C# Hook原理及EasyHook简易教程

前言

　　在说C# Hook之前，我们先来说说什么是Hook技术。相信大家都接触过外挂，不管是修改游戏客户端的也好，盗取密码的也罢，它们都是如何实现的呢？

　　实际上，Windows平台是基于事件驱动机制的，整个系统都是通过消息的传递来实现的。当进程有响应时(包括响应鼠标和键盘事件)，则Windows会向应用程序发送一个消息给应用程序的消息队列，应用程序进而从消息队列中取出消息并发送给相应窗口进行处理。

　　而Hook则是Windows消息处理机制的一个平台，应用程序可以在上面设置子程以监视指定窗口的某种消息，而且所监视的窗口可以是其他进程所创建的。当消息到达后，在目标窗口处理函数之前处理它。钩子机制允许应用程序截获处理window消息或特定事件。

　　所以Hook就可以实现在键盘/鼠标响应后，窗口处理消息之前，就对此消息进行处理，比如监听键盘输入，鼠标点击坐标等等。某些盗号木马就是Hook了指定的进程，从而监听键盘输入了什么内容，进而盗取账户密码。

C# Hook

　　我们知道C#是运行在.NET平台之上，而且是基于CLR动态运行的，所以只能操作封装好的函数，且无法直接操作内存数据。而且在C#常用的功能中，并未封装Hook相关的类与方法，所以如果用C#实现Hook，必须采用调用WindowsAPI的方式进行实现。

　　WindowsAPI函数属于非托管类型的函数，我们在调用时必须遵循以下几步：

　　1、查找包含调用函数的DLL，如User32.dll，Kernel32.dll等。

　　2、将该DLL加载到内存中，并注明入口

　　3、将所需参数转化为C#存在的类型，如指针对应Intptr，句柄对应int类型等等

　　4、调用函数

　　我们本篇需要使用的函数有以下几个：

　　SetWindowsHookEx 　　　　用于安装钩子

　　UnhookWindowsHookEx 　　用于卸载钩子

　　CallNextHookEx　　　　　　执行下一个钩子

　　详细API介绍请参考MSDN官方声明

　　接下来在C#中需要首先声明此API函数：

[DllImport("user32.dll",CharSet=CharSet.Auto,CallingConvention=CallingConvention.StdCall)]
public static extern int SetWindowsHookEx(int idHook, HookProc lpfn,IntPtr hInstance, int threadId);

[DllImport("user32.dll",CharSet=CharSet.Auto,CallingConvention=CallingConvention.StdCall)]
public static extern bool UnhookWindowsHookEx(int idHook);

[DllImport("user32.dll",CharSet=CharSet.Auto,CallingConvention=CallingConvention.StdCall)]
public static extern int CallNextHookEx(int idHook, int nCode,IntPtr wParam, IntPtr lParam);

　　声明后即可实现调用，SetWindowsHookEx()把一个应用程序定义的钩子子程安装到钩子链表中，SetWindowsHookEx函数总是在Hook链的开头安装Hook子程。当指定类型的Hook监视的事件发生时，系统就调用与这个Hook关联的Hook链的开头的Hook子程。每一个Hook链中的Hook子程都决定是否把这个事件传递到下一个Hook子程。Hook子程传递事件到下一个Hook子程需要调用CallNextHookEx函数。 且钩子使用完成后需要调用UnhookWindowsHookEx进行卸载，否则容易影响到其他钩子的执行，并且钩子太多会影响目标进程的正常运行。

　　关于实例详细操作过程不再赘述，请参考：http://blog.csdn.net/ensoo/article/details/2045101 及 https://www.cnblogs.com/ceoliujia/archive/2010/05/20/1740217.html

EasyHook

　　C#本身调用WindowsAPI进行Hook功能受到很大的限制，而C++则不受此限制，因此就有一些聪明的人想到了聪明的方法：使用C++将基本操作封装成库，由C#进行调用，由此诞生了伟大的EasyHook，它不仅使用方便，而且开源免费，还支持64位版本。

　　接下来我们一起使用C#操作EasyHook来实现一个Demo，完成对MessageBox的改写。

　　首先我们建立一个WinForm项目程序，并添加一个类库ClassLibrary1，再从官网https://easyhook.github.io/或Nuget获取到dll后引用到我们的项目中，注意：32位和64位版本都需要引用，建立项目如图所示：

　　　

　　其中WinForm程序用于获取目标进程，并对目标进程进行注入，相关步骤如下：

　　1、根据进程ID获取相关进程，并判断是否为64位；

　　2、将所需DLL注册到GAC（全局程序集缓存），注册到GAC的目的是需要在目标进程中调用EasyHook及我们所编写的DLL；

private bool RegGACAssembly()
 {
     var dllName = "EasyHook.dll";
     var dllPath = Path.Combine(AppDomain.CurrentDomain.BaseDirectory, dllName);
     if (!RuntimeEnvironment.FromGlobalAccessCache(Assembly.LoadFrom(dllPath)))
     {
       　　new System.EnterpriseServices.Internal.Publish().GacInstall(dllPath);
       　　Thread.Sleep(100);
     }
　　　dllName = "ClassLibrary1.dll";
     dllPath = Path.Combine(AppDomain.CurrentDomain.BaseDirectory, dllName);
     new System.EnterpriseServices.Internal.Publish().GacRemove(dllPath);
     if (!RuntimeEnvironment.FromGlobalAccessCache(Assembly.LoadFrom(dllPath)))
     {
           new System.EnterpriseServices.Internal.Publish().GacInstall(dllPath);
           Thread.Sleep(100);
     }
     return true;
  }　

