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东 南 大 学 卢 威(luwei@126.com)
周 昊 理(moses@263.net)
众 所 周 知， 在Windows95/98 的Win32 on Intel x86 体 系 中 利 用 了 处 理 器 的 三 环 保 护 模 型 中 的 零 环（Ring0， 最 高 权 限 级 别） 和 三 环（Ring3， 最 低 权 限 级 别）。 一 般 应 用 程 序 都 运 行 在Ring3 下， 受 到 严 格 的" 保 护"， 只 能 规
矩 地 使 用Win32API。 如 果 我 们 想 进 行 一 些 系 统 级 的 操 作， 例 如 在 嵌 入 汇 编 中 使 用 诸 如"Mov EAX，CR0"， 或 像 在DOS 下 那 样 调 用 一 些 必 不 可 少 的 系 统 服 务（ 如BIOS，DPMI 服 务） 而 用"Int xx"， 都 会 导 致" 非 法 操 作"。 但
这 种 能 力 有 时 是 必 不 可 少 的， 一 到 这 种 时 候Microsoft 就 " 建 议 编 写 一 个VxD"。VxD 大 家 早 有 所 闻 了， 在VxD 里， 不 但 可 以 执 行CPU 的 所 有 指 令， 而 且 可 以 调 用VMM( 虚 拟 机 管 理 器） 和 其 他VxD 提 供 的 上 千 个 系 统 级 服
务。 获 得 这 一 能 力 的 最 本 质 原 因 在 于 它 运 行 在Ring0， 与 系 统 内 核 同 一 级 别。 但 是 它 体 系 的 复 杂 性、 开 发 工 具 的 不 易 获 得、 帮 助 文 档 的 不 完 备， 使Microsoft 排 除 了 一 大 批 程 序 员 和 竞 争 对 手。 而 将
在Windows2000（Windows98 也 开 始 支 持） 中 取 代VxD 的WDM 对Win95 程 序 员 也 是 个 噩 梦， 它 需 要 了 解Windows NT 核 心 驱 动 模 型。
----有 没 有 简 单 一 些 的 办 法 呢 ？ 我 们 可 以 令 一 个 普 通Win32 应 用 程 序 运 行 在Ring0 下， 从 而 获 得VxD 的 能 力 吗 ？ 答 案 是 肯 定 的。 下 面 我 们 就 简 述 一 下 这 一 技 巧， 有 关Intel x86 保 护 模 式 的 基 础 知 识 请 大 家 看 有
关 书 籍。
----首 先 此 技 巧 基 于 以 下 理 论 根 据：
----一、SIDT 指 令（ 将 中 断 描 述 符 表 寄 存 器 IDTR － －64 位 宽，16 ～47Bit 存 有 中 断 描 述 符 表IDT 基 地 址 － － 的 内 容 存 入 指 定 地 址 单 元） 不 是 特 权 指 令， 就 是 说 我 们 可 以 在Ring3 下 执 行 该 指 令， 获 得IDT 的 基 地 址，
从 而 修 改IDT， 增 加 一 个 中 断 门 安 置 我 们 的 中 断 服 务， 一 旦Ring3 程 序 中 产 生 此 中 断，VMM 就 会 调 用 此 中 断 服 务 程 序， 而 此 中 断 服 务 程 序 就 运 行 在Ring0 下 了。 这 一 点 与 在DOS 下 非 常 相 似。
----二、Windows95 Win32 应 用 程 序 运 行 一 个 映 射 到 全 部4G 内 存 的 段 中， 选 择 子 为0137h，Ring0 中 的VxD 运 行 在 另 一 个 映 射 到 全 部4G 内 存 的 段 中， 选 择 子028h， 这 两 个 段 除 了 选 择 子 决 定 的 访 问 权 限 不 同 外， 没 什 么 不
同， 各 自 段 中 相 同 的 偏 移 量 对 应 了 相 同 的 线 性 地 址。 所 以 我 们 放 在Win32 应 用 程 序 中 的 中 断 服 务 程 序 可 以 以Ring3 的 段 偏 移 量 被Ring0 中 的VMM 寻 址。
----下 面 我 们 以 具 体 例 子 进 一 步 说 明， 程 序 中 有 详 细 注 释。
----这 是 一 个Win32 Console Program（ 控 制 台 应 用 程 序）， 虽 然 运 行 中 看 起 来 很 像DOS 筐 中 运 行 的 实 模 式DOS 程 序， 但 它 是 货 真 价 实 的 运 行 在Ring3 下 的Win32 程 序。 用Visual C ＋ ＋ 5.0 AppWizard 创 建 一 个Win32 Console Program
项 目, 添 加 以 下.CPP 文 件, 编 译 即 可。
＃include
＃include
＃include
＃include
// 若 无DDK 带 下 划 线 的 可 略 去，
这 些 语 句 演 示 了 调 用VMM/VXD 服 务
