在 Linux 环境下使用 C 语言实现 Hook 技术

在 Linux 环境下使用 C 语言实现 Hook 技术，常见的场景包括函数 Hook 和系统调用 Hook 等，下面为你详细介绍这两种方式的实现原理和示例代码。
函数 Hook
原理
在 Linux 中，函数 Hook 的核心思路是通过修改目标函数的内存代码，使其跳转到自定义的钩子函数。通常会使用ptrace系统调用或者动态链接器（LD_PRELOAD）的特性来实现。这里主要介绍LD_PRELOAD方法，它是一种简单且有效的函数 Hook 方式，通过设置环境变量LD_PRELOAD，可以让系统在加载动态链接库时优先加载我们自定义的库，从而实现对目标函数的 Hook。
示例代码
假设我们要 Hook 标准库中的printf函数。
自定义 Hook 库代码（hook.c）
c
#include
#include

// 保存原始的printf函数指针
typedef int (*printf_t)(const char *format, …);
printf_t original_printf;

// 自定义的printf函数
int printf(const char *format, …) {
va_list args;
va_start(args, format);
// 可以在这里添加额外的逻辑，比如记录日志等
printf("Hooked printf: ");
int result = vprintf(format, args);
va_end(args);
return result;
}

// 构造函数，在库加载时执行
attribute((constructor))
void init() {
// 获取原始的printf函数地址
original_printf = (printf_t)dlsym(RTLD_NEXT, “printf”);
}
编译自定义 Hook 库
bash
gcc -shared -fPIC -o hook.so hook.c -ldl
测试代码（test.c）
c
#include

int main() {
printf(“Hello, World!\n”);
return 0;
}
编译测试代码
bash
gcc -o test test.c
运行测试程序并使用 Hook 库
bash
LD_PRELOAD=./hook.so ./test
代码解释
hook.c：定义了一个自定义的printf函数，在函数内部添加了额外的输出信息。init函数是一个构造函数，在库加载时会自动执行，它通过dlsym函数获取原始的printf函数地址。
test.c：一个简单的测试程序，调用printf函数输出信息。
通过设置LD_PRELOAD环境变量，让系统优先加载我们自定义的hook.so库，从而实现对printf函数的 Hook。
系统调用 Hook
原理
系统调用 Hook 是指拦截和修改系统调用的行为。在 Linux 中，可以通过修改系统调用表或者使用内核模块来实现。下面是一个简单的使用内核模块进行系统调用 Hook 的示例，该示例将 Hookopen系统调用。
示例代码
c
#include
#include
#include
#include
#include

// 保存原始的open系统调用函数指针
asmlinkage long (*original_open)(const char __user *filename, int flags, umode_t mode);

// 自定义的open系统调用函数
asmlinkage long hooked_open(const char __user *filename, int flags, umode_t mode) {
printk(KERN_INFO “Hooked open: %s\n”, filename);
// 调用原始的open系统调用
return original_open(filename, flags, mode);
}

// 内核模块初始化函数
static int __init hook_init(void) {
// 获取系统调用表地址
unsigned long *sys_call_table = (unsigned long *)kallsyms_lookup_name(“sys_call_table”);
if (!sys_call_table) {
printk(KERN_ERR “Failed to find sys_call_table\n”);
return -ENXIO;
}
// 保存原始的open系统调用函数地址
original_open = (void *)sys_call_table[__NR_open];
// 修改系统调用表，将open系统调用替换为自定义的函数
sys_call_table[__NR_open] = (unsigned long)hooked_open;
printk(KERN_INFO “Hook installed\n”);
return 0;
}

// 内核模块退出函数
static void __exit hook_exit(void) {
// 获取系统调用表地址
unsigned long *sys_call_table = (unsigned long *)kallsyms_lookup_name(“sys_call_table”);
if (!sys_call_table) {
printk(KERN_ERR “Failed to find sys_call_table\n”);
return;
}
// 恢复原始的open系统调用函数地址
sys_call_table[__NR_open] = (unsigned long)original_open;
printk(KERN_INFO “Hook removed\n”);
}

module_init(hook_init);
module_exit(hook_exit);

MODULE_LICENSE(“GPL”);
编译和加载内核模块
bash
make
sudo insmod hook.ko
卸载内核模块
bash
sudo rmmod hook
代码解释
hooked_open：自定义的open系统调用函数，在函数内部打印出被打开文件的文件名，然后调用原始的open系统调用。
hook_init：内核模块初始化函数，它通过kallsyms_lookup_name函数获取系统调用表的地址，保存原始的open系统调用函数地址，并将系统调用表中的open系统调用替换为自定义的函数。
hook_exit：内核模块退出函数，它将系统调用表中的open系统调用恢复为原始的函数地址。
需要注意的是，内核模块的开发和使用需要谨慎，因为错误的内核模块可能会导致系统崩溃。