初探内核下的文件管理技术：内核API

前言 Windows内核下的Rootkit开发技术学习。用户数据都以文件的形式存储在本地磁盘上，Rootkit等恶意软件想要获取用户的隐私数据就需要有操作文件的功能，包括但不限于增、删、查、改。一般有...

前言
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Windows内核下的Rootkit开发技术学习。

用户数据都以文件的形式存储在本地磁盘上，Rootkit等恶意软件想要获取用户的隐私数据就需要有操作文件的功能，包括但不限于增、删、查、改。一般有三种文件管理的方式，一是基于导出的内核API直接操作文件，二是通过程序直接构造输入输出请求包（I/O Request Package,IRP)并发送IRP来操作文件，三是根据文件系统格式（New Technology File System,NTFS)来解析硬盘上的二进制数据。本文先从相对简单的内核API实现开始学习，内核API和用户模式中的WIN32 API有一定的类似。

编程环境：

- 主机 Win11 Visual Studio2019，SDK和WDK 10.0.19041.685
- 虚拟机 Win10测试模式

前置
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内核API
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内核API是一组从内核组件中输出的函数，大多数函数在内核本身模块（NtOskrnl.exe）中实现，少部分在其它模块中（如hal.dll)。内核API是大量C函数的集合，其中大多数名称含有一个前缀，这个前缀指示了实现该函数的模块。

常见的一些内核API前缀：

- Ex：通用执行体函数 `ExAllocatePool`
- Ke：通用内核函数 `KeAcquireSpinLock`
- Io：I/O管理器 `IoCompleteRequest`
- Zw：原生API包装 `ZwCreateFile`

Zw前缀的内核API是原生API包装的，原生API指的是前缀为Nt的一系列函数。Nt系列函数（如`NtCreateFile`）是Windows内核提供的原生API，它们直接与内核模式交互。但应用程序调用WIN32API时，这些API最终会转换成对应的Nt函数，执行实际的操作。

所谓的包装意味着Zw系列和Nt系列在实现上几乎相同，但它们通过不同的入口点进入系统。当内核模式调用Nt系列函数时，函数会检查调用上下文，以确定调用来自内核模式还是用户模式，如果来自用户模式，函数可能会进行一些安全检查或模式转换。而调用Zw系列函数，系统假设调用已经在内核模式下了，即直接将PreviousMode设置成 KernelMode（0）。

OBJECT\_ATTRIBUTES 结构
---------------------

`OBJECT_ATTRIBUTES`是Windows内核编程中用于描述操作系统对象（如文件、设备、事件、互斥体等）属性的结构体。该结构体通常在创建或打开内核对象时被使用，传递给如`ZwCreateFile`、`ZwOpenKey`等内核API。

```c
typedef struct _OBJECT_ATTRIBUTES {
    ULONG Length;           // 结构体的大小，以字节为单位。
    HANDLE RootDirectory;       //表示对象名称的根目录句柄。
    PUNICODE_STRING ObjectName;         //指向UNICODE_STRING结构体的指针，表示对象的名称。
    ULONG Attributes;           //指定对象的属性。
    PSECURITY_DESCRIPTOR SecurityDescriptor;        //指向安全描述符的指针。常设NULL。
    PSECURITY_QUALITY_OF_SERVICE SecurityQualityOfService;      //用于指定对象的安全服务质量属性,常设NULL。
} OBJECT_ATTRIBUTES, *POBJECT_ATTRIBUTES;
```

上述字段中，如果`RootDirectory`为NULL，则`ObjectName`必须是一个完整的绝对路径名。否则，`ObjectName`是相对与`RootDirectory`目录的路径名。

`Attributes`常见的属性标志：

- `OBJ_CASE_INSENSITIVE`：表示对象名称比较不区分大小写。
- `OBJ_KERNEL_HANDLE`：指示句柄只能在内核模式下访问。
- `OBJ_OPENIF`：如果对象存在，则打开它，而不是失败。
- `OBJ_PERMANENT`：创建一个永久对象，不会自动删除。

InitializeObjectAttributes 宏
----------------------------

`InitializeObjectAttributes` 宏用于初始化 `OBJECT_ATTRIBUTES` 结构体，这俩者都同属于`ntdef.h`。

宏定义如下：

```c
#define InitializeObjectAttributes(p, n, a, r, s) { \
    (p)-&gt;Length = sizeof(OBJECT_ATTRIBUTES);        \
    (p)-&gt;RootDirectory = r;                         \
    (p)-&gt;Attributes = a;                            \
    (p)-&gt;ObjectName = n;                            \
    (p)-&gt;SecurityDescriptor = s;                    \
    (p)-&gt;SecurityQualityOfService = NULL;           \
}
```

p 指向 `OBJECT_ATTRIBUTES`结构体的指针，字段如上述一样。

文件的创建和删除
========

ZwCreateFile
------------

在内核层中的病毒木马要想创建或者释放植入程序，最先的是创建一个文件。`ZwCreateFile`函数用于创建或打开文件对象，它是内核模式下访问文件系统的关键API。该函数同样可以用于创建或打开目录。

函数原型如下：

```c
NTSTATUS ZwCreateFile(
    PHANDLE FileHandle,         //指向接收文件句柄的指针。
    ACCESS_MASK DesiredAccess,      //指定文件访问的类型，例如读、写、执行等。
    POBJECT_ATTRIBUTES ObjectAttributes,//指向已经初始化的OBJECT_ATTRIBUTES结构体.
    PIO_STATUS_BLOCK IoStatusBlock, //指向IO_STATUS_BLOCK结构的指针
    PLARGE_INTEGER AllocationSize,  //指定文件的分配大小。
    ULONG FileAttributes,       //指定了创建或覆盖文件时的属性
    ULONG ShareAccess,          //指定文件的共享模式。
    ULONG CreateDisposition,        //指定文件的创建方式，如文件已存在时应如何处理。
    ULONG CreateOptions,        //指定文件的创建方式，如文件已存在时应如何处理。
    PVOID EaBuffer,         //指向扩展属性（EA，Extended Attributes）缓冲区的指针，通常用于网络文件系统。
    ULONG EaLength          //EaBuffer的长度
);
```

`ZwCreateFile`在使用时取决于字段`CreateOptions`，如果该字段设置了FILE\_DIRECTORY\_FILE标志，表明这是创建一个目录。

在内核模式下创建文件的步骤：

- 初始化`UNICODE_STRING`结构，这是文件路径的表达形式。
- 设置`OBJECT_ATTRIBUTES`结构体，调用宏初始化。
- 调用`ZwCreateFile`函数。
- 在执行完相应操作后使用`ZwClose`关闭文件句柄，释放资源。

