IFileOperationProgressSink *pfopsItem) = 0;
        
        virtual HRESULT STDMETHODCALLTYPE RenameItems(
             __RPC__in_opt IUnknown *pUnkItems,
             __RPC__in_string LPCWSTR pszNewName) = 0;
        
        virtual HRESULT STDMETHODCALLTYPE MoveItem(
            __RPC__in_opt IShellItem *psiItem,
             __RPC__in_opt IShellItem *psiDestinationFolder,
             __RPC__in_opt_string LPCWSTR pszNewName,
            __RPC__in_opt IFileOperationProgressSink *pfopsItem) = 0;
        
        virtual HRESULT STDMETHODCALLTYPE MoveItems(
            __RPC__in_opt IUnknown *punkItems,
            __RPC__in_opt IShellItem *psiDestinationFolder) = 0;
        
        virtual HRESULT STDMETHODCALLTYPE CopyItem(
             __RPC__in_opt IShellItem *psiItem,
             __RPC__in_opt IShellItem *psiDestinationFolder,
             __RPC__in_opt_string LPCWSTR pszCopyName,
             __RPC__in_opt IFileOperationProgressSink *pfopsItem) = 0;
        
        virtual HRESULT STDMETHODCALLTYPE CopyItems(
             __RPC__in_opt IUnknown *punkItems,
             __RPC__in_opt IShellItem *psiDestinationFolder) = 0;
        
        virtual HRESULT STDMETHODCALLTYPE DeleteItem(
            __RPC__in_opt IShellItem *psiItem,
            __RPC__in_opt IFileOperationProgressSink *pfopsItem) = 0;
        
        virtual HRESULT STDMETHODCALLTYPE DeleteItems(
             __RPC__in_opt IUnknown *punkItems) = 0;
        
        virtual HRESULT STDMETHODCALLTYPE NewItem(
             __RPC__in_opt IShellItem *psiDestinationFolder,
             DWORD dwFileAttributes,
             __RPC__in_opt_string LPCWSTR pszName,
             __RPC__in_opt_string LPCWSTR pszTemplateName,
             __RPC__in_opt IFileOperationProgressSink *pfopsItem) = 0;
        
        virtual HRESULT STDMETHODCALLTYPE PerformOperations( void) = 0;
        
        virtual HRESULT STDMETHODCALLTYPE GetAnyOperationsAborted(
             __RPC__out BOOL *pfAnyOperationsAborted) = 0;
        
    };

我们回到之前那个Ex函数，创建完IFileOperation的实例后，就开始调用里面的函数

分别调用了

Call dword ptr[esi+0x20h]

Call dword pre[esi+0x2Ch] 或者Call  dword pre[esi+0x4Ch]

Call dword pre[esi+0x44h] 或者 Call dword pre[esi+0x3Ch]

 

其他函数都是设置Explorer的拷贝Item的属性的函数，+0×44这个函数对应的是IFileOperation::Copy Items,而+0x3C对应的函数是IFileOperation::Move tems,而我们这次的拷贝动作调用的就是IFileOperation::CopyItems,下面我们有方案了我们可以hook这个IFileOpertion的接口库实现精准截获桌面的拷贝动作。