DWORDLONG IDTR,SavedGate;
WORD OurGate[4]={0,0x0028,0xee00,0x0000};
// 中 断 门 描 述 符 格 式 如 下：
DWORD _eax,_ecx,_cr0;
WORD vmmver;
HVM sysvm;
void nothing()
{
//Used to test call in Ring0
sysvm=Get_Sys_VM_Handle();
}
void __declspec( naked ) Ring0Proc(void)
// 中 断 例 程， 运 行 在Ring0
{
_asm{
mov _eax,eax //
mov _ecx,ecx //
mov eax, CR0
// 测 试Ring3 中 不 能 执 行 的 特 权 指 令
mov _cr0,eax //
}
VMMCall(Get_VMM_Version);
// 调 用VMM 服 务
_asm{
mov vmmver,ax
}
nothing();
// 测 试 在 运 行 于Ring0 的
中 断 例 程 中 调 用 子
_asm iretd
// 中 断 返 回, 与 在 实 模 式
编 程 无 本 质 区 别
}
void main() // 主 程 序
{
_asm{
mov eax, offset Ring0Proc
mov [OurGate], ax // 将 中 断 函 数 的 地 址
shr eax, 16 // 填 入 新 造 的 中 断 门
mov [OurGate ＋6], ax // 描 述 符
sidt fword ptr IDTR
// 将 中 断 描 述 符 表 寄 存 器（IDTR）
的 内 容 取 出
mov ebx, dword ptr [IDTR ＋2]
// 取 出 中 断 描 述 符 表（IDT） 基 地 址
add ebx, 8 ＊9
// 计 算Int 9 的 描 述 符 应 放 置 的 地 址 选 用
Int9 是 因 为 它 在Win32 保 护 模 式 下 未 占 用
mov edi, offset SavedGate
mov esi, ebx
movsd // 保 存 原 来 的Int 9 描 述 符 到
movsd //SavedGate 以 便 恢 复
mov edi, ebx
mov esi, offset OurGate
movsd // 替 换 原 来 的 中 断 门 描 述 符
movsd // 以 安 装 中 断 服 务 例 程
mov eax,0x6200
// 用 以 测 试 放 在EAX 中 的 数 据
能 否 正 确 传 到Ring0 中 断
mov ecx,0
// 用 以 测 试 放 在ECX 中 的 数 据
能 否 正 确 传 到Ring0 中 断
mov ecx,0
// 用 以 测 试 放 在ECX 中 的 数 据
能 否 正 确 传 到Ring0 中 断
// 因 为 很 多VxD 服 务 都 用
此 二 寄 存 器 传 递 参 数
int 9h
// 人 为 触 发 中 断, 平 时 会 出 现
保 护 错 误 蓝 屏 或 非 法 操
// 作 对 话 框， 现 在 安 装 了
// 中 断 服 务 例 程 后， 就 会 通 过
//VMM 在Ring0 调 用 中 断 服 务 例 程
－ －Ring0Proc
mov edi, ebx
mov esi, offset SavedGate
movsd // 恢 复 原 来 的 中 断 门 描 述 符
movsd
}
cout<<"CR0="<<_cr0<
运 行 结 果：
----此 方 法 的 好 处 一 是 回 避 了 奇 特 的VxD
文 件 格 式， 不 用 使 用 汇 编 语 言 编 程， 二 是 应 用 程 序 不 用 带 一 个 单
独 的VxD 文 件， 干 净 利 索。
----值 得 一 提 的 是， 许 多 文 章 描 述 著 名 的
CIH 病 毒 都 说 其 利 用 了VxD 技 术， 是 说 它 带 一 个 单 独 的VxD 文 件
吗 ？ 显 然 不 可 能， 实 际 上CIH 病 毒 使 用 的 就 是 以 上 技 巧， 进 入Ring0
后 调 用VMM 服 务 分 配 一 块 内 存， 把 自 身 拷 贝 进 去， 然 后 用IFS VxD 的
IFSMgr_InstallFileSystemApiHook 服 务 安 装 文 件 系 统 监 视 以 感 染 其 他 文
件， 只 不 过CIH 病 毒 安 装 的 是Int 3 中 断， 这 跟 在DOS 下 没 什 么 两 样。
我 们 也 可 以 对 此 了 解 以 更 好 地 防 范CIH 病 毒。
----最 后 还 要 指 出 其 缺 陷， 这 个 技 巧 仅 能 用
在Windows95/97/98 下， 在Windows NT 下 行 不 通。 不 过 听 说CIH 病 毒 的 作 者