### 具体代码：

```c
#include

void CreateFileTest()
{
    NTSTATUS status;
    HANDLE hFile;
    OBJECT_ATTRIBUTES objAttr;
    IO_STATUS_BLOCK ioStatusBlock;
    UNICODE_STRING fileName;

//初始化UNICODE_STRING
    RtlInitUnicodeString(&amp;fileName, L"\\??\\C:\\Users\\example\\Desktop\\syswork\\MyFile.txt");

//初始化OBJECT_ATTRIBUTES
    InitializeObjectAttributes(&amp;objAttr, &amp;fileName, OBJ_CASE_INSENSITIVE | OBJ_KERNEL_HANDLE, NULL, NULL);

//调用ZwCreateFile
    status = ZwCreateFile(&amp;hFile, GENERIC_WRITE | GENERIC_READ, &amp;objAttr, &amp;ioStatusBlock, NULL, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, 0, FILE_OPEN_IF, FILE_SYNCHRONOUS_IO_NONALERT, NULL, 0);

//检查
    if (NT_SUCCESS(status)) {
        DbgPrint("File created or opened successfully.\n");
    }
    else {
        DbgPrint("Failed to create or open file.Status: 0x%X\n", status);
    }

//关闭文件句柄
    if (hFile) {
        ZwClose(hFile);
    }
}
NTSTATUS DriverEntry(PDRIVER_OBJECT DriverObject, PUNICODE_STRING RegistryPath)
{
    UNREFERENCED_PARAMETER(DriverObject);
    UNREFERENCED_PARAMETER(RegistryPath);

CreateFileTest();

return STATUS_SUCCESS;
}
```

需要注意的地方，初始化`UNICODE_STRING`时：文件路径要包含`\\??\\`,这是Windows内核中的一个符号链接，用于将内核模式的文件路径映射到用户模式的路径。

`ZwCreateFile`的`FILE_OPEN_IF`标志告诉内核，如果文件已经存在则打开它，如果文件不存在则创建它。

### 驱动加载：

![image.png](https://cdn-yg-zzbm.yun.qianxin.com/attack-forum/2024/08/attach-153ecd290e3b62a733680ce87b14d33e4ee87f89.png)

在虚拟机上加载驱动程序，要打开测试模式。还有visual studio生成解决方案时要用x64生成，使用x86生成的sys在win10上可能会报签名错误。

ZwDeleteFile
------------

删除指定文件。函数声明如下：

```c
NTSTATUS ZwDeleteFile(
    _In_ POBJECT_ATTRIBUTES ObjectAttributes
);
```

唯一的参数，指向一个 `OBJECT_ATTRIBUTES` 结构的指针。

如果要单独写一个删除文件的sys，步骤和`ZwCreateFile`是相同的，先初始化文件路径和`OBJECT_ATTRIBUTES`结构体，然后调用就好。这里演示，直接将ZwDeleteFile加到上述代码中。

### 部分代码：

```c
        status = ZwDeleteFile(&amp;objAttr);
        if (NT\_SUCCESS(status)) {
            DbgPrint("File deleted successfully.\\n");
        } else {
            DbgPrint("Failed to delete file. Status: 0x%X\\n", status);
        }
```

报未找到`ZwDeleteFile`的错误，可以添加一个`#include`，注意要放在ntddk前面。

### 驱动加载：

![image.png](https://cdn-yg-zzbm.yun.qianxin.com/attack-forum/2024/08/attach-2689631d79c449ed42fb985caaeea51e4ea50e8a.png)

获取文件大小
======

ZwQueryInformationFile
----------------------

要对文件进行操作免不了要获取文件的大小，以便申请数据缓冲区。在用户层中，通过`GetFileSize`函数获取文件大小；在内核模式下，要获取文件的大小，可以通过调用 `ZwQueryInformationFile` 函数，配合 `FILE_STANDARD_INFORMATION` 结构来完成。`ZwQueryInformationFile` 函数允许我们查询文件的各种属性，其中 `FILE_STANDARD_INFORMATION` 结构包含了文件的大小信息。

函数定义：

```c
NTSYSAPI NTSTATUS ZwQueryInformationFile(
  [in]  HANDLE                 FileHandle,      //文件或设备的句柄。
  [out] PIO_STATUS_BLOCK       IoStatusBlock,   //指向一个 IO_STATUS_BLOCK 结构的指针，用于接收请求的状态信息和实际传输的字节数。
  [out] PVOID                  FileInformation,     //指向接收所请求信息的缓冲区。
  [in]  ULONG                  Length,          //指定FileInformation缓冲区的大小（以字节为单位）。
  [in]  FILE_INFORMATION_CLASS FileInformationClass     //一个枚举类型，指定要检索的文件信息类型。
);
```

其中字段`FileInformationClass`常用的类型包括：

- `FileBasicInformation`: 基本文件信息，例如创建时间、上次访问时间。
- `FileStandardInformation`: 标准文件信息，包括文件大小、分配大小、文件是否为目录等。
- `FilePositionInformation`: 当前文件指针的位置。

`ZwQueryInformationFile`函数的返回值是一个`NTSTATUS`代码，表示操作的成功与否。

FILE\_STANDARD\_INFORMATION 结构
------------------------------

`FILE_STANDARD_INFORMATION` 结构用于存储与文件或目录相关的标准信息。它是内核API`ZwQueryInformationFile`常使用的一个信息结构，当该函数的`FileInformationClass`参数设置为`FileStandarInformation`时，这个结构会返回标准文件信息，包括文件大小、分配大小等。

结构定义：

```c
typedef struct _FILE_STANDARD_INFORMATION {
    LARGE_INTEGER AllocationSize;      // 文件的分配大小
    LARGE_INTEGER EndOfFile;           // 实际大小
    ULONG NumberOfLinks;               // 指向文件的硬链接数
    BOOLEAN DeletePending;             // 文件是否已标记为删除
    BOOLEAN Directory;                 // 是否是目录
} FILE_STANDARD_INFORMATION, *PFILE_STANDARD_INFORMATION;
```

部分代码实现：
-------

`ZwQueryInformationFile`的第一个参数是文件句柄，该句柄需要由`ZwCreateFile`或其它函数提供。因此同删除文件类似，可以对第一个具体代码进行修改，在创建或打开文件后，获取文件的大小。

变量要添加一行`FILE_STANDARD_INFORMATION fileInfo;`

```c
if (NT_SUCCESS(status)) {
        DbgPrint("File opened successfully.\\n");

// 查询文件信息以获取文件大小
        status = ZwQueryInformationFile(hFile, &amp;ioStatusBlock, &amp;fileInfo, sizeof(fileInfo), FileStandardInformation);

if (NT_SUCCESS(status)) {
            // 输出文件大小信息
            DbgPrint("File size: %llu bytes\\n", fileInfo.EndOfFile.QuadPart);
        }
        else {
            DbgPrint("Failed to query file information. Status: 0x%X\\n", status);
        }

// 关闭文件句柄
        ZwClose(hFile);
    }
    else {
        DbgPrint("Failed to open file. Status: 0x%X\\n", status);
    }
```

驱动加载：
-----

![image.png](https://cdn-yg-zzbm.yun.qianxin.com/attack-forum/2024/08/attach-b0ce4bf90cbaf8fc2b3dc582f617d1b25578f4c8.png)

