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驱动开发：内核枚举PspCidTable句柄表

微软技术分享发表于 2022/10/28 17:18:04 2022/10/28

【摘要】在上一篇文章`《驱动开发：内核枚举DpcTimer定时器》`中我们通过枚举特征码的方式找到了`DPC`定时器基址并输出了内核中存在的定时器列表，本章将学习如何通过特征码定位的方式寻找`Windows 10`系统下面的`PspCidTable`内核句柄表地址。

在上一篇文章《驱动开发：内核枚举DpcTimer定时器》中我们通过枚举特征码的方式找到了DPC定时器基址并输出了内核中存在的定时器列表，本章将学习如何通过特征码定位的方式寻找Windows 10系统下面的PspCidTable内核句柄表地址。

首先引入一段基础概念；

1.在windows下所有的资源都是用对象的方式进行管理的(文件、进程、设备等都是对象)，当要访问一个对象时，如打开一个文件，系统就会创建一个对象句柄，通过这个句柄可以对这个文件进行各种操作。
2.句柄和对象的联系是通过句柄表来进行的，准确来说一个句柄就是它所对应的对象在句柄表中的索引。
3.通过句柄可以在句柄表中找到对象的指针，通过指针就可以对，对象进行操作。

PspCidTable 就是这样的一种表(内核句柄表)，表的内部存放的是进程EPROCESS和线程ETHREAD的内核对象，并通过进程PID和线程TID进行索引，ID号以4递增，内核句柄表不属于任何进程，也不连接在系统的句柄表上，通过它可以返回系统的任何对象。

内核句柄表与普通句柄表完全一样，但它与每个进程私有的句柄表有以下不同；

1.PspCidTable 中存放的对象是系统中所有的进程线程对象，其索引就是PID和TID。
2.PspCidTable 中存放的直接是对象体EPROCESS和ETHREAD，而每个进程私有的句柄表则存放的是对象头OBJECT_HEADER。
3.PspCidTable 是一个独立的句柄表，而每个进程私有的句柄表以一个双链连接起来。
4.PspCidTable 访问对象时要掩掉低三位，每个进程私有的句柄表是双链连接起来的。

那么在Windows10系统中该如何枚举句柄表；

1.首先找到PsLookupProcessByProcessId函数地址，该函数是被导出的可以动态拿到。
2.其次在PsLookupProcessByProcessId地址中搜索PspReferenceCidTableEntry函数。
3.最后在PspReferenceCidTableEntry地址中找到PspCidTable函数。

首先第一步先要得到PspCidTable函数内存地址，输入dp PspCidTable即可得到，如果在程序中则是调用MmGetSystemRoutineAddress取到。

PspCidTable是一个HANDLE_TALBE结构，当新建一个进程时，对应的会在PspCidTable存在一个该进程和线程对应的HANDLE_TABLE_ENTRY项。在windows10中依然采用动态扩展的方法，当句柄数少的时候就采用下层表，多的时候才启用中层表或上层表。

接着我们解析ffffdc88-79605dc0这个内存地址，执行dt _HANDLE_TABLE 0xffffdc8879605dc0得到规范化结构体。

内核句柄表分为三层如下；

下层表：是一个HANDLE_TABLE_ENTRY项的索引，整个表共有256个元素，每个元素是一个8个字节长的HANDLE_TABLE_ENTRY项及索引，HANDLE_TABLE_ENTRY项中保存着指向对象的指针，下层表可以看成是进程和线程的稠密索引。
中层表：共有256个元素，每个元素是4个字节长的指向下层表的入口指针及索引，中层表可以看成是进程和线程的稀疏索引。
上层表：共有256个元素，每个元素是4个字节长的指向中层表的入口指针及索引，上层表可以看成是中层表的稀疏索引。

总结起来一个句柄表有一个上层表，一个上层表最多可以有256个中层表的入口指针，每个中层表最多可以有256个下层表的入口指针，每个下层表最多可以有256个进程和线程对象的指针。PspCidTable表可以看成是HANDLE_TBALE_ENTRY项的多级索引。

如上图所示TableCode是指向句柄表的指针，低二位（二进制）记录句柄表的等级：0（00）表示一级表，1（01）表示二级表，2（10）表示三级表。这里的 0xffffdc88-7d09b001 就说名它是一个二级表。