已 经 开 发 了NT 版 的CIH 病 毒， 说 明NT 中 也 有 类 似 的" 后 门"。
周 昊 理(moses@263.net)
众 所 周 知， 在Windows95/98 的Win32 on Intel x86 体 系 中 利 用 了 处 理 器 的 三 环 保 护 模 型 中 的 零 环（Ring0， 最 高 权 限 级 别） 和 三 环（Ring3， 最 低 权 限 级 别）。 一 般 应 用 程 序 都 运 行 在Ring3 下， 受 到 严 格 的" 保 护"， 只 能 规
矩 地 使 用Win32API。 如 果 我 们 想 进 行 一 些 系 统 级 的 操 作， 例 如 在 嵌 入 汇 编 中 使 用 诸 如"Mov EAX，CR0"， 或 像 在DOS 下 那 样 调 用 一 些 必 不 可 少 的 系 统 服 务（ 如BIOS，DPMI 服 务） 而 用"Int xx"， 都 会 导 致" 非 法 操 作"。 但
这 种 能 力 有 时 是 必 不 可 少 的， 一 到 这 种 时 候Microsoft 就 " 建 议 编 写 一 个VxD"。VxD 大 家 早 有 所 闻 了， 在VxD 里， 不 但 可 以 执 行CPU 的 所 有 指 令， 而 且 可 以 调 用VMM( 虚 拟 机 管 理 器） 和 其 他VxD 提 供 的 上 千 个 系 统 级 服
务。 获 得 这 一 能 力 的 最 本 质 原 因 在 于 它 运 行 在Ring0， 与 系 统 内 核 同 一 级 别。 但 是 它 体 系 的 复 杂 性、 开 发 工 具 的 不 易 获 得、 帮 助 文 档 的 不 完 备， 使Microsoft 排 除 了 一 大 批 程 序 员 和 竞 争 对 手。 而 将
在Windows2000（Windows98 也 开 始 支 持） 中 取 代VxD 的WDM 对Win95 程 序 员 也 是 个 噩 梦， 它 需 要 了 解Windows NT 核 心 驱 动 模 型。
----有 没 有 简 单 一 些 的 办 法 呢 ？ 我 们 可 以 令 一 个 普 通Win32 应 用 程 序 运 行 在Ring0 下， 从 而 获 得VxD 的 能 力 吗 ？ 答 案 是 肯 定 的。 下 面 我 们 就 简 述 一 下 这 一 技 巧， 有 关Intel x86 保 护 模 式 的 基 础 知 识 请 大 家 看 有
关 书 籍。
----首 先 此 技 巧 基 于 以 下 理 论 根 据：
----一、SIDT 指 令（ 将 中 断 描 述 符 表 寄 存 器 IDTR － －64 位 宽，16 ～47Bit 存 有 中 断 描 述 符 表IDT 基 地 址 － － 的 内 容 存 入 指 定 地 址 单 元） 不 是 特 权 指 令， 就 是 说 我 们 可 以 在Ring3 下 执 行 该 指 令， 获 得IDT 的 基 地 址，
从 而 修 改IDT， 增 加 一 个 中 断 门 安 置 我 们 的 中 断 服 务， 一 旦Ring3 程 序 中 产 生 此 中 断，VMM 就 会 调 用 此 中 断 服 务 程 序， 而 此 中 断 服 务 程 序 就 运 行 在Ring0 下 了。 这 一 点 与 在DOS 下 非 常 相 似。
----二、Windows95 Win32 应 用 程 序 运 行 一 个 映 射 到 全 部4G 内 存 的 段 中， 选 择 子 为0137h，Ring0 中 的VxD 运 行 在 另 一 个 映 射 到 全 部4G 内 存 的 段 中， 选 择 子028h， 这 两 个 段 除 了 选 择 子 决 定 的 访 问 权 限 不 同 外， 没 什 么 不
同， 各 自 段 中 相 同 的 偏 移 量 对 应 了 相 同 的 线 性 地 址。 所 以 我 们 放 在Win32 应 用 程 序 中 的 中 断 服 务 程 序 可 以 以Ring3 的 段 偏 移 量 被Ring0 中 的VMM 寻 址。
----下 面 我 们 以 具 体 例 子 进 一 步 说 明， 程 序 中 有 详 细 注 释。
----这 是 一 个Win32 Console Program（ 控 制 台 应 用 程 序）， 虽 然 运 行 中 看 起 来 很 像DOS 筐 中 运 行 的 实 模 式DOS 程 序， 但 它 是 货 真 价 实 的 运 行 在Ring3 下 的Win32 程 序。 用Visual C ＋ ＋ 5.0 AppWizard 创 建 一 个Win32 Console Program
项 目, 添 加 以 下.CPP 文 件, 编 译 即 可。
＃include
＃include
＃include
＃include
// 若 无DDK 带 下 划 线 的 可 略 去，
这 些 语 句 演 示 了 调 用VMM/VXD 服 务
DWORDLONG IDTR,SavedGate;
