【转载】Hook详解以及常用Hook

 

【转载】Hook详解以及常用Hook

Windows系统是建立在事件驱动的机制上的,说穿了就是整个系统都是通过消息的传递来实现的。而钩子是Windows系统中非常重要的系统接口,用它可以截获并处理送给 其他应用程序的消息,来完成普通应用程序难以实现的功能。钩子可以监视系统或进程中的各种事件消息,截获发往目标窗口的消息并进行处理。这样,我们就可以在系统中安装自定义的钩子,监视系统中特定事件的发生,完成特定的功能,比如截获键盘鼠标的输入,屏幕取词,日志监视等等。可见,利用钩子可以实现许多特殊而有用的功能。因此,对于高级编程人员来说,掌握钩子的编程方法是很有必要的。

钩子的类型

一. 按事件分类,有如下的几种常用类型

(1) 键盘钩子和低级键盘钩子可以监视各种键盘消息。
(2) 鼠标钩子和低级鼠标钩子可以监视各种鼠标消息。
(3) 外壳钩子可以监视各种Shell事件消息。比如启动和关闭应用程序。
(4) 日志钩子可以记录从系统消息队列中取出的各种事件消息。
(5) 窗口过程钩子监视所有从系统消息队列发往目标窗口的消息。
此外,还有一些特定事件的钩子提供给我们使用,不一一列举。
下面描述常用的Hook类型:

1、WH_CALLWNDPROC和WH_CALLWNDPROCRET Hooks
WH_CALLWNDPROC和WH_CALLWNDPROCRET Hooks使你可以监视发送到窗口过程的消息。系统在消息发送到接收窗口过程之前调用WH_CALLWNDPROC Hook子程,并且在窗口过程处理完消息之后调用WH_CALLWNDPROCRET Hook子程。
WH_CALLWNDPROCRET Hook传递指针到CWPRETSTRUCT结构,再传递到Hook子程。CWPRETSTRUCT结构包含了来自处理消息的窗口过程的返回值,同样也包括了与这个消息关联的消息参数。

2、WH_CBT Hook
在以下事件之前,系统都会调用WH_CBT Hook子程,这些事件包括:

1. 激活,建立,销毁,最小化,最大化,移动,改变尺寸等窗口事件; 
2. 完成系统指令; 
3. 来自系统消息队列中的移动鼠标,键盘事件; 
4. 设置输入焦点事件; 
5. 同步系统消息队列事件。 

Hook子程的返回值确定系统是否允许或者防止这些操作中的一个。

3、WH_DEBUG Hook
在系统调用系统中与其他Hook关联的Hook子程之前,系统会调用WH_DEBUG Hook子程。你可以使用这个Hook来决定是否允许系统调用与其他Hook关联的Hook子程。

4、WH_FOREGROUNDIDLE Hook
当应用程序的前台线程处于空闲状态时,可以使用WH_FOREGROUNDIDLE Hook执行低优先级的任务。当应用程序的前台线程大概要变成空闲状态时,系统就会调用WH_FOREGROUNDIDLE Hook子程。

5、WH_GETMESSAGE Hook
应用程序使用WH_GETMESSAGE Hook来监视从GetMessage or PeekMessage函数返回的消息。你可以使用WH_GETMESSAGE Hook去监视鼠标和键盘输入,以及其他发送到消息队列中的消息。

6、WH_JOURNALPLAYBACK Hook
WH_JOURNALPLAYBACK Hook使应用程序可以插入消息到系统消息队列。可以使用这个Hook回放通过使用WH_JOURNALRECORD Hook记录下来的连续的鼠标和键盘事件。只要WH_JOURNALPLAYBACK Hook已经安装,正常的鼠标和键盘事件就是无效的。
WH_JOURNALPLAYBACK Hook是全局Hook,它不能象线程特定Hook一样使用。 WH_JOURNALPLAYBACK Hook返回超时值,这个值告诉系统在处理来自回放Hook当前消息之前需要等待多长时间(毫秒)。这就使Hook可以控制实时事件的回放。
WH_JOURNALPLAYBACK是system-wide local hooks,它們不會被注射到任何行程位址空間。(估计按键精灵是用这个hook做的)

7、WH_JOURNALRECORD Hook
WH_JOURNALRECORD Hook用来监视和记录输入事件。典型的,可以使用这个Hook记录连续的鼠标和键盘事件,然后通过使用WH_JOURNALPLAYBACK Hook来回放。
WH_JOURNALRECORD Hook是全局Hook,它不能象线程特定Hook一样使用。
WH_JOURNALRECORD是system-wide local hooks,它們不會被注射到任何行程位址空間。