读写文件
====

在内核模式下，读写文件操作通常使用 `ZwReadFile` 和 `ZwWriteFile` 函数。它们同用户模式的`ReadFile` 和 `WriteFile` 函数类似，但是在内核模式中使用需要处理一些额外的事项，例如对象属性、I/O状态块等。

ZwReadFile ZwWriteFile
----------------------

函数定义：

```c
NTSTATUS ZwReadFile(
    HANDLE FileHandle,      //文件句柄。
    HANDLE Event,           //可选的事件句柄。
    PIO_APC_ROUTINE ApcRoutine,     //可选的APC例程，用于异步操作。
    PVOID ApcContext,               //可选的APC上下文
    PIO_STATUS_BLOCK IoStatusBlock,     
    PVOID Buffer,               //缓冲区。
    ULONG Length,               //要读取的字节数。
    PLARGE_INTEGER ByteOffset,      //从文件读取的位置。
    PULONG Key              //与文件关联的健，用于锁定操作。
);
```

`ZwWriteFile`函数的各个参数同`ZwReadFile`相同，除了`Buffer`，对于读取操作来说，该参数是存储数据的缓冲区；对于写入操作来说，该缓冲区存储的是要被写入的数据。

这俩个函数同样需要一个文件句柄调用，该句柄一般由`ZwCreateFile`提供。

代码实现
----

先声明变量，`HANDLE`和`OBJECT_ATTRIBUTES`结构`IO_STATUS_BLOCK`都需要声明俩个，分别用于读取和写入操作。

```c
    NTSTATUS status;
    HANDLE hFileRead, hFileWrite;
    OBJECT_ATTRIBUTES objAttrRead, objAttrWrite;
    IO_STATUS_BLOCK ioStatusBlockRead, ioStatusBlockWrite;
    UNICODE_STRING fileNameRead, fileNameWrite;
    LARGE_INTEGER byteOffset;
    CHAR buffer[1024];  // 读写缓冲区
    ULONG bytesRead;
```

同上一样需要先初始化`UNICODE_STRING`和`OBJETC_ATTRIBUTES`结构，然后调用`ZwCreateFile`打开一个文件，获得其文件句柄。再打开文件的基础下，再创建一个文件，之后从已打开的文件中读取数据写入到新的文件中。

关键代码：

```c
        // 读取文件数据并写入到新文件中
            byteOffset.LowPart = byteOffset.HighPart = 0;

while (NT\_SUCCESS(status)) {
                // 从读取文件中读取数据
                status = ZwReadFile(hFileRead, NULL, NULL, NULL, &amp;ioStatusBlockRead, buffer, sizeof(buffer), &amp;byteOffset, NULL);

if (status == STATUS\_END\_OF\_FILE) {
                    DbgPrint("Reached end of file.\\n");
                    break;
                }

if (NT\_SUCCESS(status)) {
                    bytesRead = (ULONG)ioStatusBlockRead.Information;

// 将读取的数据写入到写入文件中
                    status = ZwWriteFile(hFileWrite, NULL, NULL, NULL, &amp;ioStatusBlockWrite, buffer, bytesRead, &amp;byteOffset, NULL);

if (!NT\_SUCCESS(status)) {
                        DbgPrint("Failed to write data. Status: 0x%X\\n", status);
                        break;
                    }

byteOffset.QuadPart += bytesRead; // 更新写入文件的偏移
                } else {
                    DbgPrint("Failed to read data. Status: 0x%X\\n", status);
                    break;
                }
```

驱动加载：
-----

![image.png](https://cdn-yg-zzbm.yun.qianxin.com/attack-forum/2024/08/attach-f3cdd825c0f1076bbfa09d02b9c1475a99180e30.png)

![image.png](https://cdn-yg-zzbm.yun.qianxin.com/attack-forum/2024/08/attach-9a11232e05a030a7fe6bbc029a1144589b2dae31.png)

重命名文件
=====

ZwSetInformationFile
--------------------

在内核模式下，可以使用 `ZwSetInformationFile` 函数来重命名文件。相关的结构是`FILE_RENAME_INFORMATION`。

函数定义：

```c
NTSTATUS ZwSetInformationFile(
  _In_  HANDLE                 FileHandle,
  _Out_ PIO_STATUS_BLOCK       IoStatusBlock,
  _In_  PVOID                  FileInformation,
  _In_  ULONG                  Length,
  _In_  FILE_INFORMATION_CLASS FileInformationClass
);
```

重点参数 `FileInformationClass`，枚举值，指定要设置的文件信息的类型，包括：

- `FileBasicInformation`：设置基本文件信息。
- `FileRenameInformation`：重命名文件。
- `FileDispositionInformation`：删除文件。
- `FilePositionInformation`：设置文件指针位置。
- `FileEndOfFileInformation`：设置文件结束位置（文件大小）。

FILE\_RENAME\_INFORMATION 结构
----------------------------

结构定义：

```c
 typedef struct _FILE_RENAME_INFORMATION {  
     BOOLEAN ReplaceIfExists;      
     HANDLE RootDirectory;     
     ULONG FileNameLength;   //文件名长度  
     WCHAR FileName[1];     //灵活的数组成员  
 } FILE_RENAME_INFORMATION, *PFILE_RENAME_INFORMATION;
```

`ReplaceIfExists` 设置为 TRUE 表示如果给定名称的文件已经存在，则应使用给定文件替换该文件。设置为 FALSE 表示如果给定名称的文件已经存在，则重命名操作会失败。

该结构的第四个成员`FileName`是一个灵活的数组成员，实际大小取决于要重命名的目标文件名的长度，这意味着该`FILE_RENAME_INFORMATION`结构的大小再编译的时候是不固定的，而是运行时动态分配的。

分配的内存大小需要根据文件名长度计算：`sizeof(FILE_RENAME_INFORMATION) + FileNameLength`

这里就涉及到了函数`ExAllocatePoolWithTag`和`ExFreePoolWithTag`，分别用于内存分配和释放内存。

部分代码实现：
-------

实现步骤：

- 照旧的初始化操作，`ZwCreateFile`返回一个文件句柄
- 初始化新的`UNICODE_STRING`
- 计算所需的内存大小，用`ExAllocatePoolWithTag`分配
- 使用`RtlZeroMermory`函数将分配的内存空间清零
- 将`FILE_RENAME_INFORMATION`结构填满
- `ZwSetInformationFile`重命名文件
- 调用`ExFreePoolWithTag`释放内存

