Windows热键注册的底层原理

要像系统注册一个全局热键,需要用到RegisterHotKey,函数用法如下(MSDN):
BOOL RegisterHotKey(      
                                          HWND hWnd,
                                          int id,
                                          UINT fsModifiers,
                                          UINT vk
);
    函数功能:该函数定义一个系统范围的热键。
  函数原型:BOOL RegisterHotKey(HWND hWnd,int id,UINT fsModifiers,UINT vk);
  参数:
  hWnd:接收热键产生WM_HOTKEY消息的窗口句柄。若该参数NULL,传递给调用线程的WM_HOTKEY消息必须在消息循环中中进行处理。
  id:定义热键的标识符。调用线程中的其他热键不能使用同样的标识符。应用功能程序必须定义一个0X0000-0xBFFF范围的值。一个共享的动态链接库(DLL)必须

定义一个0xC000-0xFFFF范围的值伯GlobalAddAtom函数返回该范围)。为了避免与其他动态链接库定义的热键冲突,一个DLL必须使用GlobalAddAtom函数获得热键的标

识符。
  fsModifoers:定义为了产生WM_HOTKEY消息而必须与由nVirtKey参数定义的键一起按下的键。该参数可以是如下值的组合:
  MOD_ALT:按下的可以是任一Alt键。MOD_CONTROL:按下的可以是任一Ctrl键。
  MOD_SHIFT:按下的可以是任一Shift键。
  MOD_WIN:按下的可以是任一Windows按键。这些键可以用Microsoft Windows日志记录下来。
  MOD_NOREPEAT:Windows 7或者后续版本: 更改热键行为,以便键盘自动重复不会产生多个热键通知。
  vk:定义热键的虚拟键码。
  返回值:若函数调用成功,返回一个非O值。若函数调用失败,则返回值为0。若要获得更多的错误信息,可以调用GetLastError函数。
  备注:当某键被接下时,系统在所有的热键中寻找匹配者。一旦找到一个匹配的热键,系统将把WM_HOTKEY消息传递给登记了该热键的线程的消息队列。该消息被传

送到队列头部,因此它将在下一轮消息循环中被移去。该函数不能将热键同其他线程创建的窗口关联起来。
  若为一热键定义的击键己被其他热键所定义,则RegisterHotKey函数调用失败。
  若hWnd参数标识的窗口已用与id参数定义的相同的标识符登记了一个热键,则参数fsModifiers和vk的新值将替代这些参数先前定义的值。
  Windows CE:Windows CE 2.0以上版本对于参数fsModifiers支持一个附加的标志位。叫做MOD_KEYUP。
  若设置MOD_KEYUP位,则当发生键被按下或被弹起的事件时,窗口将发送WM_HOTKEY消息。
  RegisterHotKey可以被用来在线程之间登记热键。
  速查:Windows NT:3.1及以上版本;Windows:95及以上版本;Windows CE:不支持;头文件:winuser.h;库文件:Hotkey.lib。
    F12键是调试器所使用的保留,所以不应将其注册为热键

1 2 3 4 #define MOD_ALT         0x0001 =    1 #define MOD_CONTROL     0x0002 =   10 #define MOD_SHIFT       0x0004 =  100 #define MOD_WIN         0x0008 = 1000

在IDA中反汇编RegisterHotKey

1 2 3 4 5 .text:77D1EBB3                 mov     eax, 11EAh        // 系统服务号 .text:77D1EBB8                 mov     edx, 7FFE0300h   .text:77D1EBBD                 call    dword ptr [edx] .text:77D1EBBF                 retn    10h .text:77D1EBBF _NtUserRegisterHotKey@16 endp

系统把服务号保存在eax寄存器,直接call [edx]
OD查看得到7FFE0300

1 2 3 dd  7FFE0300 7FFE0300  7C92E510  ntdll.KiFastSystemCall 7FFE0304  7C92E514  ntdll.KiFastSystemCallRet