8、WH_KEYBOARD Hook
在应用程序中,WH_KEYBOARD Hook用来监视WM_KEYDOWN and WM_KEYUP消息,这些消息通过GetMessage or PeekMessage function返回。可以使用这个Hook来监视输入到消息队列中的键盘消息。

9、WH_KEYBOARD_LL Hook
WH_KEYBOARD_LL Hook监视输入到线程消息队列中的键盘消息。

10、WH_MOUSE Hook
WH_MOUSE Hook监视从GetMessage 或者 PeekMessage 函数返回的鼠标消息。使用这个Hook监视输入到消息队列中的鼠标消息。

11、WH_MOUSE_LL Hook
WH_MOUSE_LL Hook监视输入到线程消息队列中的鼠标消息。

12、WH_MSGFILTER 和 WH_SYSMSGFILTER Hooks
WH_MSGFILTER 和 WH_SYSMSGFILTER Hooks使我们可以监视菜单,滚动条,消息框,对话框消息并且发现用户使用ALT+TAB or ALT+ESC 组合键切换窗口。
WH_MSGFILTER Hook只能监视传递到菜单,滚动条,消息框的消息,以及传递到通过安装了Hook子程的应用程序建立的对话框的消息。
WH_SYSMSGFILTER Hook监视所有应用程序消息。
WH_MSGFILTER 和 WH_SYSMSGFILTER Hooks使我们可以在模式循环期间过滤消息,这等价于在主消息循环中过滤消息。通过调用CallMsgFilter function可以直接的调用WH_MSGFILTER Hook。通过使用这个函数,应用程序能够在模式循环期间使用相同的代码去过滤消息,如同在主消息循环里一样。

13、WH_SHELL Hook
外壳应用程序可以使用WH_SHELL Hook去接收重要的通知。当外壳应用程序是激活的并且当顶层窗口建立或者销毁时,系统调用WH_SHELL Hook子程。
WH_SHELL 共有5钟情況:
1. 只要有个top-level、unowned 窗口被产生、起作用、或是被摧毁;
2. 当Taskbar需要重画某个按钮;
3. 当系统需要显示关于Taskbar的一个程序的最小化形式;
4. 当目前的键盘布局状态改变;
5. 当使用者按Ctrl+Esc去执行Task Manager(或相同级别的程序)。
按照惯例,外壳应用程序都不接收WH_SHELL消息。所以,在应用程序能够接收WH_SHELL消息之前,应用程序必须调用SystemParametersInfo function注册它自己。

以上是13种常用的hook类型!

二. 按使用范围分类,主要有线程钩子和系统钩子

(1) 线程钩子监视指定线程的事件消息。
(2) 系统钩子监视系统中的所有线程的事件消息。因为系统钩子会影响系统中所有的应用程序,所以钩子函数必须放在独立的动态链接库(DLL)
中。这是系统钩子和线程钩子很大的不同之处。
几点需要说明的地方:
(1) 如果对于同一事件(如鼠标消息)既安装了线程钩子又安装了系统钩子,那么系统会自动先调用线程钩子,然后调用系统钩子。
(2) 对同一事件消息可安装多个钩子处理过程,这些钩子处理过程形成了钩子链。当前钩子处理结束后应把钩子信息传递给下一个钩子函数。而且最近安装的钩子放在链的开始,而最早安装的钩子放在最后,也就是后加入的先获得控制权。
(3) 钩子特别是系统钩子会消耗消息处理时间,降低系统性能。只有在必要的时候才安装钩子,在使用完毕后要及时卸载。

编写钩子程序
编写钩子程序的步骤分为三步:定义钩子函数安装钩子卸载钩子

1.定义钩子函数
钩子函数是一种特殊的回调函数。钩子监视的特定事件发生后,系统会调用钩子函数进行处理。不同事件的钩子函数的形式是各不相同的。
​ 下面以鼠标钩子函数举例说明钩子函数的原型:
​ LRESULT CALLBACK HookProc(int nCode ,WPARAM wParam,LPARAM lParam)
​ 参数wParam和 lParam包含所钩消息的信息,比如鼠标位置、状态,键盘按键等。nCode包含有关消息本身的信息,比如是否从消息队列中移出。
我们先在钩子函数中实现自定义的功能,然后调用函数 CallNextHookEx.把钩子信息传递给钩子链的下一个钩子函数。
​ CallNextHookEx.的原型如下:
​ LRESULT CallNextHookEx( HHOOK hhk, int nCode, WPARAM wParam, LPARAM lParam )
​ 参数 hhk是钩子句柄。nCode、wParam和lParam 是钩子函数。
​ 当然也可以通过直接返回TRUE来丢弃该消息,就阻止了该消息的传递。