一、            实现

以CopyItems为例子

定义一个CFileOperation类

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#define QueryInterface_Index 0
#define AddRef_Index (QueryInterface_Index + 1)
#define Release_Index (AddRef_Index + 1)
#define Advice_Index (Release_Index + 1)
#define Unadvise_Index (Advice_Index + 1)
#define SetOperationFlags_Index (Unadvise_Index + 1)
#define SetProgressMessage_Index (SetOperationFlags_Index + 1)
#define SetProgressDialog_Index (SetProgressMessage_Index + 1)
#define SetProperties_Index (SetProgressDialog_Index + 1)
#define SetOwnerWindow_Index (SetProperties_Index + 1)
#define ApplyPropertiesToItem_Index (SetOwnerWindow_Index + 1)
#define ApplyPropertiesToItems_Index (ApplyPropertiesToItem_Index + 1)
#define RenameItem_Index (ApplyPropertiesToItems_Index + 1)
#define RenameItems_Index (RenameItem_Index + 1)
#define MoveItem_Index (RenameItems_Index + 1)
#define MoveItems_Index (MoveItem_Index + 1)
#define CopyItem_Index (MoveItems_Index + 1)
#define CopyItems_Index (CopyItem_Index + 1)
#define DeleteItem_Index (CopyItems_Index + 1)
#define DeleteItems_Index (DeleteItem_Index + 1)
#define NewItem_Index (DeleteItems_Index + 1)
#define PerformOperations_Index (NewItem_Index + 1)
#define GetAnyOperationAborted_Index (PerformOperations_Index + 1)
#define HOOK(a, b) b##_old = (P##b)HookVtbl(a, 0, b##_Index,
(PBYTE)b##_new)
class CFileOperation
{
public:
    CFileOperation(void);
    ~CFileOperation(void);
int HookVtbl(void* pObject, unsigned int classIdx, unsigned int methodIdx, int newMethod);
static
HRESULT __stdcall CopyItems_new(IFileOperation *pThis,
                                IUnknown *punkItems,
                                IShellItem *psiDestinationFolder);
    BOOL Init();
};

在初始化的时候我们需要获取接口并却修改截获CopyItems和MoveItems的指针接口

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BOOL
CFileOperation::Init()
{
    IFileOperation* Pf = NULL;
    CoInitialize( NULL );
    do
    {
        HRESULT hr = CoCreateInstance(
            CLSID_FileOperation,
            NULL,
            CLSCTX_ALL,
            IID_IFileOperation,
            (PVOID*)&Pf);
        HOOK(Pf, CopyItems);
} while (FALSE);
}
int CFileOperation::HookVtbl(void* pObject, unsigned int classIdx, unsigned int methodIdx, int newMethod)
{
    int** vtbl = (int**)pObject;
    DWORD oldProtect = 0;
    int oldMethod = vtbl[classIdx][methodIdx];
    VirtualProtect(vtbl[classIdx] + sizeof(int*) * methodIdx, sizeof(int*), PAGE_READWRITE, &oldProtect);
    vtbl[classIdx][methodIdx] = newMethod;
    VirtualProtect(vtbl[classIdx] + sizeof(int*) * methodIdx, sizeof(int*), oldProtect, &oldProtect);
    return oldMethod;
}
HRESULT CFileOperation::CopyItems_new(IFileOperation *pThis,
                                IUnknown *punkItems,
                                IShellItem *psiDestinationFolder)
{
HRESULT hr = CopyItems_old(pThis, punkItems, psiDestinationFolder);
return hr;
}

这里生成了dll后我们需要注入到桌面进程中，这样就可以实现截获CopyItems接口，注意这里只是完成了第一步，这个接口传进来的参数只是一个Item内存结构，我们需要获取具体的数据，下面继续。

从上面分析我们得知winvista以后的桌面拷贝操作最终使用的是IFileOperation接口，在shell32.dll里对应的就是CFileOperation类

CopyItems对应的就是

继续进入

CFileOperation::_AddOperationMulti

可以看到首先判断DestFile这个参数是否是Folder文件夹，如果是文件夹就是开始枚举ShellItem这个参数，我们继续进入EnumShellItemsFromUnknown函数

从上面我们看出该函数会QueryInterface各个接口：

_GUID_70629033_e363_4a28_a567_0db78006e6d7

_GUID_b63ea76d_1f85_456f_a19c_48159efa858b

_GUID_d0191542_7954_4908_bc06_b2360bbe45ba

_GUID_0000010e_0000_0000_c000_000000000046

如果以上接口都不存在的话，就调用

SHGetIDListFromObject、SHCreateShellItemArrayFromIDLists来获取接口，

在实际调用中发现以上几个不是所有操作系统都支持，而最后两个函数却支持winvista以后的所有系统，所以我们就用最后两个函数来获取源信息，而这两个函数在shell32.dll都是导出的接口定义如下：