一级表里存放的就是进程和线程对象（加密过的，需要一些计算来解密），二级表里存放的是指向某个一级表的指针，同理三级表存放的是指向二级表的指针。

x64 系统中，每张表的大小是 0x1000（4096），一级表中存放的是 _handle_table_entry 结构（大小 = 16），二级表和三级表存放的是指针（大小 = 8）。

我们对 0xffffdc88-7d09b001 抹去低二位，输入dp 0xffffdc887d09b000 输出的结果就是一张二级表，里面存储的就是一级表指针。

继续查看第一张一级表，输入dp 0xffffdc887962a000命令，我们知道一级句柄表是根据进程或线程ID来索引的，且以4累加，所以第一行对应id = 0，第二行对应id = 4。根据尝试，PID = 4的进程是System。

所以此处的第二行0xb281de28-3300ffa7就是加密后的System进程的EPROCESS结构，对于Win10系统来说解密算法(value >> 0x10) & 0xfffffffffffffff0是这样的，我们通过代码计算出来。

#include <Windows.h>
#include <iostream>

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
	std::cout << "hello lyshark.com" << std::endl;

	ULONG64 ul_recode = 0xb281de283300ffa7;

	ULONG64 ul_decode = (LONG64)ul_recode >> 0x10;
	ul_decode &= 0xfffffffffffffff0;

	std::cout << "解密后地址: " << std::hex << ul_decode << std::endl;
	getchar();

	return 0;
}

运行程序得到如下输出，即可知道System系统进程解密后的EPROCESS结构地址是0xffffb281de283300

回到WinDBG调试器，输入命令dt _EPROCESS 0xffffb281de283300解析以下这个结构，输出结果是System进程。

理论知识总结已经结束了，接下来就是如何实现枚举进程线程了，枚举流程如下：

1.首先找到PspCidTable的地址。
2.然后找到HANDLE_TBALE的地址。
3.根据TableCode来判断层次结构。
4.遍历层次结构来获取对象地址。
5.判断对象类型是否为进程对象。
6.判断进程是否有效。

这里先来实现获取PspCidTable函数的动态地址，代码如下。

// 署名
// PowerBy: LyShark
// Email: me@lyshark.com

#include <ntifs.h>
#include <windef.h>

// 获取 PspCidTable
// By: LyShark.com
BOOLEAN get_PspCidTable(ULONG64* tableAddr)
{
	// 获取 PsLookupProcessByProcessId 地址
	UNICODE_STRING uc_funcName;
	RtlInitUnicodeString(&uc_funcName, L"PsLookupProcessByProcessId");
	ULONG64 ul_funcAddr = MmGetSystemRoutineAddress(&uc_funcName);
	if (ul_funcAddr == NULL)
	{
		return FALSE;
	}
	DbgPrint("PsLookupProcessByProcessId addr = %p \n", ul_funcAddr);

	// 前 40 字节有 call（PspReferenceCidTableEntry）
	/*
	0: kd> uf PsLookupProcessByProcessId
		nt!PsLookupProcessByProcessId:
		fffff802`0841cfe0 48895c2418      mov     qword ptr [rsp+18h],rbx
		fffff802`0841cfe5 56              push    rsi
		fffff802`0841cfe6 4883ec20        sub     rsp,20h
		fffff802`0841cfea 48897c2438      mov     qword ptr [rsp+38h],rdi
		fffff802`0841cfef 488bf2          mov     rsi,rdx
		fffff802`0841cff2 65488b3c2588010000 mov   rdi,qword ptr gs:[188h]
		fffff802`0841cffb 66ff8fe6010000  dec     word ptr [rdi+1E6h]
		fffff802`0841d002 b203            mov     dl,3
		fffff802`0841d004 e887000000      call    nt!PspReferenceCidTableEntry (fffff802`0841d090)
		fffff802`0841d009 488bd8          mov     rbx,rax
		fffff802`0841d00c 4885c0          test    rax,rax
		fffff802`0841d00f 7435            je      nt!PsLookupProcessByProcessId+0x66 (fffff802`0841d046)  Branch
	*/
	ULONG64 ul_entry = 0;
	for (INT i = 0; i < 100; i++)
	{
		// fffff802`0841d004 e8 87 00 00 00      call    nt!PspReferenceCidTableEntry (fffff802`0841d090)
		if (*(PUCHAR)(ul_funcAddr + i) == 0xe8)
		{
			ul_entry = ul_funcAddr + i;
			break;
		}
	}

	if (ul_entry != 0)
	{
		// 解析 call 地址
		INT i_callCode = *(INT*)(ul_entry + 1);
		DbgPrint("i_callCode = %p \n", i_callCode);
		ULONG64 ul_callJmp = ul_entry + i_callCode + 5;
		DbgPrint("ul_callJmp = %p \n", ul_callJmp);