WORD OurGate[4]={0,0x0028,0xee00,0x0000};
// 中 断 门 描 述 符 格 式 如 下：
DWORD _eax,_ecx,_cr0;
WORD vmmver;
HVM sysvm;
void nothing()
{
//Used to test call in Ring0
sysvm=Get_Sys_VM_Handle();
}
void __declspec( naked ) Ring0Proc(void)
// 中 断 例 程， 运 行 在Ring0
{
_asm{
mov _eax,eax //
mov _ecx,ecx //
mov eax, CR0
// 测 试Ring3 中 不 能 执 行 的 特 权 指 令
mov _cr0,eax //
}
VMMCall(Get_VMM_Version);
// 调 用VMM 服 务
_asm{
mov vmmver,ax
}
nothing();
// 测 试 在 运 行 于Ring0 的
中 断 例 程 中 调 用 子
_asm iretd
// 中 断 返 回, 与 在 实 模 式
编 程 无 本 质 区 别
}
void main() // 主 程 序
{
_asm{
mov eax, offset Ring0Proc
mov [OurGate], ax // 将 中 断 函 数 的 地 址
shr eax, 16 // 填 入 新 造 的 中 断 门
mov [OurGate ＋6], ax // 描 述 符
sidt fword ptr IDTR
// 将 中 断 描 述 符 表 寄 存 器（IDTR）
的 内 容 取 出
mov ebx, dword ptr [IDTR ＋2]
// 取 出 中 断 描 述 符 表（IDT） 基 地 址
add ebx, 8 ＊9
// 计 算Int 9 的 描 述 符 应 放 置 的 地 址 选 用
Int9 是 因 为 它 在Win32 保 护 模 式 下 未 占 用
mov edi, offset SavedGate
mov esi, ebx
movsd // 保 存 原 来 的Int 9 描 述 符 到
movsd //SavedGate 以 便 恢 复
mov edi, ebx
mov esi, offset OurGate
movsd // 替 换 原 来 的 中 断 门 描 述 符
movsd // 以 安 装 中 断 服 务 例 程
mov eax,0x6200
// 用 以 测 试 放 在EAX 中 的 数 据
能 否 正 确 传 到Ring0 中 断
mov ecx,0
// 用 以 测 试 放 在ECX 中 的 数 据
能 否 正 确 传 到Ring0 中 断
mov ecx,0
// 用 以 测 试 放 在ECX 中 的 数 据
能 否 正 确 传 到Ring0 中 断
// 因 为 很 多VxD 服 务 都 用
此 二 寄 存 器 传 递 参 数
int 9h
// 人 为 触 发 中 断, 平 时 会 出 现
保 护 错 误 蓝 屏 或 非 法 操
// 作 对 话 框， 现 在 安 装 了
// 中 断 服 务 例 程 后， 就 会 通 过
//VMM 在Ring0 调 用 中 断 服 务 例 程
－ －Ring0Proc
mov edi, ebx
mov esi, offset SavedGate
movsd // 恢 复 原 来 的 中 断 门 描 述 符
movsd
}
cout<<"CR0="<<_cr0<
运 行 结 果：
----此 方 法 的 好 处 一 是 回 避 了 奇 特 的VxD
文 件 格 式， 不 用 使 用 汇 编 语 言 编 程， 二 是 应 用 程 序 不 用 带 一 个 单
独 的VxD 文 件， 干 净 利 索。
----值 得 一 提 的 是， 许 多 文 章 描 述 著 名 的
CIH 病 毒 都 说 其 利 用 了VxD 技 术， 是 说 它 带 一 个 单 独 的VxD 文 件
吗 ？ 显 然 不 可 能， 实 际 上CIH 病 毒 使 用 的 就 是 以 上 技 巧， 进 入Ring0
后 调 用VMM 服 务 分 配 一 块 内 存， 把 自 身 拷 贝 进 去， 然 后 用IFS VxD 的
IFSMgr_InstallFileSystemApiHook 服 务 安 装 文 件 系 统 监 视 以 感 染 其 他 文
件， 只 不 过CIH 病 毒 安 装 的 是Int 3 中 断， 这 跟 在DOS 下 没 什 么 两 样。
我 们 也 可 以 对 此 了 解 以 更 好 地 防 范CIH 病 毒。
----最 后 还 要 指 出 其 缺 陷， 这 个 技 巧 仅 能 用
在Windows95/97/98 下， 在Windows NT 下 行 不 通。 不 过 听 说CIH 病 毒 的 作 者
已 经 开 发 了NT 版 的CIH 病 毒， 说 明NT 中 也 有 类 似 的" 后 门"。