代码如下：

```c
    //变量声明：
        PFILE_RENAME_INFORMATION renameInfo;
        ULONG renameInfoSize;

......

//打开文件后
    if (NT_SUCCESS(status)) {
        DbgPrint("File opened successfully.\n");

// 初始化新文件名路径
        RtlInitUnicodeString(&amp;newFileName, L"\\??\\C:\\syswork4\\NewFileName.txt");

// 分配重命名信息结构
        renameInfoSize = sizeof(FILE_RENAME_INFORMATION) + newFileName.Length;
        renameInfo = (PFILE_RENAME_INFORMATION)ExAllocatePoolWithTag(NonPagedPool, renameInfoSize, 'tag1');
        if (renameInfo != NULL) {
            RtlZeroMemory(renameInfo, renameInfoSize);
            renameInfo-&gt;ReplaceIfExists = FALSE;
            renameInfo-&gt;RootDirectory = NULL;
            renameInfo-&gt;FileNameLength = newFileName.Length;
            RtlCopyMemory(renameInfo-&gt;FileName, newFileName.Buffer, newFileName.Length);

// 重命名文件
            status = ZwSetInformationFile(hFile, &amp;ioStatusBlock, renameInfo, renameInfoSize, FileRenameInformation);

if (NT_SUCCESS(status)) {
                DbgPrint("File renamed successfully.\n");
            } else {
                DbgPrint("Failed to rename file. Status: 0x%X\n", status);
            }

// 释放内存
            ExFreePoolWithTag(renameInfo, 'tag1');
        } else {
            DbgPrint("Failed to allocate memory for rename info.\n");
        }

// 关闭文件句柄
        ZwClose(hFile);
    } else {
        DbgPrint("Failed to open file. Status: 0x%X\n", status);
    }
```

驱动加载：
-----

![image.png](https://cdn-yg-zzbm.yun.qianxin.com/attack-forum/2024/08/attach-71420e9bf1041c8fce7dca18a10c3e15df43d998.png)

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文件遍历
====

ZwQueryDirectoryFile
--------------------

在用户层中，是通过`FindFirstFile`和`FindNextFile`俩个函数实现文件遍历的，内核中主要由函数`ZwQueryDirectoryFile`来完成文件遍历的操作。确切的说，该函数是用于枚举文件目录内容，可以返回目录中文件的列表和每个文件的详细信息。

函数定义：

```c
NTSTATUS ZwQueryDirectoryFile(
    HANDLE FileHandle,
    HANDLE Event,
    PIO_APC_ROUTINE ApcRoutine,
    PVOID ApcContext,
    PIO_STATUS_BLOCK IoStatusBlock,
    PVOID FileInformation,
    ULONG Length,
    FILE_INFORMATION_CLASS FileInformationClass,//文件信息类型
    BOOLEAN ReturnSingleEntry,          //是否只返回一个条目（通常为 FALSE）
    PUNICODE_STRING FileName,           //可选的文件名掩码（例如 *.txt），如果为 NULL 则返回目录中的所有文件。
    BOOLEAN RestartScan             //是否从目录开头重新扫描。
);
```

大多数上面都介绍完了类似的。

`FileInformationClass`指定返回的文件信息类型，常见的：

- `FileDirectoryInformation`: 返回目录中的文件和子目录。
- `FileFullDirectoryInformation`: 类似于 `FileDirectoryInformation`，但提供更多信息
- `FileBothDirectoryInformation`: 返回目录项，并包括 8.3 格式的短文件名。

PFILE\_DIRECTORY\_INFORMATION 结构
--------------------------------

该结构是用于存储目录项信息的数据结构，包含了有关目录中每个文件或子目录的信息，例如文件名、文件大小、时间戳等。

```c
typedef struct _FILE_DIRECTORY_INFORMATION {
    ULONG NextEntryOffset;             // 下一个条目的偏移量，以字节为单位。如果这是最后一个条目，则为零。
    ULONG FileIndex;                   // 文件索引号，用于标识文件。
    LARGE_INTEGER CreationTime;        // 创建时间。
    LARGE_INTEGER LastAccessTime;      // 最后访问时间。
    LARGE_INTEGER LastWriteTime;       // 最后写入时间。
    LARGE_INTEGER ChangeTime;          // 最后修改时间。
    LARGE_INTEGER EndOfFile;           // 文件的结束位置，通常表示文件的大小。
    LARGE_INTEGER AllocationSize;      // 文件分配的大小，通常是磁盘上为文件预留的空间。
    ULONG FileAttributes;              // 文件的属性，例如只读、隐藏等。
    ULONG FileNameLength;              // 文件名的长度（以字节为单位，不包含 NULL 终止符）。
    WCHAR FileName[1];                 // 文件名（可变长度的字符串）。
} FILE_DIRECTORY_INFORMATION, *PFILE_DIRECTORY_INFORMATION;
```

代码实现：
-----

实现和重命名文件的代码类似，初始化时要分配好内存，可以直接分配一块例如1024大小的缓冲区：

```c
    // 初始化文件信息缓冲区
    PVOID buffer;
    ULONG bufferSize = 1024;
    buffer = ExAllocatePoolWithTag(NonPagedPool, bufferSize, 'tag1');
```

接着初始目录句柄，然后`ZwCreateFile`获取一个文件句柄。

循环调用`ZwQueryDirectoryFile`函数来获取目录中的信息，循环中还有一个do循环是用来遍历该函数获得的目录信息（即多个`FILE_DIRECTORY_INFORMATION` 结构），创建一个`UNICODE_STRING`来存储当前目录项的名称。

最后要释放内存。

```c
while (TRUE) {
    status = ZwQueryDirectoryFile(hDirectory, NULL, NULL, NULL, &amp;ioStatusBlock, buffer,bufferSize,FileDirectoryInformation, FALSE, NULL, restartScan);
    if (status == STATUS_NO_MORE_FILES) {
        break;
    } else if (!NT_SUCCESS(status)) {
        DbgPrint("ZwQueryDirectoryFile failed. Status: 0x%X\n", status);
        break;
    }
    PFILE_DIRECTORY_INFORMATION fileInfo = (PFILE_DIRECTORY_INFORMATION)buffer;
            do {
                UNICODE_STRING currentFileName;
                currentFileName.Buffer = fileInfo-&gt;FileName;
                currentFileName.Length = (USHORT)fileInfo-&gt;FileNameLength;
                currentFileName.MaximumLength = (USHORT)fileInfo-&gt;FileNameLength;

DbgPrint("Found file: %wZ\n", &amp;currentFileName);

fileInfo = (PFILE_DIRECTORY_INFORMATION)((PUCHAR)fileInfo + fileInfo-&gt;NextEntryOffset);
            } while (fileInfo-&gt;NextEntryOffset != 0);

restartScan = FALSE;
        }

ZwClose(hDirectory);
    } else {
        DbgPrint("Failed to open directory. Status: 0x%X\n", status);
    }

ExFreePoolWithTag(buffer, 'tag1');
}
```

驱动加载：
-----

![image.png](https://cdn-yg-zzbm.yun.qianxin.com/attack-forum/2024/08/attach-51784b1af5d71815f7a84638af2997ebf44e8d59.png)

内存分配
====

ExAllocatePoolWithTag
---------------------

```c
PVOID ExAllocatePoolWithTag(
  [in] __drv_strictTypeMatch(__drv_typeExpr)POOL_TYPE PoolType,
  [in] SIZE_T                                         NumberOfBytes,
  [in] ULONG                                          Tag
);
```