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HRESULT SHCreateShellItemArrayFromIDLists(
                                _In_  UINT                   cidl,
                              _In_  PCIDLIST_ABSOLUTE_ARRAY rgpidl,
                             _Out_ IShellItemArray        **ppsiItemArray
);

最后获取的是IShellItemArray接口，接口定义为：

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MIDL_INTERFACE("b63ea76d-1f85-456f-a19c-48159efa858b")
    IShellItemArray : public IUnknown
    {
    public:
        virtual HRESULT STDMETHODCALLTYPE BindToHandler(
            /* [unique][in] */ __RPC__in_opt IBindCtx *pbc,
            /* [in] */ __RPC__in REFGUID bhid,
            /* [in] */ __RPC__in REFIID riid,
            /* [iid_is][out] */ __RPC__deref_out_opt void **ppvOut) = 0;
        virtual HRESULT STDMETHODCALLTYPE GetPropertyStore(
            /* [in] */ GETPROPERTYSTOREFLAGS flags,
            /* [in] */ __RPC__in REFIID riid,
            /* [iid_is][out] */ __RPC__deref_out_opt void **ppv) = 0;
        virtual HRESULT STDMETHODCALLTYPE GetPropertyDescriptionList(
            /* [in] */ __RPC__in REFPROPERTYKEY keyType,
            /* [in] */ __RPC__in REFIID riid,
            /* [iid_is][out] */ __RPC__deref_out_opt void **ppv) = 0;
        virtual HRESULT STDMETHODCALLTYPE GetAttributes(
            /* [in] */ SIATTRIBFLAGS AttribFlags,
            /* [in] */ SFGAOF sfgaoMask,
            /* [out] */ __RPC__out SFGAOF *psfgaoAttribs) = 0;
        virtual HRESULT STDMETHODCALLTYPE GetCount(
            /* [out] */ __RPC__out DWORD *pdwNumItems) = 0;
        virtual HRESULT STDMETHODCALLTYPE GetItemAt(
            /* [in] */ DWORD dwIndex,
            /* [out] */ __RPC__deref_out_opt IShellItem **ppsi) = 0;
        virtual HRESULT STDMETHODCALLTYPE EnumItems(
            /* [out] */ __RPC__deref_out_opt IEnumShellItems **ppenumShellItems) = 0;
};

大致我们可以写出获取信息的文件的函数

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UINT
GetFilesFromDataObjectWin(
IUnknown *iUnknown,
LPWSTR **ppPath)
{
HRESULT hr = E_FAIL;
LPITEMIDLIST Pv = NULL;
int nCount = 0;
IShellItemArray* ShellItemArray = NULL;
do
{
__try
{
hr = SHGetIDListFromObject(iUnknown,&Pv);
if ( FAILED(hr) )
{
break;
}
 
hr = SHCreateShellItemArrayFromIDLists(
TRUE,
(LPCITEMIDLIST *)&Pv,
&ShellItemArray);
 
if ( FAILED(hr) )
{
break;
}
hr = ShellItemArray->GetCount((ULONG*)&nCount);
 
if ( !nCount )
{
break;
}
 
*ppPath = new LPWSTR[nCount];
memset(*ppPath,0,sizeof(LPWSTR)*nCount);
for ( int Index = 0 ; Index < nCount ; Index++)
{
IShellItem* ShellItem = NULL;
 
if( SUCCEEDED(ShellItemArray->GetItemAt(
Index,
&ShellItem)))
{
if ( ShellItem /*&& ShellItem->GetAttributes(
0x20000000,
&GAof ) == 0 */)
{
LPWSTR Temp = NULL;
if(SUCCEEDED(ShellItem->GetDisplayName(
SIGDN_FILESYSPATH,
&Temp)))
{
__try
{
if ( Temp )
{
int Length = wcslen(Temp);
*ppPath[Index] = new WCHAR[Length + 1];
memset(*ppPath[Index],0,sizeof(WCHAR)*(Length + 1));
wcsncpy(
*ppPath[Index],
Temp,
Length);
CoTaskMemFree(Temp);
Temp = NULL;
 
