6.5 Windows驱动开发：内核枚举PspCidTable句柄表
【摘要】 在 Windows 操作系统内核中，PspCidTable 通常是与进程（Process）管理相关的数据结构之一。它与进程的标识和管理有关，每个进程都有一个唯一的标识符，称为进程 ID（PID）。与之相关的是客户端 ID，它是一个结构，其中包含唯一标识进程的信息。这样的标识符在进程管理、线程管理和内核对象的创建等方面都起到关键作用。PspCidTable 可用于快速查找和管理进程信息，以便在...
在 Windows 操作系统内核中，PspCidTable 通常是与进程（Process）管理相关的数据结构之一。它与进程的标识和管理有关，每个进程都有一个唯一的标识符，称为进程 ID（PID）。与之相关的是客户端 ID，它是一个结构，其中包含唯一标识进程的信息。这样的标识符在进程管理、线程管理和内核对象的创建等方面都起到关键作用。
PspCidTable 可用于快速查找和管理进程信息，以便在系统中追踪、查询和操作进程。该表格可能包含有关每个进程的关键信息，例如 PID、客户端 ID、进程状态等。
在上一篇文章《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" << 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。
#include <ntifs.h>
#include <windef.h>
// 获取 PspCidTable
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：
#include <ntifs.h>
#include <windef.h>
// 获取 PspCidTable
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
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
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
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 \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。
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