`PoolType`指定要分配的池内存类型，`NumberOfBytes`是要分配的内存数，`Tag`是用于分配内存的池标志。

关于池类型，常见的有：

- `NonPagedPool`: 非分页池，分配的内存在物理内存中，不能被分页出内存。这种类型的内存在内核模式下是可以随时访问的。
- `PagedPool`: 分页池，分配的内存可以被分页到磁盘，只有在访问时才加载到内存。
- `NonPagedPoolNx`: 和 `NonPagedPool` 类似，但不允许执行代码。（安全）

不同的池类型对于**IRQL**也不同，在分配`NonPagedPool`类型的内存时，可以在任意IRQL下调用，但是分配`PagedPool`内存只能在`IRQL&lt;=APC_LEVEL`时调用，如果在高IRQL时尝试分配分页内存，可能导致系统奔溃。

ExAllocatePool2
---------------

在window10 2004中，`ExAllocatePoolWithTag`已经被弃用了。要编写适用于更高win版本的驱动程序，可以使用`ExAllocatePool2`。

同`ExAllocatePoolWithTag`相比，该函数除非指定了特别的标识，否则内存将被初始化为零;`ExAllocatePool2`的函数签名还包含了更多参数，新的函数签名为：

```c
PVOID ExAllocatePool2(
    POOL_FLAGS PoolFlags,
    SIZE_T NumberOfBytes,
    ULONG Tag
);
```

`PoolFlags` 是一个新的参数，可以控制内存分配的一些额外特性，而 `ExAllocatePoolWithTag` 只支持通过 `POOL_TYPE` 指定内存池的类型。

前言

Windows内核下的Rootkit开发技术学习。

编程环境：

主机 Win11 Visual Studio2019，SDK和WDK 10.0.19041.685
虚拟机 Win10测试模式

前置

内核API

常见的一些内核API前缀：

Ex：通用执行体函数 ExAllocatePool
Ke：通用内核函数 KeAcquireSpinLock
Io：I/O管理器 IoCompleteRequest
Zw：原生API包装 ZwCreateFile

Zw前缀的内核API是原生API包装的，原生API指的是前缀为Nt的一系列函数。Nt系列函数（如NtCreateFile）是Windows内核提供的原生API，它们直接与内核模式交互。但应用程序调用WIN32API时，这些API最终会转换成对应的Nt函数，执行实际的操作。

OBJECT_ATTRIBUTES 结构

OBJECT_ATTRIBUTES是Windows内核编程中用于描述操作系统对象（如文件、设备、事件、互斥体等）属性的结构体。该结构体通常在创建或打开内核对象时被使用，传递给如ZwCreateFile、ZwOpenKey等内核API。

typedef struct _OBJECT_ATTRIBUTES {
    ULONG Length;           // 结构体的大小，以字节为单位。
    HANDLE RootDirectory;       //表示对象名称的根目录句柄。
    PUNICODE_STRING ObjectName;         //指向UNICODE_STRING结构体的指针，表示对象的名称。
    ULONG Attributes;           //指定对象的属性。
    PSECURITY_DESCRIPTOR SecurityDescriptor;        //指向安全描述符的指针。常设NULL。
    PSECURITY_QUALITY_OF_SERVICE SecurityQualityOfService;      //用于指定对象的安全服务质量属性,常设NULL。
} OBJECT_ATTRIBUTES, *POBJECT_ATTRIBUTES;

上述字段中，如果RootDirectory为NULL，则ObjectName必须是一个完整的绝对路径名。否则，ObjectName是相对与RootDirectory目录的路径名。

Attributes常见的属性标志：

OBJ_CASE_INSENSITIVE：表示对象名称比较不区分大小写。
OBJ_KERNEL_HANDLE：指示句柄只能在内核模式下访问。
OBJ_OPENIF：如果对象存在，则打开它，而不是失败。
OBJ_PERMANENT：创建一个永久对象，不会自动删除。

InitializeObjectAttributes 宏

InitializeObjectAttributes 宏用于初始化 OBJECT_ATTRIBUTES 结构体，这俩者都同属于ntdef.h。

宏定义如下：

#define InitializeObjectAttributes(p, n, a, r, s) { \
    (p)-&gt;Length = sizeof(OBJECT_ATTRIBUTES);        \
    (p)-&gt;RootDirectory = r;                         \
    (p)-&gt;Attributes = a;                            \
    (p)-&gt;ObjectName = n;                            \
    (p)-&gt;SecurityDescriptor = s;                    \
    (p)-&gt;SecurityQualityOfService = NULL;           \
}

p 指向 OBJECT_ATTRIBUTES结构体的指针，字段如上述一样。

文件的创建和删除

ZwCreateFile

在内核层中的病毒木马要想创建或者释放植入程序，最先的是创建一个文件。ZwCreateFile函数用于创建或打开文件对象，它是内核模式下访问文件系统的关键API。该函数同样可以用于创建或打开目录。

函数原型如下：

NTSTATUS ZwCreateFile(
    PHANDLE FileHandle,         //指向接收文件句柄的指针。
    ACCESS_MASK DesiredAccess,      //指定文件访问的类型，例如读、写、执行等。
    POBJECT_ATTRIBUTES ObjectAttributes,//指向已经初始化的OBJECT_ATTRIBUTES结构体.
    PIO_STATUS_BLOCK IoStatusBlock, //指向IO_STATUS_BLOCK结构的指针
    PLARGE_INTEGER AllocationSize,  //指定文件的分配大小。
    ULONG FileAttributes,       //指定了创建或覆盖文件时的属性
    ULONG ShareAccess,          //指定文件的共享模式。
    ULONG CreateDisposition,        //指定文件的创建方式，如文件已存在时应如何处理。
    ULONG CreateOptions,        //指定文件的创建方式，如文件已存在时应如何处理。
    PVOID EaBuffer,         //指向扩展属性（EA，Extended Attributes）缓冲区的指针，通常用于网络文件系统。
    ULONG EaLength          //EaBuffer的长度
);

ZwCreateFile在使用时取决于字段CreateOptions，如果该字段设置了FILE_DIRECTORY_FILE标志，表明这是创建一个目录。

在内核模式下创建文件的步骤：

初始化UNICODE_STRING结构，这是文件路径的表达形式。
设置OBJECT_ATTRIBUTES结构体，调用宏初始化。
调用ZwCreateFile函数。
在执行完相应操作后使用ZwClose关闭文件句柄，释放资源。

具体代码：

#include 

void CreateFileTest()
{
    NTSTATUS status;
    HANDLE hFile;
    OBJECT_ATTRIBUTES objAttr;
    IO_STATUS_BLOCK ioStatusBlock;
    UNICODE_STRING fileName;

    //初始化UNICODE_STRING
    RtlInitUnicodeString(&amp;fileName, L"\\??\\C:\\Users\\example\\Desktop\\syswork\\MyFile.txt");

    //初始化OBJECT_ATTRIBUTES
    InitializeObjectAttributes(&amp;objAttr, &amp;fileName, OBJ_CASE_INSENSITIVE | OBJ_KERNEL_HANDLE, NULL, NULL);

