Windows热键注册原理

时间:2022-11-18 22:32:16
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


代码:
#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
代码:
.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
代码:
dd 7FFE03007FFE0300  7C92E510  ntdll.KiFastSystemCall7FFE0304  7C92E514  ntdll.KiFastSystemCallRet
Windbg查看得到
代码:
lkd> dd ffdf0300 l2ffdf0300  7c92e510 7c92e514lkd> u 7c92e5107c92e510 8bd4            mov     edx,esp7c92e512 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
代码:
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:
代码:
lkd> uf win32k!NtUserRegisterHotKeywin32k!NtUserRegisterHotKey+0x34:bf899720 33c0            xor     eax,eax    //eax = NULLbf899722 eb29            jmp     win32k!NtUserRegisterHotKey+0x36 (bf89974d)win32k!NtUserRegisterHotKey:bf899729 8bff            mov     edi,edibf89972b 55              push    ebpbf89972c 8bec            mov     ebp,espbf89972e 56              push    esibf89972f e8b673f6ff      call    win32k!EnterCrit (bf800aea)bf899734 f74510f07fffff  test    dword ptr [ebp+10h],0FFFF7FF0h    //fsModifiers是否有效,是否大于1000b 11111111111111110111111111110000bf89973b 752d            jne     win32k!NtUserRegisterHotKey+0x14 (bf89976a)//fsModifiers无效则跳转win32k!NtUserRegisterHotKey+0x20:bf89973d 8b4d08          mov     ecx,dword ptr [ebp+8]  //hWndbf899740 85c9            test    ecx,ecx  bf899742 74dc            je      win32k!NtUserRegisterHotKey+0x34 (bf899720)//hWnd == NULLwin32k!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NULLwin32k!NtUserRegisterHotKey+0x36:bf89974d ff7514          push    dword ptr [ebp+14h]  //vkbf899750 ff7510          push    dword ptr [ebp+10h]  //fsModifiersbf899753 ff750c          push    dword ptr [ebp+0Ch]  //idbf899756 50              push    eax      //pWndbf899757 e8aefeffff      call    win32k!_RegisterHotKey (bf89960a)bf89975c 8bf0            mov     esi,eaxwin32k!NtUserRegisterHotKey+0x47:bf89975e e8b373f6ff      call    win32k!LeaveCrit (bf800b16)bf899763 8bc6            mov     eax,esibf899765 5e              pop     esibf899766 5d              pop     ebpbf899767 c21000          ret     10hwin32k!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,esibf899776 ebe6            jmp     win32k!NtUserRegisterHotKey+0x47 (bf89975e)/***************************************/PWND FASTCALL ValidateHwnd(     HWND hwnd);
//NtUserRegisterHotKey伪代码:
代码:
BOOLEN APIENTRYNtUserRegisterHotKey(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:
代码:
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:
代码:
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
代码:
lkd> dd gphkFirst L1bf9af814  e2ce10d8

e2ce10d8就是最近一次软件向系统注册的全局热键,继续
代码:
lkd> dd e2ce10d8 l6e2ce10d8  e2265008 bbe35a28 00000003 00000054e2ce10e8  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

代码:
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
代码:
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;  }}