		// 来到 call（PspReferenceCidTableEntry） 内找 PspCidTable
		/*
		0: kd> uf PspReferenceCidTableEntry
			nt!PspReferenceCidTableEntry+0x115:
			fffff802`0841d1a5 488b0d8473f5ff  mov     rcx,qword ptr [nt!PspCidTable (fffff802`08374530)]
			fffff802`0841d1ac b801000000      mov     eax,1
			fffff802`0841d1b1 f0480fc107      lock xadd qword ptr [rdi],rax
			fffff802`0841d1b6 4883c130        add     rcx,30h
			fffff802`0841d1ba f0830c2400      lock or dword ptr [rsp],0
			fffff802`0841d1bf 48833900        cmp     qword ptr [rcx],0
			fffff802`0841d1c3 0f843fffffff    je      nt!PspReferenceCidTableEntry+0x78 (fffff802`0841d108)  Branch
		*/
		for (INT i = 0; i < 0x120; i++)
		{
			// fffff802`0841d1a5 48 8b 0d 84 73 f5 ff  mov     rcx,qword ptr [nt!PspCidTable (fffff802`08374530)]
			if (*(PUCHAR)(ul_callJmp + i) == 0x48 && *(PUCHAR)(ul_callJmp + i + 1) == 0x8b && *(PUCHAR)(ul_callJmp + i + 2) == 0x0d)
			{
				// 解析 mov 地址
				INT i_movCode = *(INT*)(ul_callJmp + i + 3);
				DbgPrint("i_movCode = %p \n", i_movCode);
				ULONG64 ul_movJmp = ul_callJmp + i + i_movCode + 7;
				DbgPrint("ul_movJmp = %p \n", ul_movJmp);

				// 得到 PspCidTable
				*tableAddr = ul_movJmp;
				return TRUE;
			}
		}
	}
	return FALSE;
}

VOID UnDriver(PDRIVER_OBJECT driver)
{
	DbgPrint(("Uninstall Driver Is OK \n"));
}

NTSTATUS DriverEntry(IN PDRIVER_OBJECT Driver, PUNICODE_STRING RegistryPath)
{
	DbgPrint(("hello lyshark \n"));

	ULONG64 tableAddr = 0;

	get_PspCidTable(&tableAddr);

	DbgPrint("PspCidTable Address = %p \n", tableAddr);

	Driver->DriverUnload = UnDriver;
	return STATUS_SUCCESS;
}

运行后即可得到动态地址，我们可以验证一下是否一致：

继续增加对与三级表的动态解析代码，最终代码如下所示：

// 署名
// PowerBy: LyShark
// Email: me@lyshark.com

#include <ntifs.h>
#include <windef.h>

// 获取 PspCidTable
// By: LyShark.com
BOOLEAN get_PspCidTable(ULONG64* tableAddr)
{
	// 获取 PsLookupProcessByProcessId 地址
	UNICODE_STRING uc_funcName;
	RtlInitUnicodeString(&uc_funcName, L"PsLookupProcessByProcessId");
	ULONG64 ul_funcAddr = MmGetSystemRoutineAddress(&uc_funcName);
	if (ul_funcAddr == NULL)
	{
		return FALSE;
	}
	DbgPrint("PsLookupProcessByProcessId addr = %p \n", ul_funcAddr);