Windbg查看得到

1 2 3 4 5 6 lkd>  dd  ffdf0300 l2 ffdf0300  7c92e510 7c92e514   lkd> u 7c92e510 7c92e510 8bd4            mov     edx,esp 7c92e512 0f34            sysenter

windows中0x7FFE0000和0x0FFDF0000被映射到同一个物理地址,供4KB,但在用户模式下该地址是不可写的,内核模式下的可写,4K空间操作系统占用一部分,
余下的大约有3K
USER:0x7FFE0000
KERNEL:0x0FFDF0000
在Windbg可用dt nt!_KUSER_SHARED_DATA命令查看该共享区域

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 lkd> dt nt!_KUSER_SHARED_DATA     +0x000 TickCountLow     : Uint4B     +0x004 TickCountMultiplier : Uint4B     +0x008 InterruptTime    : _KSYSTEM_TIME     +0x014 SystemTime       : _KSYSTEM_TIME     +0x020 TimeZoneBias     : _KSYSTEM_TIME     +0x02c ImageNumberLow   : Uint2B     +0x02e ImageNumberHigh  : Uint2B     +0x030 NtSystemRoot     : [260] Uint2B     +0x238 MaxStackTraceDepth : Uint4B     +0x23c CryptoExponent   : Uint4B     +0x240 TimeZoneId       : Uint4B     +0x244 Reserved2        : [8] Uint4B     +0x264 NtProductType    : _NT_PRODUCT_TYPE     +0x268 ProductTypeIsValid : UChar     +0x26c NtMajorVersion   : Uint4B     +0x270 NtMinorVersion   : Uint4B     +0x274 ProcessorFeatures : [64] UChar     +0x2b4 Reserved1        : Uint4B     +0x2b8 Reserved3        : Uint4B     +0x2bc TimeSlip         : Uint4B     +0x2c0 AlternativeArchitecture : _ALTERNATIVE_ARCHITECTURE_TYPE     +0x2c8 SystemExpirationDate : _LARGE_INTEGER     +0x2d0 SuiteMask        : Uint4B     +0x2d4 KdDebuggerEnabled : UChar     +0x2d5 NXSupportPolicy  : UChar     +0x2d8 ActiveConsoleId  : Uint4B     +0x2dc DismountCount    : Uint4B     +0x2e0 ComPlusPackage   : Uint4B     +0x2e4 LastSystemRITEventTickCount : Uint4B     +0x2e8 NumberOfPhysicalPages : Uint4B     +0x2ec SafeBootMode     : UChar     +0x2f0 TraceLogging     : Uint4B     +0x2f8 TestRetInstruction : Uint8B     +0x300 SystemCall       : Uint4B     +0x304 SystemCallReturn : Uint4B     +0x308 SystemCallPad    : [3] Uint8B     +0x320 TickCount        : _KSYSTEM_TIME     +0x320 TickCountQuad    : Uint8B     +0x330 Cookie           : Uint4B

11EA = 1000111101010 = 13~14位选择服务描述表,选择KeServiceDescriptorTableShadow,系统共有4个服务描述表,第一个在ntoskrnl.exe中
并导出KeServiceDescriptorTable指针