　　此处需要注意，要将自己编写的类库DLL加入GAC，需要对DLL进行强签名操作，操作方法请参考：https://docs.microsoft.com/zh-cn/dotnet/framework/app-domains/how-to-sign-an-assembly-with-a-strong-name

　　3、注入目标进程，此处需使用EasyHook的RemoteHooking.Inject()方法进行注入：

private static bool InstallHookInternal(int processId)
{
  try
  {
   　　var parameter = new HookParameter
   　　{
         Msg = "已经成功注入目标进程",
         HostProcessId = RemoteHooking.GetCurrentProcessId()
     　};
　　　　RemoteHooking.Inject(
                    processId,
                    InjectionOptions.Default,
                    typeof(HookParameter).Assembly.Location,
                    typeof(HookParameter).Assembly.Location,
                    string.Empty,
                    parameter
                );
            }
            catch (Exception ex)
            {
                Debug.Print(ex.ToString());
                return false;
            }
            return true;
}

　　HookParameter类为定义在ClassLibrary1中的一个类，包含消息与进程ID：

 [Serializable]
    public class HookParameter
    {
        public string Msg { get; set; }
        public int HostProcessId { get; set; }
    }

　　到这一步我们就完成了对主窗体代码的编写，现在我们开始编写注入DLL的方法：

　　1、先引入MessageBox相关的WindowsAPI：

#region MessageBoxW

        [DllImport("user32.dll", EntryPoint = "MessageBoxW", CharSet = CharSet.Unicode)]
        public static extern IntPtr MessageBoxW(int hWnd, string text, string caption, uint type);

        [UnmanagedFunctionPointer(CallingConvention.StdCall, CharSet = CharSet.Unicode)]
        delegate IntPtr DMessageBoxW(int hWnd, string text, string caption, uint type);

        static IntPtr MessageBoxW_Hooked(int hWnd, string text, string caption, uint type)
        {
            return MessageBoxW(hWnd, "已注入-" + text, "已注入-" + caption, type);
        }

        #endregion
        
        #region MessageBoxA

        [DllImport("user32.dll", EntryPoint = "MessageBoxA", CharSet = CharSet.Ansi)]
        public static extern IntPtr MessageBoxA(int hWnd, string text, string caption, uint type);

        [UnmanagedFunctionPointer(CallingConvention.StdCall, CharSet = CharSet.Ansi)]
        delegate IntPtr DMessageBoxA(int hWnd, string text, string caption, uint type);

        static IntPtr MessageBoxA_Hooked(int hWnd, string text, string caption, uint type)
        {
            return MessageBoxA(hWnd, "已注入-" + text, "已注入-" + caption, type);
        }

        #endregion

　　其中MessageBoxA与MessageBoxW是微软用于区分不同操作系统中的编码类型，早期的Windows并不属于真正的32位操作系统，执行的API函数属于ANSI类型，而从Windows2000开始，属于Unicode类型，Windows在实际操作中，调用的MessageBox会自动根据平台区分使用前者还是后者，我们在这里就需要把二者都包含其中。

　　而DMessageBoxA与DMessageBoxW属于IntPtr类型的委托，用于我们在Hook函数之后传入我们需要修改的方法，此处我们改变了MessageBox的内容和标题，分别在前缀加上了"已注入-"的标记。

　　2、完成定义之后我们就需要对函数进行Hook，此处使用LocalHook.GetProcAddress("user32.dll", "MessageBoxW")函数，通过指定的DLL与函数名，获取函数在实际内存中的地址，获取到之后，传入LocalHook.Create()方法，用于创建本地钩子：

public void Run(
            RemoteHooking.IContext context,
            string channelName
            , HookParameter parameter
            )
        {
            try
            {
                MessageBoxWHook = LocalHook.Create(
                    LocalHook.GetProcAddress("user32.dll", "MessageBoxW"),
                    new DMessageBoxW(MessageBoxW_Hooked),
                    this);
                MessageBoxWHook.ThreadACL.SetExclusiveACL(new int[1]);

                MessageBoxAHook = LocalHook.Create(
                    LocalHook.GetProcAddress("user32.dll", "MessageBoxA"),
                    new DMessageBoxW(MessageBoxA_Hooked),
                    this);
                MessageBoxAHook.ThreadACL.SetExclusiveACL(new int[1]);     
            }
            catch (Exception ex)
            {
                MessageBox.Show(ex.Message);
                return;
            }

            try
            {
                while (true)
                {
                    Thread.Sleep(10);
                }
            }
            catch
            {

            }
        }

　　其中MessageBoxWHook与MessageBoxAHook均为LocalHook类型的变量，MessageBoxAHook.ThreadACL.SetExclusiveACL(new int[1]); 这句代码用于将本地钩子加入当前线程中执行。

　　运行之后我们来查看Hook的效果，先打开一个测试窗体，弹出MessageBox，这时候MessageBox没有标题，且内容是正常的：

　　　　

　　接着我们对目标进程进行注入，获取进程ID后点击注入，提示已经成功注入目标进程：

　　　　

　　此时点击目标进程MessageBox，可以发现已经Hook成功，并改变了内容和标题：

　　　　

　　至此，C#调用EasyHook对目标进程Hook已经实现。

后记

　　从这次实践中我们可以感受到，C#对程序进行Hook是完全可行的，虽然不能直接操作内存和地址，但是我们可以通过操作WindowsAPI与使用EasyHook的方式完成，尤其是后者，大大减少了代码数量与使用难度。

　　但是EasyHook目前中文资料非常少，我在使用的过程中也遇到了很大困难，Hook其他函数的方法也未能完全实现，希望能够集思广益，与大家共同思考交流！

　　本人刚研究Hook时间不久，文中难免出现纰漏，恳请各位评论指正。

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