聊一聊 Linux 上对函数进行 hook 的两种方式

一:背景

1. 讲故事

前两篇我们介绍了 Minhook 在 Windows 平台上的强大功效,这一篇我们来聊一聊如何在 Linux 上对函数进行hook,这里介绍两种方式。

  1. 轻量级的 LD_PRELOAD 拦截

LD_PRELOAD是一种共享库拦截,这种方式的优点在于不需要对源程序做任何修改,达到无侵入的功效,这是windows平台上不可想象的。

  1. funchook 拦截

在 github 有很多可用于 linux 上的函数 hook,我发现轻量级的,活跃的,开源的 要属 funchook 吧。

二:两种拦截方式

1. LD_PRELOAD 如何实现拦截

要想明白 LD_PRELOAD 如何实现拦截?需要你对 linux 上的进程初始化时的链接器 ld.so 的工作过程有一个了解,简单来说就是它的加载顺序为 主程序的可执行文件 -> LD_PRELOAD 指定的库 -> glibc 标准库 -> 其他依赖库

由于 LD_PRELOAD 指定的 so 文件优于 glibc.so 解析,所以可以利用这种先入为主的方式覆盖后续的同名符号方法,那 ld.so 长啥样呢?在我的ubuntu上就是 ld-linux-x86-64.so.2

 root@ubuntu2404:/data2# cat /proc/5322/maps 60c0f8687000-60c0f8688000 r--p 00000000 08:03 1966089                    /data2/main 60c0f8688000-60c0f8689000 r-xp 00001000 08:03 1966089                    /data2/main 60c0f8689000-60c0f868a000 r--p 00002000 08:03 1966089                    /data2/main 60c0f868a000-60c0f868b000 r--p 00002000 08:03 1966089                    /data2/main 60c0f868b000-60c0f868c000 rw-p 00003000 08:03 1966089                    /data2/main 60c1266de000-60c1266ff000 rw-p 00000000 00:00 0                          [heap] 7efd5c600000-7efd5c628000 r--p 00000000 08:03 2242169                    /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 7efd5c628000-7efd5c7b0000 r-xp 00028000 08:03 2242169                    /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 7efd5c7b0000-7efd5c7ff000 r--p 001b0000 08:03 2242169                    /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 7efd5c7ff000-7efd5c803000 r--p 001fe000 08:03 2242169                    /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 7efd5c803000-7efd5c805000 rw-p 00202000 08:03 2242169                    /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 7efd5c805000-7efd5c812000 rw-p 00000000 00:00 0  7efd5c964000-7efd5c967000 rw-p 00000000 00:00 0  7efd5c977000-7efd5c979000 rw-p 00000000 00:00 0  7efd5c979000-7efd5c97d000 r--p 00000000 00:00 0                          [vvar] 7efd5c97d000-7efd5c97f000 r-xp 00000000 00:00 0                          [vdso] 7efd5c97f000-7efd5c980000 r--p 00000000 08:03 2242166                    /usr/lib/x86_64-linux-gnu/ld-linux-x86-64.so.2 7efd5c980000-7efd5c9ab000 r-xp 00001000 08:03 2242166                    /usr/lib/x86_64-linux-gnu/ld-linux-x86-64.so.2 7efd5c9ab000-7efd5c9b5000 r--p 0002c000 08:03 2242166                    /usr/lib/x86_64-linux-gnu/ld-linux-x86-64.so.2 7efd5c9b5000-7efd5c9b7000 r--p 00036000 08:03 2242166                    /usr/lib/x86_64-linux-gnu/ld-linux-x86-64.so.2 7efd5c9b7000-7efd5c9b9000 rw-p 00038000 08:03 2242166                    /usr/lib/x86_64-linux-gnu/ld-linux-x86-64.so.2 7ffe03c95000-7ffe03cb6000 rw-p 00000000 00:00 0                          [stack] ffffffffff600000-ffffffffff601000 --xp 00000000 00:00 0                  [vsyscall]  

说了这么多,接下来我们演示下如何对 openat 进行拦截,首先定义一个 LD_PRELOAD 需要加载的共享库,代码如下:

 #define _GNU_SOURCE #include <dlfcn.h> #include <stdio.h> #include <fcntl.h> #include <stdarg.h> #include <unistd.h> #include <sys/types.h>  static int (*real_openat)(int, const char *, int, ...) = NULL;  int openat(int dirfd, const char *pathname, int flags, ...) {     mode_t mode = 0;     pid_t pid = getpid();     pid_t tid = gettid();      printf("hooked openat: PID=%d, TID=%d, path=%sn", pid, tid, pathname);      if (!real_openat)     {         real_openat = dlsym(RTLD_NEXT, "openat");     }      if (flags & O_CREAT)     {         return real_openat(dirfd, pathname, flags, mode);     }     else     {         return real_openat(dirfd, pathname, flags);     } }  

将上面的 hook_openat.c 做成动态链接库,其中的 -ldl 表示对外提供加载该库的api,比如(dlopen,dlsym), 参考如下:

 root@ubuntu2404:/data2# gcc -shared -fPIC -o libhookopenat.so hook_openat.c -ldl root@ubuntu2404:/data2# ls -lh total 24K -rw-r--r-- 1 root root 688 Jun 12 09:14 hook_openat.c -rwxr-xr-x 1 root root 16K Jun 12 09:20 libhookopenat.so -rw-r--r-- 1 root root 782 Jun 12 09:18 main.c  

共享库搞定之后,接下来就是写 C 代码来调用了,这里我们通过 openat 打开文件,然后让 libhookopenat.so 拦截,参考代码如下:

 #define _GNU_SOURCE #include <fcntl.h>  #include <unistd.h>  #include <stdio.h>   #include <stdlib.h>  #include <string.h>   int main() {     // 在当前目录下创建一个新文件     int fd = openat(AT_FDCWD, "example.txt", O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC, 0644);     if (fd == -1)     {         perror("openat failed");         exit(EXIT_FAILURE);     }      // 写入一些内容到文件     const char *text = "This is a test file created with openat!n";     ssize_t bytes_written = write(fd, text, strlen(text));     if (bytes_written == -1)     {         perror("write failed");         close(fd);         exit(EXIT_FAILURE);     }      // 关闭文件     close(fd);     printf("File created and written successfully! Wrote %zd bytes.n", bytes_written);      return 0; }  
 root@ubuntu2404:/data2# gcc -o main ./main.c root@ubuntu2404:/data2# LD_PRELOAD=./libhookopenat.so ./main hooked openat: PID=4646, TID=4646, path=example.txt File created and written successfully! Wrote 41 bytes.  

从卦中可以清晰的看到 hook 成功!

2. funchook 如何实现拦截

LD_PRELOAD 这种共享库的粒度还是太大,如果粒度再小一点就更加灵活了,比如函数级,这就是本节要介绍到的 funchook,源码在github上:https://github.com/kubo/funchook ,唯一麻烦一点的就是你需要通过源码编译来生成对应的 头文件,静态链接文件,动态链接库 ,参考如下:

 root@ubuntu2404:/data4# sudo apt install -y git gcc cmake make root@ubuntu2404:/data4# git clone https://github.com/kubo/funchook.git root@ubuntu2404:/data4# cd funchook root@ubuntu2404:/data4# mkdir build && cd build root@ubuntu2404:/data4# cmake .. root@ubuntu2404:/data4# make root@ubuntu2404:/data4/funchook/build# sudo make install [ 25%] Built target distorm [ 42%] Built target funchook-shared [ 60%] Built target funchook-static [ 71%] Built target funchook_test [ 85%] Built target funchook_test_shared [100%] Built target funchook_test_static Install the project... -- Install configuration: "" -- Installing: /usr/local/include/funchook.h -- Installing: /usr/local/lib/libfunchook.so.2.0.0 -- Installing: /usr/local/lib/libfunchook.so.2 -- Installing: /usr/local/lib/libfunchook.so -- Installing: /usr/local/lib/libfunchook.a  root@ubuntu2404:/data4/funchook/build# ldconfig  

由于默认安装在了 /usr/local/lib 下,一定要记得用 ldconfig 命令刷新下,否则程序可能找不到新库,最后就是 C 的调用代码,参考如下:

 #define _GNU_SOURCE #include <stdio.h> #include <dlfcn.h> #include <fcntl.h> #include <unistd.h> #include <funchook.h>  // 原始函数指针 static int (*orig_openat)(int dirfd, const char *pathname, int flags, mode_t mode);  // 钩子函数 int hooked_openat(int dirfd, const char *pathname, int flags, mode_t mode) {     printf("Hooked openat called: path=%s, flags=0x%xn", pathname, flags);      // 调用原始函数     return orig_openat(dirfd, pathname, flags, mode); }  int main() {     // 获取原始 openat 函数地址     orig_openat = dlsym(RTLD_NEXT, "openat");     if (!orig_openat)     {         fprintf(stderr, "Failed to find openat: %sn", dlerror());         return 1;     }      // 创建 funchook 实例     funchook_t *funchook = funchook_create();     if (!funchook)     {         perror("funchook_create failed");         return 1;     }      // 准备 Hook     int rv = funchook_prepare(funchook, (void **)&orig_openat, hooked_openat);     if (rv != 0)     {         fprintf(stderr, "Prepare failed: %sn", funchook_error_message(funchook));         return 1;     }      // 安装 Hook     rv = funchook_install(funchook, 0);     if (rv != 0)     {         fprintf(stderr, "Install failed: %sn", funchook_error_message(funchook));         return 1;     }      // 测试调用     printf("=== Testing openat hook ===n");     int fd = openat(AT_FDCWD, "/etc/passwd", O_RDONLY);     if (fd >= 0)     {         printf("Successfully opened file, fd=%dn", fd);         close(fd);     }     else     {         perror("openat failed");     }      // 清理     funchook_uninstall(funchook, 0);     funchook_destroy(funchook);     return 0; }  

接下来就是编译执行了。

 root@ubuntu2404:/data2# gcc -o main main.c -lfunchook -ldl root@ubuntu2404:/data2# ./main === Testing openat hook === Hooked openat called: path=/etc/passwd, flags=0x0 Successfully opened file, fd=3  

一切都是美好的,当然如果你想可视化的单步调试,可以配置到 vs 的 tasks.json 中,参考如下:

 {     "tasks": [         {             "type": "cppbuild",             "label": "C/C++: gcc build active file",             "command": "/usr/bin/gcc",             "args": [                 "-fdiagnostics-color=always",                 "-g",                 "${file}",                 "-o",                 "${fileDirname}/${fileBasenameNoExtension}",                 "-lfunchook",                 "-L/usr/local/lib"             ],             "options": {                 "cwd": "${fileDirname}"             },             "problemMatcher": [                 "$gcc"             ],             "group": {                 "kind": "build",                 "isDefault": true             },             "detail": "Task generated by Debugger."         }     ],     "version": "2.0.0" }  

聊一聊 Linux 上对函数进行 hook 的两种方式

三:总结

这里给大家总结的两种注入方式,LD_PRELOAD 虽然简单,但粒度粗,适合简单的无侵入场景,如果希望更细粒度,建议使用活跃的 funchook 吧,虽然是一个岛国大佬实现的。
聊一聊 Linux 上对函数进行 hook 的两种方式

发表评论

评论已关闭。

相关文章