2.安装钩子
在程序初始化的时候,调用函数SetWindowsHookEx安装钩子。
​ 其函数原型为:
​ HHOOK SetWindowsHookEx( int idHook,HOOKPROC lpfn, INSTANCE hMod,DWORD dwThreadId )
​ 参数idHook表示钩子类型,它是和钩子函数类型一一对应的。比如,WH_KEYBOARD表示安装的是键盘钩子,WH_MOUSE表示是鼠标钩子等等。
Lpfn是钩子函数的地址。
HMod是钩子函数所在的实例的句柄。对于线程钩子,该参数为NULL;对于系统钩子,该参数为钩子函数所在的DLL句柄。
dwThreadId 指定钩子所监视的线程的线程号。对于全局钩子,该参数为NULL。
SetWindowsHookEx返回所安装的钩子句柄。

3.卸载钩子
当不再使用钩子时,必须及时卸载。简单地调用函数 BOOL UnhookWindowsHookEx( HHOOK hhk)即可。
值得注意的是线程钩子和系统钩子的钩子函数的位置有很大的差别。线程钩子一般在当前线程或者当前线程派生的线程内,而系统钩子必须放在独立的动态链接库中,实现起来要麻烦一些。

线程钩子的编程实例:

按照上面介绍的方法实现一个线程级的鼠标钩子。钩子跟踪当前窗口鼠标移动的位置变化信息。并输出到窗口。
(1)在VC++6.0中利用MFC
APPWizard(EXE)生成一个不使用文档/视结构的单文档应用mousehook。打开childview.cpp文件,加入全局变量:

HHOOK hHook;//鼠标钩子句柄 
CPoint point;//鼠标位置信息 
CChildView *pView; 
// 鼠标钩子函数用到的输出窗口指针 

在CChildView::OnPaint()添加如下代码:

CPaintDC dc(this); 
char str[256]; 
sprintf(str,“x=%d,y=%d",point.x,point.y); 
//构造字符串 
dc.TextOut(0,0,str); //显示字符串 

  (2)childview.cpp文件中定义全局的鼠标钩子函数。 
LRESULT CALLBACK MouseProc 
(int nCode, WPARAM wParam, LPARAM lParam) 
{//是鼠标移动消息 
if(wParam==WM_MOUSEMOVE||wParam 
==WM_NCMOUSEMOVE) 
{ 
point=((MOUSEHOOKSTRUCT *)lParam)->pt; 
//取鼠标信息 
pView->Invalidate(); //窗口重画 
} 
return CallNextHookEx(hHook,nCode,wParam,lParam); 
//传递钩子信息 
} 
(3)CChildView类的构造函数中安装钩子。 
CChildView::CChildView() 
{ 
pView=this;//获得输出窗口指针 
hHook=SetWindowsHookEx(WH_MOUSE,MouseProc,0,GetCurrentThreadId()); 
} 
(4)CChildView类的析构函数中卸载钩子。 
CChildView::~CChildView() 
{ 
if(hHook) 
UnhookWindowsHookEx(hHook); 
} 