可见该函数没做任何处理直接进入内核(win32k.sys)中,在Windbg反汇编:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 lkd> uf win32k!NtUserRegisterHotKey win32k!NtUserRegisterHotKey+0x34: bf899720 33c0            xor     eax,eax         //eax  = NULL bf899722 eb29            jmp     win32k!NtUserRegisterHotKey+0x36 (bf89974d)   win32k!NtUserRegisterHotKey: bf899729 8bff            mov     edi,edi bf89972b 55              push    ebp bf89972c 8bec            mov     ebp,esp bf89972e 56              push    esi bf89972f e8b673f6ff      call    win32k!EnterCrit (bf800aea) bf899734 f74510f07fffff   test     dword ptr [ebp+10h],0FFFF7FF0h      //fsModifiers 是否有效,是否大于1000b 11111111111111110111111111110000     bf89973b 752d            jne     win32k!NtUserRegisterHotKey+0x14 (bf89976a) //fsModifiers 无效则跳转   win32k!NtUserRegisterHotKey+0x20: bf89973d 8b4d08          mov     ecx,dword ptr [ebp+8]   //hWnd bf899740 85c9             test     ecx,ecx    bf899742 74dc            je      win32k!NtUserRegisterHotKey+0x34 (bf899720) //hWnd  == NULL   win32k!NtUserRegisterHotKey+0x27: bf899744 e86a7ef6ff      call    win32k!ValidateHwnd (bf8015b3) // 则验证句柄 bf899749 85c0             test     eax,eax    bf89974b 7427            je      win32k!NtUserRegisterHotKey+0x30 (bf899774)  // 返回NULL   win32k!NtUserRegisterHotKey+0x36: bf89974d ff7514          push    dword ptr [ebp+14h]     //vk bf899750 ff7510          push    dword ptr [ebp+10h]     //fsModifiers bf899753 ff750c          push    dword ptr [ebp+0Ch]     //id bf899756 50              push    eax             //pWnd bf899757 e8aefeffff      call    win32k!_RegisterHotKey (bf89960a) bf89975c 8bf0            mov     esi,eax   win32k!NtUserRegisterHotKey+0x47: bf89975e e8b373f6ff      call    win32k!LeaveCrit (bf800b16) bf899763 8bc6            mov     eax,esi bf899765 5e              pop     esi bf899766 5d              pop     ebp bf899767 c21000          ret     10h   win32k!NtUserRegisterHotKey+0x14: bf89976a 68ec030000      push    3ECh        // 错误码:1004,参数无效 bf89976f e83da0f6ff      call    win32k!UserSetLastError (bf8037b1)   win32k!NtUserRegisterHotKey+0x30: bf899774 33f6            xor     esi,esi bf899776 ebe6            jmp     win32k!NtUserRegisterHotKey+0x47 (bf89975e)   /***************************************/ PWND FASTCALL ValidateHwnd(       HWND hwnd);

//NtUserRegisterHotKey伪代码:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 BOOLEN APIENTRY NtUserRegisterHotKey(HWND hWnd,                       int  id ,                       UINT fsModifiers,                       UINT vk) {      BOOLEN bRet;      PWND pWnd = NULL;      EnterCrit();      if (!(fsModifiers & 0x0FFFF7FF0h))      {          if (hWnd)          {              pWnd = ValidateHwnd(hWnd);          }          bRet = _RegisterHotKey(pWnd, id ,fsModifiers,vk);      }      else      {          UserSetLastError(1004); //1004 无效标志          bRet = FALSE;      }            LeaveCrit();      return  bRet; }

//系统热键结构:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 typedef struct _HOT_KEY_ITEM      PETHREAD Thread;      HWND spwnd;      UINT fsModifiers;         UINT vk;      int  id ;      struct _HOT_KEY_ITEM phkNext; } HOT_KEY_ITEM, *PHOT_KEY_ITEM;

_RegisterHotKey伪代码如下:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 BOOL _RegisterHotKey(                       PWND pwnd,                       int  id ,                       UINT fsModifiers,                       UINT vk) {      PHOT_KEY_ITEM phk;      BOOL fKeysExist = FALSE;      PTHREADINFO ptiCurrent;      PWINDOWSTATION pwinsta = _GetProcessWindowStation(NULL);      DWORD ErrorCode;            ptiCurrent = gptiCurrent;        // 如果调用者不是WindowStation初始化的线程和不适当的权限      if (grpwinstaList && !CheckWinstaWriteAttributesAccess())      {          return  FALSE;      }        // 不能为其他线程的窗口注册热键      if  ((pwnd != PWND_FOCUS) && (pwnd != PWND_INPUTOWNER))      {          if  (GETPTI(pwnd) != ptiCurrent)          {              UserSetLastError(1408);  //1408 错误码:无效窗口;它属于另一线程。              return  FALSE;          }      }            phk = FindHotKey(ptiCurrent, pwnd,  id , fsModifiers, vk, FALSE, &fKeysExist);        // 如果其他线程已经注册过该热键,返回FALSE      if  (fKeysExist)      {          UserSetLastError(1409);  //1409 错误码:热键已被注册          return  FALSE;      }            if  (phk == NULL)      {            // 热键并未被注册          phk = (PHOT_KEY_ITEM)HeavyAllocPool(sizeof(HOT_KEY_ITEM), TAG_HOTKEY);            // 分配失败,返回FALSE          if  (phk == NULL)          {              return  FALSE;          }                    phk->pti = ptiCurrent;                    if  ((pwnd != PWND_FOCUS) && (pwnd != PWND_INPUTOWNER))          {              phk->spwnd = NULL;              HMAssignmentLock(&phk->spwnd, pwnd);          }          else          {              phk->spwnd = pwnd;          }          phk->fsModifiers = fsModifiers;          phk->vk = vk;          phk-> id  id ;            // 插入到系统热键链表中          //gphkFirst  - 这是不导出变量存储了系统结构热键(phkNext指向下一个热键结构域)地址          phk->phkNext = gphkFirst;          gphkFirst = phk;                }      else      {          // 如果本线程已注册过该热键,则重新覆盖          phk->fsModifiers = fsModifiers;          phk->vk = vk;      }        return  TRUE; }

