COM Hook原理

 

掌握C++对象模型底层知识的人都知道，C++利用虚函数的机制来实现运行期的多态。

例如一个类申明如下：

class A

{

public:
A(){}
~A(){}

virtual void f1(){ printf("Founction f1 called"); }

virtual void f2(){ printf("Founction f2 called"); }

virtual void f3(){ printf("Founction f3 called"); }

private:

int n;

};

那么A对象在内存中的结构图大概如下:

如上图：可以看到 A 对象的前 4 个字节是虚函数表的指针 vptr ，而虚函数表本身又是一个数组。所以 vptr 可以看作一个指向指针的指针。
那么已知 pA 为 A 对象指针，我们如果想得到虚函数表的地址，只需要如下即可。
long** pplVrtable= (long**)(pA);
我们可以为类 A 添加一个成员函数确认一下。
void A::reset_f1()
{
long** pplVrtable= (long**)(this); // 取得虚函数表的指针
*pplVrtable = *pplVrtable +1;// 将虚函数表的指针指向虚函数表第二个值。
}
测试代码：
int main(int argc, char* argv[])
{
A* pA = new A;
pA->reset_f1();

printf("Begin to call founction f1./n");

pA->f1();

delete pA;

return 0;
}
运行输出：
Begin to call founction f1.
Founction f2 called.
结果证实虚函数表的指针已经被成功修改，对于成员函数 f1 的调用变成了对 f2 的调用 .
但是我们这里修改的只是虚函数指针，那么我们可不可以直接修改 虚函数表那？
试一下看看，修改代码如下：
void A::reset_f1()
{

long** pplVrtable= (long**)(this); // 取得虚函数表的指针

(*pplVrtable)[0]= (*pplVrtable)[1];// 将虚函数表的第一个值设置为虚函数表第二个值。
}
运行 , 结果程序 crash 了 , 看样子虚函数表这块内存是被系统保护了 , 看似山重水复疑无路了 , 不过没关系 ,Windows 提供了一组针对内存保护的函数 :
VirtualQueryEx, VirtualProtectEx,( 相关定义和使用方法 , 可以看看 MSDN).
利用这两个函数我们可以实现修改 虚函数表的功能 , 再次修改代码如下 :
void reset_f1()
{
      long** pplVrtable= (long**)(this);

      HANDLE hProcess = OpenProcess(PROCESS_ALL_ACCESS, FALSE, ::GetCurrentProcessId());

MEMORY_BASIC_INFORMATION mbi = {0};

if (VirtualQueryEx(hProcess, (LPVOID)(*pplVrtable), &mbi, sizeof(mbi)) != sizeof(mbi))
return;

DWORD dwOldProtect = 0;
if(!::VirtualProtectEx(hProcess, mbi.BaseAddress, 4, PAGE_EXECUTE_READWRITE, &dwOldProtect))
return;

(*pplVrtable)[0] = (*pplVrtable)[1];


DWORD dwTemp = 0;
::VirtualProtectEx(hProcess, mbi.BaseAddress, 4, dwOldProtect, &dwTemp);
CloseHandle(hProcess);
}
运行输出：
Begin to call founction f1.
Founction f2 called.
结果与预期一样 , 虚函数表终于被成功修改了 .
因为 COM 接口是没有成员变量的只有纯虚函数的类 , 其虚函数指针在内存分配上具有唯一性 , 所以我们可以通过以上的技术实现对所有 COM 接口成员函数的 HOOK. ,