    //调用ZwCreateFile
    status = ZwCreateFile(&amp;hFile, GENERIC_WRITE | GENERIC_READ, &amp;objAttr, &amp;ioStatusBlock, NULL, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, 0, FILE_OPEN_IF, FILE_SYNCHRONOUS_IO_NONALERT, NULL, 0);

    //检查
    if (NT_SUCCESS(status)) {
        DbgPrint("File created or opened successfully.\n");
    }
    else {
        DbgPrint("Failed to create or open file.Status: 0x%X\n", status);
    }

    //关闭文件句柄
    if (hFile) {
        ZwClose(hFile);
    }
}
NTSTATUS DriverEntry(PDRIVER_OBJECT DriverObject, PUNICODE_STRING RegistryPath)
{
    UNREFERENCED_PARAMETER(DriverObject);
    UNREFERENCED_PARAMETER(RegistryPath);

    CreateFileTest();

    return STATUS_SUCCESS;
}

需要注意的地方，初始化UNICODE_STRING时：文件路径要包含\\??\\,这是Windows内核中的一个符号链接，用于将内核模式的文件路径映射到用户模式的路径。

ZwCreateFile的FILE_OPEN_IF标志告诉内核，如果文件已经存在则打开它，如果文件不存在则创建它。

驱动加载：

在虚拟机上加载驱动程序，要打开测试模式。还有visual studio生成解决方案时要用x64生成，使用x86生成的sys在win10上可能会报签名错误。

ZwDeleteFile

删除指定文件。函数声明如下：

NTSTATUS ZwDeleteFile(
    _In_ POBJECT_ATTRIBUTES ObjectAttributes
);

唯一的参数，指向一个 OBJECT_ATTRIBUTES 结构的指针。

如果要单独写一个删除文件的sys，步骤和ZwCreateFile是相同的，先初始化文件路径和OBJECT_ATTRIBUTES结构体，然后调用就好。这里演示，直接将ZwDeleteFile加到上述代码中。

部分代码：

        status = ZwDeleteFile(&amp;objAttr);
        if (NT\_SUCCESS(status)) {
            DbgPrint("File deleted successfully.\\n");
        } else {
            DbgPrint("Failed to delete file. Status: 0x%X\\n", status);
        }

报未找到ZwDeleteFile的错误，可以添加一个#include，注意要放在ntddk前面。

驱动加载：

获取文件大小

ZwQueryInformationFile

要对文件进行操作免不了要获取文件的大小，以便申请数据缓冲区。在用户层中，通过GetFileSize函数获取文件大小；在内核模式下，要获取文件的大小，可以通过调用 ZwQueryInformationFile 函数，配合 FILE_STANDARD_INFORMATION 结构来完成。ZwQueryInformationFile 函数允许我们查询文件的各种属性，其中 FILE_STANDARD_INFORMATION 结构包含了文件的大小信息。

函数定义：

NTSYSAPI NTSTATUS ZwQueryInformationFile(
  [in]  HANDLE                 FileHandle,      //文件或设备的句柄。
  [out] PIO_STATUS_BLOCK       IoStatusBlock,   //指向一个 IO_STATUS_BLOCK 结构的指针，用于接收请求的状态信息和实际传输的字节数。
  [out] PVOID                  FileInformation,     //指向接收所请求信息的缓冲区。
  [in]  ULONG                  Length,          //指定FileInformation缓冲区的大小（以字节为单位）。
  [in]  FILE_INFORMATION_CLASS FileInformationClass     //一个枚举类型，指定要检索的文件信息类型。
);

其中字段FileInformationClass常用的类型包括：

FileBasicInformation: 基本文件信息，例如创建时间、上次访问时间。
FileStandardInformation: 标准文件信息，包括文件大小、分配大小、文件是否为目录等。
FilePositionInformation: 当前文件指针的位置。

ZwQueryInformationFile函数的返回值是一个NTSTATUS代码，表示操作的成功与否。

FILE_STANDARD_INFORMATION 结构

FILE_STANDARD_INFORMATION 结构用于存储与文件或目录相关的标准信息。它是内核APIZwQueryInformationFile常使用的一个信息结构，当该函数的FileInformationClass参数设置为FileStandarInformation时，这个结构会返回标准文件信息，包括文件大小、分配大小等。

结构定义：

typedef struct _FILE_STANDARD_INFORMATION {
    LARGE_INTEGER AllocationSize;      // 文件的分配大小
    LARGE_INTEGER EndOfFile;           // 实际大小
    ULONG NumberOfLinks;               // 指向文件的硬链接数
    BOOLEAN DeletePending;             // 文件是否已标记为删除
    BOOLEAN Directory;                 // 是否是目录
} FILE_STANDARD_INFORMATION, *PFILE_STANDARD_INFORMATION;

部分代码实现：

ZwQueryInformationFile的第一个参数是文件句柄，该句柄需要由ZwCreateFile或其它函数提供。因此同删除文件类似，可以对第一个具体代码进行修改，在创建或打开文件后，获取文件的大小。

变量要添加一行FILE_STANDARD_INFORMATION fileInfo;

if (NT_SUCCESS(status)) {
        DbgPrint("File opened successfully.\\n");

        // 查询文件信息以获取文件大小
        status = ZwQueryInformationFile(hFile, &amp;ioStatusBlock, &amp;fileInfo, sizeof(fileInfo), FileStandardInformation);

        if (NT_SUCCESS(status)) {
            // 输出文件大小信息
            DbgPrint("File size: %llu bytes\\n", fileInfo.EndOfFile.QuadPart);
        }
        else {
            DbgPrint("Failed to query file information. Status: 0x%X\\n", status);
        }

        // 关闭文件句柄
        ZwClose(hFile);
    }
    else {
        DbgPrint("Failed to open file. Status: 0x%X\\n", status);
    }

驱动加载：

读写文件

在内核模式下，读写文件操作通常使用 ZwReadFile 和 ZwWriteFile 函数。它们同用户模式的ReadFile 和 WriteFile 函数类似，但是在内核模式中使用需要处理一些额外的事项，例如对象属性、I/O状态块等。

ZwReadFile ZwWriteFile

函数定义：

NTSTATUS ZwReadFile(
    HANDLE FileHandle,      //文件句柄。
    HANDLE Event,           //可选的事件句柄。
    PIO_APC_ROUTINE ApcRoutine,     //可选的APC例程，用于异步操作。
    PVOID ApcContext,               //可选的APC上下文
    PIO_STATUS_BLOCK IoStatusBlock,     
    PVOID Buffer,               //缓冲区。
    ULONG Length,               //要读取的字节数。
    PLARGE_INTEGER ByteOffset,      //从文件读取的位置。
    PULONG Key              //与文件关联的健，用于锁定操作。
);

ZwWriteFile函数的各个参数同ZwReadFile相同，除了Buffer，对于读取操作来说，该参数是存储数据的缓冲区；对于写入操作来说，该缓冲区存储的是要被写入的数据。

