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通过MDL读写进程内存

news 2026/6/13 15:14:05

通过MDL读写进程内存

本文总结于lyshark的《Windows内核安全编程技术实践》。

MDL

Windows采用了分页机制来管理内存。考虑一个虚拟地址，要经过逐级查表，才可以得到物理地址。

逻辑上连续的虚拟页，很大概率会被映射到不连续的物理页中。

假设现在要求对一块内存进行高效的操作（比如IO），频繁地进行查表转换操作效率太低，所以可以把需要用到的页表的物理地址，以链表的形式进行存储，这样就避免了反复查表的开销。

MDL的具体结构Windows并未公开，这里只能参考其他人逆向得到的布局：

typedefstruct_MDL{struct_MDL*Next;// 指向下一个 MDL，形成 MDL 链CSHORT Size;// 本 MDL 结构的总大小（字节）CSHORT MdlFlags;// 标志位（见下表）struct_EPROCESS*Process;// 所属进程（若为用户模式缓冲区）PVOID MappedSystemVa;// 映射后的系统空间虚拟地址（若已映射）PVOID StartVa;// 缓冲区起始页的虚拟地址（页对齐）ULONG ByteCount;// 缓冲区总字节数ULONG ByteOffset;// 缓冲区在起始页内的字节偏移}MDL,*PMDL;

引用自Microsoft官方文档链接：

MDL 结构是半不透明的。驱动程序应仅直接访问此结构的 Next 和 MdlFlags 成员。

通过MDL读取进程内存

主要步骤

1. KeStackAttachProcess() // 附加到目标进程 2. IoAllocateMdl() // 创建 MDL 3. MmProbeAndLockPages() // 探测并锁定页面 4. KeUnstackDetachProcess() // 脱离目标进程 5. MmGetSystemAddressForMdlSafe() // 获取系统空间地址 6. RtlCopyMemory() // 读取数据 7. MmUnlockPages() + IoFreeMdl() // 清理资源

附加到目标进程

首先我们需要切换当前线程的地址空间到目标进程中，因为IoAllocateMdl需要知道目标虚拟地址在哪个进程上下文中，并且我们还要在目标进程的地址空间中验证地址有效性，确保后续的MmProbeAndLockPages能正确访问目标进程的页表。

创建MDL

PMDL pMdl=IoAllocateMdl((PVOID)data->pTargetAddr,// 目标虚拟地址data->dwSize,// 要读取的大小false,// SecondaryBuffer（通常为false）false,// ChargeQuota（通常为false）nullptr// Irp（可选）);

创建一个 MDL 来描述目标内存区域。

关键：探测并锁定页面

MmProbeAndLockPages(pMdl,UserMode,IoReadAccess);

这是最关键的一步，包含两个操作：

探测（Probe）
- 验证地址有效性：确保地址在用户模式地址空间（0x00000000-0x7FFFFFFF）
- 检查访问权限：验证当前是否有读取权限
- 对齐检查：确保地址和大小符合对齐要求
- 异常处理：如果地址无效，会抛出异常（代码中缺少 try/except）
锁定（Lock）
- 确保页面驻留：将相关页面锁定在物理内存中，防止被换出到磁盘
- 建立物理映射：在 MDL 中记录物理页面信息
- 增加引用计数：防止页面被释放

参数说明：

UserMode：表示地址是用户模式地址
IoReadAccess：指定只读访问权限

脱离目标进程

MDL 已经捕获了物理页面信息，物理页面被锁定在内存中，不再需要目标进程的地址空间上下文。这样一来，我们就可以减少对目标进程的干扰、允许在脱离状态下长时间访问内存、避免保持附加状态可能导致的死锁问题。

获取系统空间地址

PVOID mappedAddress=MmGetSystemAddressForMdlSafe(pMdl,NormalPagePriority);

目的：将 MDL 描述的物理页面映射到系统空间。

工作原理：

根据 MDL 中的物理页面信息
创建系统空间的虚拟地址映射
返回一个在内核中可以直接访问的指针

该函数返回的地址在内核空间中，我们可以直接使用RtlCopyMemory等进行访问。

示例代码

#include<ntifs.h>#include<windef.h>structData{DWORD dwPID;PVOID pTargetAddr;PBYTE data;DWORD dwSize;};VOIDDriverUnload(PDRIVER_OBJECT pDriverObj){UNREFERENCED_PARAMETER(pDriverObj);DbgPrintEx(DPFLTR_IHVDRIVER_ID,DPFLTR_INFO_LEVEL,"Uninstall Driver Successfully!\n");}BOOLMDL_ReadMemory(Data*data){PEPROCESS pEp=nullptr;NTSTATUS status=PsLookupProcessByProcessId((HANDLE)data->dwPID,&pEp);if(!NT_SUCCESS(status)||pEp==nullptr){DbgPrintEx(DPFLTR_IHVDRIVER_ID,DPFLTR_INFO_LEVEL,"find process failed!\n");returnFALSE;}// 附加到进程KAPC_STATE stack={0};KeStackAttachProcess(pEp,&stack);// 创建MDLPMDL pMdl=IoAllocateMdl((PVOID)data->pTargetAddr,data->dwSize,false,false,nullptr);if(!pMdl){DbgPrintEx(DPFLTR_IHVDRIVER_ID,DPFLTR_INFO_LEVEL,"find process failed!\n");KeUnstackDetachProcess(&stack);ObDereferenceObject(pEp);returnfalse;}// 探测并锁定页面MmProbeAndLockPages(pMdl,UserMode,IoReadAccess);// 取消附加KeUnstackDetachProcess(&stack);// 获取系统空间映射地址PVOID mappedAddress=MmGetSystemAddressForMdlSafe(pMdl,NormalPagePriority);if(!mappedAddress){MmUnlockPages(pMdl);IoFreeMdl(pMdl);ObDereferenceObject(pEp);returnfalse;}// 读取数据RtlCopyMemory(data->data,mappedAddress,data->dwSize);// 清理资源MmUnlockPages(pMdl);IoFreeMdl(pMdl);ObDereferenceObject(pEp);returntrue;}EXTERN_C NTSTATUSDriverEntry(PDRIVER_OBJECT pDriverObj,PUNICODE_STRING pRegPath){UNREFERENCED_PARAMETER(pRegPath);DbgPrintEx(DPFLTR_IHVDRIVER_ID,DPFLTR_INFO_LEVEL,"Installing Driver...\n");pDriverObj->DriverUnload=DriverUnload;Data data;data.dwPID=6776;data.pTargetAddr=(PVOID)0x00000056ac965000;data.dwSize=20;if(MDL_ReadMemory(&data)){for(size_t i=0;i<data.dwSize/sizeof(DWORD);i++){DbgPrintEx(DPFLTR_IHVDRIVER_ID,DPFLTR_INFO_LEVEL,"Readed: %x\n",((PDWORD)data.data)[i]);}}else{DbgPrintEx(DPFLTR_IHVDRIVER_ID,DPFLTR_INFO_LEVEL,"Installing Driver...\n");}returnSTATUS_SUCCESS;}