**系统钩子的编程实例:

** 由于系统钩子要用到dll,所以先介绍下win32 dll的特点:
Win32 DLL与 Win16 DLL有很大的区别,这主要是由操作系统的设计思想决定的。
一方面,在Win16 DLL中程序入口点函数和出口点函数(LibMain和WEP)是分别实现的;而在Win32 DLL中却由同一函数DLLMain来实现。
无论何时,当一个进程或线程载入和卸载DLL时,都要调用该函数,它的原型是
BOOL WINAPI DllMain (HINSTANCE hinstDLL,DWORD fdwReason, LPVOID lpvReserved);
其中,第一个参数表示DLL的实例句柄;第三个参数系统保留;
这里主要介绍一下第二个参数,它有四个可能的值:
DLL_PROCESS_ATTACH(进程载入),
DLL_THREAD_ATTACH(线程载入),
DLL_THREAD_DETACH(线程卸 载),
DLL_PROCESS_DETACH(进程卸载),
在DLLMain函数中可以对传递进来的这个参数的值进行判别,并根据不同的参数值对DLL进 行必要的初始化或清理工作。
举个例子来说,当有一个进程载入一个DLL时,系统分派给DLL的第二个参数DLL_PROCESS_ATTACH,这时, 你可以根据这个参数初始化特定的数据。另一方面,在Win16环境下,所有应用程序都在同一地址空间;而在Win32环境下,所有应用程序都有自己的私有 空间,每个进程的空间都是相互独立的,这减少了应用程序间的相互影响,但同时也增加了编程的难度。
大家知道,在Win16环境中,DLL的全局数据对每个 载入它的进程来说都是相同的;而在Win32环境中,情况却发生了变化,当进程在载入DLL时,系统自动把DLL地址映射到该进程的私有空间,而且也复制 该DLL的全局数据的一份拷贝到该进程空间,也就是说每个进程所拥有的相同的DLL的全局数据其值却并不一定是相同的。因此,在Win32环境下要想在多 个进程中共享数据,就必须进行必要的设置。亦即把这些需要共享的数据分离出来,放置在一个独立的数据段里,并把该段的属性设置为共享。
在VC6 中有三种形式的MFC DLL(在该DLL中可以使用和继承已有的MFC类)可供选择,即Regular statically linked to MFC DLL(标准静态链接MFC DLL)和Regular using the shared MFC DLL(标准动态链接MFC DLL)以及Extension MFC DLL(扩展MFC DLL)。
第一种DLL的特点是,在编译时把使用的MFC代码加入到DLL中,因此,在使用该程序时不需要其他MFC动态链接类库的存在,但占用磁盘空间 比较大;
第二种DLL的特点是,在运行时,动态链接到MFC类库,因此减少了空间的占用,但是在运行时却依赖于MFC动态链接类库;这两种DLL既可以被 MFC程序使用也可以被Win32程序使用。
第三种DLL的特点类似于第二种,做为MFC类库的扩展,只能被MFC程序使用。

VC6中全局共享数据的实现

在主文件中,用#pragma data_seg建立一个新的数据段并定义共享数据,其具体格式为:
#pragma data_seg (”shareddata”)
HWND sharedwnd=NULL;//共享数据
#pragma data_seg()
仅定义一个数据段还不能达到共享数据的目的,还要告诉编译器该段的属性,有两种方法可以实现该目的(其效果是相同的),一种方法是在.DEF文件中加入如下语句:
SETCTIONS shareddata READ WRITE SHARED
另一种方法是在项目设置链接选项中加入如下语句:
/SECTION:shareddata,rws
好了,准备知识已经学完了,让我们开始编写个全局的钩子程序吧!

由于全局钩子函数必须包含在动态链接库中,所以本例由两个程序体来实现。

1.建立钩子Mousehook.DLL

(1)选择MFC AppWizard(DLL)创建项目Mousehook;
(2)选择MFC Extension DLL(共享MFC拷贝)类型;
(3)由于VC5没有现成的钩子类,所以要在项目目录中创建Mousehook.h文件,在其中建立钩子类:

class AFX_EXT_CLASS Cmousehook:public CObject 
{ 
    public: 
    Cmousehook(); 
    //钩子类的构造函数 
    ~Cmousehook(); 
    //钩子类的析构函数 
    BOOL starthook(HWND hWnd); 
    //安装钩子函数 
    BOOL stophook(); 
    卸载钩子函数 
}; 

(4)在Mousehook.app文件的顶部加入#include”Mousehook.h”语句;
(5)加入全局共享数据变量:

#pragma data_seg("mydata") 
HWND glhPrevTarWnd=NULL; 
//上次鼠标所指的窗口句柄 
HWND glhDisplayWnd=NULL; 
//显示目标窗口标题编辑框的句柄 
HHOOK glhHook=NULL; 
//安装的鼠标钩子句柄 
HINSTANCE glhInstance=NULL; 
//DLL实例句柄 
#pragma data_seg()

(6)在DEF文件中定义段属性:

  SECTIONS 
  mydata READ WRITE SHARED 

(7)在主文件Mousehook.cpp的DllMain函数中加入保存DLL实例句柄的语句:
DllMain(HINSTANCE hInstance, DWORD dwReason, LPVOID lpReserved)
{
//如果使用lpReserved参数则删除下面这行
UNREFERENCED_PARAMETER(lpReserved);
if (dwReason == DLL_PROCESS_ATTACH)
{
TRACE0(“MOUSEHOOK.DLL Initializing!\n”);
//扩展DLL仅初始化一次
if (!AfxInitExtensionModule(MousehookDLL, hInstance))
return 0;
new CDynLinkLibrary(MousehookDLL);
//把DLL加入动态MFC类库中
glhInstance=hInstance;
//插入保存DLL实例句柄
}
else if (dwReason == DLL_PROCESS_DETACH)
{
TRACE0(“MOUSEHOOK.DLL Terminating!\n”);
//终止这个链接库前调用它
AfxTermExtensionModule(MousehookDLL);
}
return 1;
}
(8)类Cmousehook的成员函数的具体实现:
Cmousehook::Cmousehook()
//类构造函数
{
}
Cmousehook::~Cmousehook()
//类析构函数
{
stophook();
}
BOOL Cmousehook::starthook(HWND hWnd)
//安装钩子并设定接收显示窗口句柄
{
BOOL bResult=FALSE;
glhHook=SetWindowsHookEx(WH_MOUSE,MouseProc,glhInstance,0);
if(glhHook!=NULL)
bResult=TRUE;
glhDisplayWnd=hWnd;
//设置显示目标窗口标题编辑框的句柄
return bResult;
}
BOOL Cmousehook::stophook()
//卸载钩子
{
BOOL bResult=FALSE;
if(glhHook)
{
bResult= UnhookWindowsHookEx(glhHook);
if(bResult)
{
glhPrevTarWnd=NULL;
glhDisplayWnd=NULL;//清变量
glhHook=NULL;
}
}
return bResult;
}
(9)钩子函数的实现:
LRESULT WINAPI MouseProc(int nCode,WPARAM wparam,LPARAM lparam)
{
LPMOUSEHOOKSTRUCT pMouseHook=(MOUSEHOOKSTRUCT FAR *) lparam;
if (nCode>=0)
{
HWND glhTargetWnd=pMouseHook->hwnd;
//取目标窗口句柄
HWND ParentWnd=glhTargetWnd;
while (ParentWnd !=NULL)
{
glhTargetWnd=ParentWnd;
ParentWnd=GetParent(glhTargetWnd);
//取应用程序主窗口句柄
}
if(glhTargetWnd!=glhPrevTarWnd)
{
char szCaption[100];
GetWindowText(glhTargetWnd,szCaption,100);
//取目标窗口标题
if(IsWindow(glhDisplayWnd))
SendMessage(glhDisplayWnd,WM_SETTEXT,0,(LPARAM)(LPCTSTR)szCaption);
glhPrevTarWnd=glhTargetWnd;
//保存目标窗口
}
}
return CallNextHookEx(glhHook,nCode,wparam,lparam);
//继续传递消息
}
(10)编译项目生成mousehook.dll。

2.创建钩子可执行程序

(1)用MFC的AppWizard(EXE)创建项目Mouse;
(2)选择“基于对话应用”并按下“完成”键;
(3)编辑对话框,删除其中原有的两个按钮,加入静态文本框和编辑框,用鼠标右键点击静态文本框,在弹出的菜单中选择“属性”,设置其标题为“鼠标所在的窗口标题”;

(4)在Mouse.h中加入对Mousehook.h的包含语句#Include”..\Mousehook\Mousehook.h”;
(5)在CMouseDlg.h的CMouseDlg类定义中添加私有数据成员:
CMouseHook m_hook;//加入钩子类作为数据成员
(6)修改CmouseDlg::OnInitDialog()函数:
BOOL CMouseDlg::OnInitDialog()
{
CDialog::OnInitDialog();
ASSERT((IDM_ABOUTBOX & 0xFFF0) == IDM_ABOUTBOX);
ASSERT(IDM_ABOUTBOX <0xF000);
CMenu* pSysMenu = GetSystemMenu(FALSE);
if (pSysMenu != NULL)
{
CString strAboutMenu;
strAboutMenu.LoadString(IDS_ABOUTBOX);
if (!strAboutMenu.IsEmpty())
{
pSysMenu->AppendMenu(MF_SEPARATOR);
pSysMenu->AppendMenu(MF_STRING, IDM_ABOUTBOX, strAboutMenu);
}
}
SetIcon(m_hIcon, TRUE);//Set big icon
SetIcon(m_hIcon, FALSE);//Set small icon
//TOD Add extra initialization here
CWnd * pwnd=GetDlgItem(IDC_EDIT1);
//取得编辑框的类指针
m_hook.starthook(pwnd->GetSafeHwnd());
//取得编辑框的窗口句柄并安装钩子
return TRUE;
//return TRUE unless you set the focus to a control
}
(7)链接DLL库,即把..\Mousehook\debug\Mousehook.lib加入到项目设置链接标签中;
(8)编译项目生成可执行文件;
(9)把Mousehook.DLL拷贝到..\mouse\debug目录中;
(10)先运行几个可执行程序,然后运行Mouse.exe程序,把鼠标在不同窗口中移动,在Mouse.exe程序窗口中的编辑框内将显示出鼠标所在的应用程序主窗口的标题

 

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