这俩个函数同样需要一个文件句柄调用，该句柄一般由ZwCreateFile提供。

代码实现

先声明变量，HANDLE和OBJECT_ATTRIBUTES结构IO_STATUS_BLOCK都需要声明俩个，分别用于读取和写入操作。

    NTSTATUS status;
    HANDLE hFileRead, hFileWrite;
    OBJECT_ATTRIBUTES objAttrRead, objAttrWrite;
    IO_STATUS_BLOCK ioStatusBlockRead, ioStatusBlockWrite;
    UNICODE_STRING fileNameRead, fileNameWrite;
    LARGE_INTEGER byteOffset;
    CHAR buffer[1024];  // 读写缓冲区
    ULONG bytesRead;

同上一样需要先初始化UNICODE_STRING和OBJETC_ATTRIBUTES结构，然后调用ZwCreateFile打开一个文件，获得其文件句柄。再打开文件的基础下，再创建一个文件，之后从已打开的文件中读取数据写入到新的文件中。

关键代码：

        // 读取文件数据并写入到新文件中
            byteOffset.LowPart = byteOffset.HighPart = 0;

            while (NT\_SUCCESS(status)) {
                // 从读取文件中读取数据
                status = ZwReadFile(hFileRead, NULL, NULL, NULL, &amp;ioStatusBlockRead, buffer, sizeof(buffer), &amp;byteOffset, NULL);

                if (status == STATUS\_END\_OF\_FILE) {
                    DbgPrint("Reached end of file.\\n");
                    break;
                }

                if (NT\_SUCCESS(status)) {
                    bytesRead = (ULONG)ioStatusBlockRead.Information;

                    // 将读取的数据写入到写入文件中
                    status = ZwWriteFile(hFileWrite, NULL, NULL, NULL, &amp;ioStatusBlockWrite, buffer, bytesRead, &amp;byteOffset, NULL);

                    if (!NT\_SUCCESS(status)) {
                        DbgPrint("Failed to write data. Status: 0x%X\\n", status);
                        break;
                    }

                    byteOffset.QuadPart += bytesRead; // 更新写入文件的偏移
                } else {
                    DbgPrint("Failed to read data. Status: 0x%X\\n", status);
                    break;
                }

驱动加载：

重命名文件

ZwSetInformationFile

在内核模式下，可以使用 ZwSetInformationFile 函数来重命名文件。相关的结构是FILE_RENAME_INFORMATION。

函数定义：

NTSTATUS ZwSetInformationFile(
  _In_  HANDLE                 FileHandle,
  _Out_ PIO_STATUS_BLOCK       IoStatusBlock,
  _In_  PVOID                  FileInformation,
  _In_  ULONG                  Length,
  _In_  FILE_INFORMATION_CLASS FileInformationClass
);

重点参数 FileInformationClass，枚举值，指定要设置的文件信息的类型，包括：

FileBasicInformation：设置基本文件信息。
FileRenameInformation：重命名文件。
FileDispositionInformation：删除文件。
FilePositionInformation：设置文件指针位置。
FileEndOfFileInformation：设置文件结束位置（文件大小）。

FILE_RENAME_INFORMATION 结构

结构定义：

 typedef struct _FILE_RENAME_INFORMATION {  
     BOOLEAN ReplaceIfExists;      
     HANDLE RootDirectory;     
     ULONG FileNameLength;   //文件名长度  
     WCHAR FileName[1];     //灵活的数组成员  
 } FILE_RENAME_INFORMATION, *PFILE_RENAME_INFORMATION;

ReplaceIfExists 设置为 TRUE 表示如果给定名称的文件已经存在，则应使用给定文件替换该文件。设置为 FALSE 表示如果给定名称的文件已经存在，则重命名操作会失败。

该结构的第四个成员FileName是一个灵活的数组成员，实际大小取决于要重命名的目标文件名的长度，这意味着该FILE_RENAME_INFORMATION结构的大小再编译的时候是不固定的，而是运行时动态分配的。

分配的内存大小需要根据文件名长度计算：sizeof(FILE_RENAME_INFORMATION) + FileNameLength

这里就涉及到了函数ExAllocatePoolWithTag和ExFreePoolWithTag，分别用于内存分配和释放内存。

部分代码实现：

实现步骤：

照旧的初始化操作，ZwCreateFile返回一个文件句柄
初始化新的UNICODE_STRING
计算所需的内存大小，用ExAllocatePoolWithTag分配
使用RtlZeroMermory函数将分配的内存空间清零
将FILE_RENAME_INFORMATION结构填满
ZwSetInformationFile重命名文件
调用ExFreePoolWithTag释放内存

代码如下：

    //变量声明：
        PFILE_RENAME_INFORMATION renameInfo;
        ULONG renameInfoSize;

        ......

        //打开文件后
    if (NT_SUCCESS(status)) {
        DbgPrint("File opened successfully.\n");

        // 初始化新文件名路径
        RtlInitUnicodeString(&amp;newFileName, L"\\??\\C:\\syswork4\\NewFileName.txt");

        // 分配重命名信息结构
        renameInfoSize = sizeof(FILE_RENAME_INFORMATION) + newFileName.Length;
        renameInfo = (PFILE_RENAME_INFORMATION)ExAllocatePoolWithTag(NonPagedPool, renameInfoSize, 'tag1');
        if (renameInfo != NULL) {
            RtlZeroMemory(renameInfo, renameInfoSize);
            renameInfo-&gt;ReplaceIfExists = FALSE;
            renameInfo-&gt;RootDirectory = NULL;
            renameInfo-&gt;FileNameLength = newFileName.Length;
            RtlCopyMemory(renameInfo-&gt;FileName, newFileName.Buffer, newFileName.Length);

            // 重命名文件
            status = ZwSetInformationFile(hFile, &amp;ioStatusBlock, renameInfo, renameInfoSize, FileRenameInformation);

            if (NT_SUCCESS(status)) {
                DbgPrint("File renamed successfully.\n");
            } else {
                DbgPrint("Failed to rename file. Status: 0x%X\n", status);
            }

            // 释放内存
            ExFreePoolWithTag(renameInfo, 'tag1');
        } else {
            DbgPrint("Failed to allocate memory for rename info.\n");
        }

        // 关闭文件句柄
        ZwClose(hFile);
    } else {
        DbgPrint("Failed to open file. Status: 0x%X\n", status);
    }

驱动加载：

文件遍历

ZwQueryDirectoryFile

在用户层中，是通过FindFirstFile和FindNextFile俩个函数实现文件遍历的，内核中主要由函数ZwQueryDirectoryFile来完成文件遍历的操作。确切的说，该函数是用于枚举文件目录内容，可以返回目录中文件的列表和每个文件的详细信息。

