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Windows のカーネルモードドライバで填まった話

Windows のカーネルモードドライバで填まった話

Satoshi MIMURA

September 11, 2014
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  1. こんなひと • みむら ( @mimura1133 / Satoshi Mimura ) •

    http://mimumimu.net/ • セキュリティキャンプ 2014 ソフトウェアセキュリティクラス チュータ(予定) • SECCON 2014 CTF for Beginners の旗振り役 ( http://2014.seccon.jp/2014_07_CTF_for_Beginners2.html ) • wasamusume という CTF チームの旗振り役 • 最近は土足で WinRT に入れないかいろいろ実験中 3
  2. カーネルモードとユーザモード • ユーザモード: • 普段使うアプリケーションはここで動く • よく見る Windows API はここで叩く。

    • WoW64 もここ。 • 何かやろうとしたら Windows API や カー ネルモードドライバを経由して指示を出す • カーネルモード: • HAL に直接触れられる • Windows カーネルに必ずしもお伺いを立て る必要なし。 • 各ビット用にプログラムを書く ユーザモード カーネルモード ユーザモード ドライバ カーネルモード ドライバ Windows カーネル 10
  3. 簡単なOS の知識おさらい • OSによるアプリケーションの保護 • OS は各アプリケーションに 仮想的な I/O と

    仮想記憶 による資源を提供する。 • 各アプリケーション毎にアドレスは仮想化されており、 互いに互いの領域に侵入したり値を書き換えたりは出来ない。 • アプリケーションは個別に実行されるので落ちても大丈夫 12
  4. 15

  5. 16

  6. IRQL (割り込みレベル) • 各コードの実行に関して IRQL というレベルが設定されている。 • 通常実行時は PASSIVE_LEVEL •

    緊急度の高いコールバックは DISPATCH_LEVEL で呼び出される。 Source IRQL Hardware HIGH_LEVEL クリティカルなエラー POWER_LEVEL 電源周りのエラー IPL_LEVEL プロセッサ間割込 CLOCK2_LEVEL CLOCK1_LEVEL PROFILE_LEVEL プロファイルタイマー DIRQL I/O デバイス割込 Software DISPATCH_LEVEL ディスパッチャ APC_LEVEL 非同期処理 APC PASSIVE_LEVEL スレッド実行 20
  7. たとえば • 普通に main 関数から実行されるコード PASSIVE_LEVEL • タイマーを設定して呼び出されるコード DISPATCH_LEVEL [WdfExecutionLevelPassive

    を使って PASSIVE_LEVEL で呼び出すことも出来る] • PsSetCreateProcessNotifyRoutine で設定したコールバック PASSIVE_LEVEL • Windows のファイアウォールとして設定したプログラムの呼び出し DISPATCH_LEVEL 21
  8. 何か意味あるの • これって何か意味あるの? • 上のレベルから下のレベル のコードは直接呼べない。 • 呼ぶとどうなるの IRQL_NOT_LESS_OR_EQUAL で

    BSoD. • 某R社のドライバで 一時期よくありました( Source IRQL Hardware HIGH_LEVEL クリティカルなエラー POWER_LEVEL 電源周りのエラー IPL_LEVEL プロセッサ間割込 CLOCK2_LEVEL CLOCK1_LEVEL PROFILE_LEVEL プロファイルタイマー DIRQL I/O デバイス割込 Software DISPATCH_LEVEL ディスパッチャ APC_LEVEL 非同期処理 APC PASSIVE_LEVEL スレッド実行 22
  9. つまり • DISPATCH_LEVEL の例 • 波平によるカツオの呼び出し。 • クリティカル。 • 「勉強しろ」というのに

    「遊んでいる」と (許可されていない動作) 動作を強制停止させられる (ブルースクリーン) 24
  10. コード void hogeo(int i) { // PASSIVE_LEVEL!! } void main(){

    WORK_QUEUE_ITEM item; ExInitalizeWorkItem(&item, hogeo,0); ExQueueWorkItem(&item, DelayedWorkQueue); } 28
  11. イメージ • カツオ(実行中のコンテキスト)が 波平の監視下にある(DISPATCH_LEVEL) • 「終わったらお菓子食べるから取っといて」と サザエに依頼する ( ExQueueWorkItem )

    • 処理が終わった時に、サザエがお菓子を持って現れる (関数のコール) • カツオ、お菓子を食べる(処理の実行) 29
  12. コード void hogeo(OKASHI okashi) // サザエによって呼び出される { // PASSIVE_LEVEL!! }

    void main(){ // ここは波平によって呼び出される WORK_QUEUE_ITEM item; ExInitalizeWorkItem(&item, hogeo,new OKASHI(“塩昆布”)); ExQueueWorkItem(&item, DelayedWorkQueue); // サザエにお菓子を依頼する。 } 30
  13. まとめ • カーネルモードドライバは慣れると楽しい • サザエさんのカツオはいつになったら中学生になるのだろう • IRQL は 波平さんを思い出そう。 •

    困ったらサザエさんを使おう ( ExQueueWorkItem ) • プロ生ちゃん is かわいい 31 Title : Windows のカーネルモード(ry Twitter : @mimura1133