}
}
__except(EXCEPTION_EXECUTE_HANDLER)
{
if ( Temp )
{
CoTaskMemFree(Temp);
Temp = NULL;
}
}
}
}
 
 
if ( ShellItem )
{
ShellItem->Release();
}
}
}
}
__finally
{
 
if ( ShellItemArray )
{
ShellItemArray->Release();
}
 
if ( Pv)
{
CoTaskMemFree(Pv);
}
}
} while (FALSE);
 
return nCount;
}

以上是获取源文件的信息，而拷贝目的的信息获取就很简单了，CopyItem的定义的目的中的参数

IShellItem *psiDestinationFolder，中的IShellItem 定义如下

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MIDL_INTERFACE("43826d1e-e718-42ee-bc55-a1e261c37bfe")
    IShellItem : public IUnknown
    {
    public:
        virtual HRESULT STDMETHODCALLTYPE BindToHandler(
            /* [unique][in] */ __RPC__in_opt IBindCtx *pbc,
            /* [in] */ __RPC__in REFGUID bhid,
            /* [in] */ __RPC__in REFIID riid,
            /* [iid_is][out] */ __RPC__deref_out_opt void **ppv) = 0;
        virtual HRESULT STDMETHODCALLTYPE GetParent(
            /* [out] */ __RPC__deref_out_opt IShellItem **ppsi) = 0;
        virtual HRESULT STDMETHODCALLTYPE GetDisplayName(
            /* [in] */ SIGDN sigdnName,
            /* [string][out] */ __RPC__deref_out_opt_string LPWSTR *ppszName) = 0;
        virtual HRESULT STDMETHODCALLTYPE GetAttributes(
            /* [in] */ SFGAOF sfgaoMask,
            /* [out] */ __RPC__out SFGAOF *psfgaoAttribs) = 0;
        virtual HRESULT STDMETHODCALLTYPE Compare(
            /* [in] */ __RPC__in_opt IShellItem *psi,
            /* [in] */ SICHINTF hint,
            /* [out] */ __RPC__out int *piOrder) = 0;
};

根据定义我们就可以通过GetDisplayName去获取目的文件的信息：

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BOOL
GetDestFolder(
IShellItem* psiDestinationFolder,
LPWSTR* lpDst )
{
do
{
HRESULT hr = psiDestinationFolder->GetDisplayName(
SIGDN_FILESYSPATH,
lpDst);
if(FAILED(hr))
{
break;
}
return TRUE;
} while (FALSE);
return FALSE;
}

综合起来，我们可以实现如下：

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HRESULT CFileOperation::CopyItems_new(IFileOperation *pThis,
IUnknown *punkItems,
IShellItem *psiDestinationFolder)
{
HRESULT hr = CopyItems_old(pThis, punkItems, psiDestinationFolder);
 
LPWSTR lpDst = NULL;
PWSTR* lpSrc = NULL;
 
//获取目的信息
GetDestFolder(
psiDestinationFolder,
&lpDst) )；
//获取源文件信息
GetFilesFromDataObjectWin(
punkItems,
&lpSrc);
return hr;
}

至此我们就很就精准地截获了windows桌面程序的拷贝、剪切的具体动作，也获取详细的文件名称，我们甚至还能准确地得知该动作是否成功，更加详细的信息就留给读者去研究，总之shell32.dll是个很值得开发人员去研究的，里面有很多意想不到的东西，甚至能写出很简单的程序实现很复杂有效的功能，可以充分利用windows系统给我们提供的便捷的库。

转自FREEBUF，原文链接：http://www.freebuf.com/column/134192.html

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本文由 安全周 作者：空心 发表，转载请注明来源！

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