//用Windbg查看下gphkFirst

1 2 lkd>  dd  gphkFirst L1 bf9af814  e2ce10d8

e2ce10d8就是最近一次软件向系统注册的全局热键,继续

1 2 3 lkd>  dd  e2ce10d8 l6 e2ce10d8  e2265008 bbe35a28 00000003 00000054 e2ce10e8  0000c024 e2291a68

e2265008 是ETHREAD,查看发现是QQ的一个线程
bbe35a28 是窗口句柄
00000003 是功能键11,说明有Ctrl+Alt键
00000054 是VK_?,0x54对应ASCI码的大写T,Ctrl+ATL+T(QQ上:发送腾讯微博的)
0000c024 是热键的ID
e2291a68 是下一个热键结构

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 PHOT_KEY_ITEM FindHotKey(                     PTHREADINFO ptiCurrent,                     PWND pwnd,                     int  id ,                     UINT fsModifiers,                     UINT vk,                     BOOL fUnregister,                     PBOOL pfKeysExist) {      PHOT_KEY_ITEM phk, phkRet, phkPrev;        // 初始化返回值      *pfKeysExist = FALSE;      phkRet = NULL;            phk = gphkFirst;            while  (phk)      {                if  ((phk->pti == ptiCurrent) && (phk->spwnd == pwnd) && (phk-> id  ==  id ))          {              if  (fUnregister)              {                    // 摘掉热键                  if  (phk == gphkFirst)                  {                      gphkFirst = phk->phkNext;                  }                  else                  {                      phkPrev->phkNext = phk->phkNext;                  }                                    if  ((pwnd != PWND_FOCUS) && (pwnd != PWND_INPUTOWNER))                  {                      Unlock(&phk->spwnd);                  }                  UserFreePool((PVOID)phk);                                    return ((PHOT_KEY_ITEM)1);              }              phkRet = phk;          }            // 如果热键已经注册过,设置已存在标志          if  ((phk->fsModifiers == fsModifiers) && (phk->vk == vk))          {              if  (phk->spwnd == PWND_FOCUS)              {                  if  (phk->pti == ptiCurrent)                  {                      *pfKeysExist = TRUE;                  }              }              else              {                  *pfKeysExist = TRUE;              }          }                    phkPrev = phk;          phk = phk->phkNext;      }            return  phkRet; }

//遍历系统热键

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 VOID DumpHotKeys() {      ULONG dwAddr;      KAPC_STATE ApcState;      PETHREAD pThread;      PEPROCESS pProc;      PHOTKEY phk;        // 必须在GUI线程中遍历      KeStackAttachProcess( pExpEprocess , &ApcState );      dwAddr = *(PULONG)gphkFirst;      KeUnstackDetachProcess(&ApcState);      phk = (PHOTKEY)dwAddr;        // 解析系统所有热键      while ( phk != NULL )      {          pThread = *(PULONG)phk->pti;          //0x220 位置指向当前线程的EPROCESS          pProc   = *(PULONG)( (ULONG)pThread + 0x220 );            //EPROCESS  + 0x174指向进程名字          KdPrint(( "Process Name : %s\n"  , (ULONG)pProc + 0x174 ));          KdPrint(( "id : %d\n"  , phk-> id  ));          KdPrint(( "Combination : %s + %X\n"  , GetButton( phk->fsModifiers ) , phk->vk ));          KdPrint(( "------------------------------------------\n" ));          phk = phk->phkNext;      } }

快讯:科锐逆向工程师培训(第32期,10月10日开学)!

https://bbs.pediy.com/thread-135455.htm