函数定义：

NTSTATUS ZwQueryDirectoryFile(
    HANDLE FileHandle,
    HANDLE Event,
    PIO_APC_ROUTINE ApcRoutine,
    PVOID ApcContext,
    PIO_STATUS_BLOCK IoStatusBlock,
    PVOID FileInformation,
    ULONG Length,
    FILE_INFORMATION_CLASS FileInformationClass,//文件信息类型
    BOOLEAN ReturnSingleEntry,          //是否只返回一个条目（通常为 FALSE）
    PUNICODE_STRING FileName,           //可选的文件名掩码（例如 *.txt），如果为 NULL 则返回目录中的所有文件。
    BOOLEAN RestartScan             //是否从目录开头重新扫描。
);

大多数上面都介绍完了类似的。

FileInformationClass指定返回的文件信息类型，常见的：

FileDirectoryInformation: 返回目录中的文件和子目录。
FileFullDirectoryInformation: 类似于 FileDirectoryInformation，但提供更多信息
FileBothDirectoryInformation: 返回目录项，并包括 8.3 格式的短文件名。

PFILE_DIRECTORY_INFORMATION 结构

该结构是用于存储目录项信息的数据结构，包含了有关目录中每个文件或子目录的信息，例如文件名、文件大小、时间戳等。

typedef struct _FILE_DIRECTORY_INFORMATION {
    ULONG NextEntryOffset;             // 下一个条目的偏移量，以字节为单位。如果这是最后一个条目，则为零。
    ULONG FileIndex;                   // 文件索引号，用于标识文件。
    LARGE_INTEGER CreationTime;        // 创建时间。
    LARGE_INTEGER LastAccessTime;      // 最后访问时间。
    LARGE_INTEGER LastWriteTime;       // 最后写入时间。
    LARGE_INTEGER ChangeTime;          // 最后修改时间。
    LARGE_INTEGER EndOfFile;           // 文件的结束位置，通常表示文件的大小。
    LARGE_INTEGER AllocationSize;      // 文件分配的大小，通常是磁盘上为文件预留的空间。
    ULONG FileAttributes;              // 文件的属性，例如只读、隐藏等。
    ULONG FileNameLength;              // 文件名的长度（以字节为单位，不包含 NULL 终止符）。
    WCHAR FileName[1];                 // 文件名（可变长度的字符串）。
} FILE_DIRECTORY_INFORMATION, *PFILE_DIRECTORY_INFORMATION;

代码实现：

实现和重命名文件的代码类似，初始化时要分配好内存，可以直接分配一块例如1024大小的缓冲区：

    // 初始化文件信息缓冲区
    PVOID buffer;
    ULONG bufferSize = 1024;
    buffer = ExAllocatePoolWithTag(NonPagedPool, bufferSize, 'tag1');

接着初始目录句柄，然后ZwCreateFile获取一个文件句柄。

循环调用ZwQueryDirectoryFile函数来获取目录中的信息，循环中还有一个do循环是用来遍历该函数获得的目录信息（即多个FILE_DIRECTORY_INFORMATION 结构），创建一个UNICODE_STRING来存储当前目录项的名称。

最后要释放内存。

while (TRUE) {
    status = ZwQueryDirectoryFile(hDirectory, NULL, NULL, NULL, &amp;ioStatusBlock, buffer,bufferSize,FileDirectoryInformation, FALSE, NULL, restartScan);
    if (status == STATUS_NO_MORE_FILES) {
        break;
    } else if (!NT_SUCCESS(status)) {
        DbgPrint("ZwQueryDirectoryFile failed. Status: 0x%X\n", status);
        break;
    }
    PFILE_DIRECTORY_INFORMATION fileInfo = (PFILE_DIRECTORY_INFORMATION)buffer;
            do {
                UNICODE_STRING currentFileName;
                currentFileName.Buffer = fileInfo-&gt;FileName;
                currentFileName.Length = (USHORT)fileInfo-&gt;FileNameLength;
                currentFileName.MaximumLength = (USHORT)fileInfo-&gt;FileNameLength;

                DbgPrint("Found file: %wZ\n", &amp;currentFileName);

                fileInfo = (PFILE_DIRECTORY_INFORMATION)((PUCHAR)fileInfo + fileInfo-&gt;NextEntryOffset);
            } while (fileInfo-&gt;NextEntryOffset != 0);

            restartScan = FALSE;
        }

        ZwClose(hDirectory);
    } else {
        DbgPrint("Failed to open directory. Status: 0x%X\n", status);
    }

    ExFreePoolWithTag(buffer, 'tag1');
}

驱动加载：

内存分配

ExAllocatePoolWithTag

PVOID ExAllocatePoolWithTag(
  [in] __drv_strictTypeMatch(__drv_typeExpr)POOL_TYPE PoolType,
  [in] SIZE_T                                         NumberOfBytes,
  [in] ULONG                                          Tag
);

PoolType指定要分配的池内存类型，NumberOfBytes是要分配的内存数，Tag是用于分配内存的池标志。

关于池类型，常见的有：

NonPagedPool: 非分页池，分配的内存在物理内存中，不能被分页出内存。这种类型的内存在内核模式下是可以随时访问的。
PagedPool: 分页池，分配的内存可以被分页到磁盘，只有在访问时才加载到内存。
NonPagedPoolNx: 和 NonPagedPool 类似，但不允许执行代码。（安全）

不同的池类型对于IRQL也不同，在分配NonPagedPool类型的内存时，可以在任意IRQL下调用，但是分配PagedPool内存只能在IRQL<=APC_LEVEL时调用，如果在高IRQL时尝试分配分页内存，可能导致系统奔溃。

ExAllocatePool2

在window10 2004中，ExAllocatePoolWithTag已经被弃用了。要编写适用于更高win版本的驱动程序，可以使用ExAllocatePool2。

同ExAllocatePoolWithTag相比，该函数除非指定了特别的标识，否则内存将被初始化为零;ExAllocatePool2的函数签名还包含了更多参数，新的函数签名为：

PVOID ExAllocatePool2(
    POOL_FLAGS PoolFlags,
    SIZE_T NumberOfBytes,
    ULONG Tag
);

PoolFlags 是一个新的参数，可以控制内存分配的一些额外特性，而 ExAllocatePoolWithTag 只支持通过 POOL_TYPE 指定内存池的类型。

发表于 2024-09-11 09:00:00
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分类：安全开发

初探内核下的文件管理技术：内核API

前言

前置

内核API

OBJECT_ATTRIBUTES 结构

InitializeObjectAttributes 宏

文件的创建和删除

ZwCreateFile

具体代码：

驱动加载：

ZwDeleteFile

部分代码：

驱动加载：

获取文件大小

ZwQueryInformationFile

FILE_STANDARD_INFORMATION 结构

部分代码实现：

驱动加载：

读写文件

ZwReadFile ZwWriteFile

代码实现

驱动加载：

重命名文件

ZwSetInformationFile

FILE_RENAME_INFORMATION 结构

部分代码实现：

驱动加载：

文件遍历

ZwQueryDirectoryFile

PFILE_DIRECTORY_INFORMATION 结构

代码实现：

驱动加载：

内存分配

ExAllocatePoolWithTag

ExAllocatePool2

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