Насколько бы закрытым ни было программное обеспечение Microsoft, информации о своем внутреннем устройстве оно выдает предостаточно. К примеру, экспорт функций из библиотеки по именам дает представление о ее интерфейсах. В свободном доступе есть и отладочные символы, которые повсеместно используются для диагностики ошибок в ОС. Однако на руках у нас все равно имеются только скомпилированные бинарные модули. Становится интересно: а какими они были до компиляции? Давайте попробуем разобраться, как вытащить побольше информации об исходных кодах, не делая ничего незаконного.

Периодически, как правило во вторую среду месяца, можно услышать истории о том, что Windows после очередного обновления перестает загружаться, показывая синий экран смерти. В большинстве случаев причиной такой ситуации оказывается либо руткит, либо специфичное системное ПО, фривольно обращающееся со внутренними структурами ОС. Винят, конечно, все равно обновление, ведь «до него все работало». С таким отношением не удивительно, что «Майкрософт» не поощряет использование всего, что не документировано. В какой-то момент, а именно с релизом Windows Server 2003, MS заняла более активную позицию в вопросе борьбы с чудо-поделками сторонних разработчиков. Тогда появился механизм защиты целостности ядра — kernel patch protection, более известный как PatchGuard.

С самого начала он не позиционировался как механизм защиты от руткитов, поскольку руткиты работают в ядре с теми же привилегиями, а следовательно, PatchGuard может быть обезврежен. Это скорее фильтр, отсекающий ленивых разработчиков руткитов.

Если вы возитесь с уязвимостями режима ядра в Windows, то рано или поздно приходится иметь дело с такой техникой, как kernel pool spraying (только не называйте ее «распыление ядерной кучи»). Думаю, умение держать под контролем поведение пула памяти ядра будет полезным для разработчика эксплойтов.

Чтобы осилить данную технику, необходимо иметь хотя бы примерное представление об устройстве пула ядра. В этой статье я постараюсь привести описание только значимых в контексте техники pool spraying деталей его реализации. Устройство пула ядра хорошо изучено, поэтому если вам все-таки нужны более глубокие познания, можете обратиться в любую поисковую службу или к ссылкам в конце статьи.

А вы никогда не задумывались над тем, что же происходит с операционной системой в тот момент, когда она рисует свой логотип и говорит «Starting Windows»? И вообще, почему она долго загружается? Ведь при старте системы уж точно не решаются никакие задачи, сложные с вычислительной точки зрения!

Что тогда подразумевает под собой загрузка операционной системы? По большей части это проецирование в память исполняемых модулей и инициализация служебных структур данных. Структуры данных живут в памяти, поэтому операции с ними по идее должны быть быстрыми. Все наталкивает на мысль о том, что время съедается именно процессом загрузки исполняемых модулей в память.

Давайте интереса ради разберемся, какие модули, в каком количестве и в каком порядке загружаются при старте ОС. Чтобы выяснить это, можно, например, получить лог загрузки системы. Подопытная ОС в моем случае — Windows 7 Enterprise x64. Логировать процесс загрузки будем при помощи отладчика ядра. Существует несколько вариантов отладчиков ядра, лично я предпочитаю WinDbg. Также нам понадобятся некоторые вспомогательные средства для волшебного превращения лога в нечто более приятное глазу.

С приходом нового поколения процессоров Intel на базе архитектуры Ivy Bridge было представлено новое аппаратное средство безопасности. Оно называется Intel SMEP. Как и бит NX, предотвращающий исполнение кода на странице памяти, оно добавляет головной боли при эксплуатации уязвимостей режима ядра.

В свою очередь Microsoft реализовала поддержку SMEP в Windows 8, таким образом сделав эту ОС ещё безопасней. Однако, первая реализация «в лоб» поддержки SMEP получилась с небольшим изъяном, благодаря которому у атакующего всё ещё есть возможность относительно безболезненной для него эксплуатации уязвимостей.

Он посинел, ему плохо?

BSOD – реакция ядра на неразрешимую исключительную ситуацию. Если вы его видите, то это значит, что случилось что-то определенно нехорошее.

Среда ядра накладывает множество ограничений на свободу действий программиста: учитывай IRQL, синхронизируй доступ к разделяемым переменным, не задерживайся в ISR, проверяй любые данные из «юзерленда»… Нарушив хотя бы одно из правил, вы получите настоящий выговор из штампованных фраз в стандартном VGA-видеорежиме с худой палитрой.