	// 前 40 字节有 call（PspReferenceCidTableEntry）
	/*
	0: kd> uf PsLookupProcessByProcessId
		nt!PsLookupProcessByProcessId:
		fffff802`0841cfe0 48895c2418      mov     qword ptr [rsp+18h],rbx
		fffff802`0841cfe5 56              push    rsi
		fffff802`0841cfe6 4883ec20        sub     rsp,20h
		fffff802`0841cfea 48897c2438      mov     qword ptr [rsp+38h],rdi
		fffff802`0841cfef 488bf2          mov     rsi,rdx
		fffff802`0841cff2 65488b3c2588010000 mov   rdi,qword ptr gs:[188h]
		fffff802`0841cffb 66ff8fe6010000  dec     word ptr [rdi+1E6h]
		fffff802`0841d002 b203            mov     dl,3
		fffff802`0841d004 e887000000      call    nt!PspReferenceCidTableEntry (fffff802`0841d090)
		fffff802`0841d009 488bd8          mov     rbx,rax
		fffff802`0841d00c 4885c0          test    rax,rax
		fffff802`0841d00f 7435            je      nt!PsLookupProcessByProcessId+0x66 (fffff802`0841d046)  Branch
	*/
	ULONG64 ul_entry = 0;
	for (INT i = 0; i < 100; i++)
	{
		// fffff802`0841d004 e8 87 00 00 00      call    nt!PspReferenceCidTableEntry (fffff802`0841d090)
		if (*(PUCHAR)(ul_funcAddr + i) == 0xe8)
		{
			ul_entry = ul_funcAddr + i;
			break;
		}
	}

	if (ul_entry != 0)
	{
		// 解析 call 地址
		INT i_callCode = *(INT*)(ul_entry + 1);
		DbgPrint("i_callCode = %p \n", i_callCode);
		ULONG64 ul_callJmp = ul_entry + i_callCode + 5;
		DbgPrint("ul_callJmp = %p \n", ul_callJmp);

		// 来到 call（PspReferenceCidTableEntry） 内找 PspCidTable
		/*
		0: kd> uf PspReferenceCidTableEntry
			nt!PspReferenceCidTableEntry+0x115:
			fffff802`0841d1a5 488b0d8473f5ff  mov     rcx,qword ptr [nt!PspCidTable (fffff802`08374530)]
			fffff802`0841d1ac b801000000      mov     eax,1
			fffff802`0841d1b1 f0480fc107      lock xadd qword ptr [rdi],rax
			fffff802`0841d1b6 4883c130        add     rcx,30h
			fffff802`0841d1ba f0830c2400      lock or dword ptr [rsp],0
			fffff802`0841d1bf 48833900        cmp     qword ptr [rcx],0
			fffff802`0841d1c3 0f843fffffff    je      nt!PspReferenceCidTableEntry+0x78 (fffff802`0841d108)  Branch
		*/
		for (INT i = 0; i < 0x120; i++)
		{
			// fffff802`0841d1a5 48 8b 0d 84 73 f5 ff  mov     rcx,qword ptr [nt!PspCidTable (fffff802`08374530)]
			if (*(PUCHAR)(ul_callJmp + i) == 0x48 && *(PUCHAR)(ul_callJmp + i + 1) == 0x8b && *(PUCHAR)(ul_callJmp + i + 2) == 0x0d)
			{
				// 解析 mov 地址
				INT i_movCode = *(INT*)(ul_callJmp + i + 3);
				DbgPrint("i_movCode = %p \n", i_movCode);
				ULONG64 ul_movJmp = ul_callJmp + i + i_movCode + 7;
				DbgPrint("ul_movJmp = %p \n", ul_movJmp);

				// 得到 PspCidTable
				*tableAddr = ul_movJmp;
				return TRUE;
			}
		}
	}
	return FALSE;
}

/* 解析一级表
// By: LyShark.com
BaseAddr：一级表的基地址
index1：第几个一级表
index2：第几个二级表
*/
VOID parse_table_1(ULONG64 BaseAddr, INT index1, INT index2)
{
	// 遍历一级表（每个表项大小 16 ），表大小 4k，所以遍历 4096/16 = 526 次
	PEPROCESS p_eprocess = NULL;
	PETHREAD p_ethread = NULL;
	INT i_id = 0;
	for (INT i = 0; i < 256; i++)
	{
		if (!MmIsAddressValid((PVOID64)(BaseAddr + i * 16)))
		{
			DbgPrint("非法地址= %p \n", BaseAddr + i * 16);
			continue;
		}

		ULONG64 ul_recode = *(PULONG64)(BaseAddr + i * 16);
		
		// 解密
		ULONG64 ul_decode = (LONG64)ul_recode >> 0x10;
		ul_decode &= 0xfffffffffffffff0;
		
		// 判断是进程还是线程
		i_id = i * 4 + 1024 * index1 + 512 * index2 * 1024;
		if (PsLookupProcessByProcessId(i_id, &p_eprocess) == STATUS_SUCCESS)
		{
			DbgPrint("进程PID: %d | ID: %d | 内存地址: %p | 对象: %p \n", i_id, i, BaseAddr + i * 0x10, ul_decode);
		}
		else if (PsLookupThreadByThreadId(i_id, &p_ethread) == STATUS_SUCCESS)
		{
			DbgPrint("线程TID: %d | ID: %d | 内存地址: %p | 对象: %p \n", i_id, i, BaseAddr + i * 0x10, ul_decode);
		}
	}
}

/* 解析二级表
// By: LyShark.com
BaseAddr：二级表基地址
index2：第几个二级表
*/
VOID parse_table_2(ULONG64 BaseAddr, INT index2)
{
	// 遍历二级表（每个表项大小 8）,表大小 4k，所以遍历 4096/8 = 512 次
	ULONG64 ul_baseAddr_1 = 0;
	for (INT i = 0; i < 512; i++)
	{
		if (!MmIsAddressValid((PVOID64)(BaseAddr + i * 8)))
		{
			DbgPrint("非法二级表指针（1）:%p \n", BaseAddr + i * 8);
			continue;
		}
		if (!MmIsAddressValid((PVOID64)*(PULONG64)(BaseAddr + i * 8)))
		{
			DbgPrint("非法二级表指针（2）:%p \n", BaseAddr + i * 8);
			continue;
		}
		ul_baseAddr_1 = *(PULONG64)(BaseAddr + i * 8);
		parse_table_1(ul_baseAddr_1, i, index2);
	}
}

/* 解析三级表
// By: LyShark.com
BaseAddr：三级表基地址
*/
VOID parse_table_3(ULONG64 BaseAddr)
{
	// 遍历三级表（每个表项大小 8）,表大小 4k，所以遍历 4096/8 = 512 次
	ULONG64 ul_baseAddr_2 = 0;
	for (INT i = 0; i < 512; i++)
	{
		if (!MmIsAddressValid((PVOID64)(BaseAddr + i * 8)))
		{
			continue;
		}
		if (!MmIsAddressValid((PVOID64)* (PULONG64)(BaseAddr + i * 8)))
		{
			continue;
		}
		ul_baseAddr_2 = *(PULONG64)(BaseAddr + i * 8);
		parse_table_2(ul_baseAddr_2, i);
	}
}

VOID UnDriver(PDRIVER_OBJECT driver)
{
	DbgPrint(("Uninstall Driver Is OK \n"));
}

NTSTATUS DriverEntry(IN PDRIVER_OBJECT Driver, PUNICODE_STRING RegistryPath)
{
	DbgPrint(("hello lyshark.com \n"));

	ULONG64 tableAddr = 0;

	get_PspCidTable(&tableAddr);

	DbgPrint("PspCidTable Address = %p \n", tableAddr);

	// 获取 _HANDLE_TABLE 的 TableCode
	ULONG64 ul_tableCode = *(PULONG64)(((ULONG64)*(PULONG64)tableAddr) + 8);
	DbgPrint("ul_tableCode = %p \n", ul_tableCode);

	// 取低 2位（二级制11 = 3）
	INT i_low2 = ul_tableCode & 3;
	DbgPrint("i_low2 = %X \n", i_low2);

	// 一级表
	if (i_low2 == 0)
	{
		// TableCode 低 2位抹零（二级制11 = 3）
		parse_table_1(ul_tableCode & (~3), 0, 0);
	}
	// 二级表
	else if (i_low2 == 1)
	{
		// TableCode 低 2位抹零（二级制11 = 3）
		parse_table_2(ul_tableCode & (~3), 0);
	}
	// 三级表
	else if (i_low2 == 2)
	{
		// TableCode 低 2位抹零（二级制11 = 3）
		parse_table_3(ul_tableCode & (~3));
	}
	else
	{
		DbgPrint("LyShark提示: 错误,非法! ");
		return FALSE;
	}

	Driver->DriverUnload = UnDriver;
	return STATUS_SUCCESS;
}

运行如上完整代码，我们可以在WinDBG中捕捉到枚举到的进程信息：

线程信息在进程信息的下面，枚举效果如下：

至此文章就结束了，这里多说一句，实际上ZwQuerySystemInformation枚举系统句柄时就是走的这条双链，枚举系统进程如果使用的是这个API函数，那么不出意外它也是在这些内核表中做的解析。

参考文献

http://www.blogfshare.com/details-in-pspcidtbale.html
https://blog.csdn.net/whatday/article/details/17189093
https://www.cnblogs.com/kuangke/p/5761615.html

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