0x00 前言
參考資料
Windows 從 vista 版本引入一種進程保護機制(Process Protection)，用于更進一步的控制進程的訪問級別，在此之前，用戶只需要使用 SeDebugPrivilege 令牌權限即可獲取任意進程的所有訪問權限；隨后 Windows8.1 在此進程保護的基礎上，擴展引入了進程保護光機制(protected Process Light)，簡稱 PPL 機制，其能提供更加細粒度化的進程訪問權限控制。
本文將介紹 Windows 的 PPL 安全機制，以及在實驗環境下如何繞過該機制，從而實現對 PPL 的進程進行動態調試。
本文實驗環境：
代碼語言：JavaScript代碼運行次數：0運行復制
Windows 10 專業版 22H2Visual Studio 2019
0x01 PPL機制
參考資料
使用 Process Explorer 工具查看進程列表，我們可以看到 Windows 的部分核心進程設置了 PPL 保護：
對于安全研究來說，PPL機制最直觀的感受就是即便使用管理員權限也無法 attach 這個進程進行調試：
通過官網文檔(https://learn.microsoft.com/en-us/windows/win32/procthread/zwqueryinformationprocess)可以了解到 PS_PROTECTION 的結構如下：
代碼語言：javascript代碼運行次數：0運行復制
typedef struct _PS_PROTECTION { union { UCHAR Level; struct { UCHAR Type : 3; UCHAR Audit : 1; // Reserved UCHAR Signer : 4; }; };} PS_PROTECTION, *PPS_PROTECTION;
前 3 位包含進程保護的類型：
代碼語言：javascript代碼運行次數：0運行復制
typedef enum _PS_PROTECTED_TYPE { PsProtectedTypeNone = 0, PsProtectedTypeProtectedLight = 1, PsProtectedTypeProtected = 2} PS_PROTECTED_TYPE, *PPS_PROTECTED_TYPE;
后 4 位包含進程保護的簽名者標識：
代碼語言：javascript代碼運行次數：0運行復制
typedef enum _PS_PROTECTED_SIGNER { PsProtectedSignerNone = 0, PsProtectedSignerAuthenticode, PsProtectedSignerCodeGen, PsProtectedSignerAntimalware, PsProtectedSignerLsa, PsProtectedSignerWindows, PsProtectedSignerWinTcb, PsProtectedSignerWinSystem, PsProtectedSignerApp, PsProtectedSignerMax} PS_PROTECTED_SIGNER, *PPS_PROTECTED_SIGNER;
通過 WinDBG 進行本地內核調試，查看上圖進程 smss.exe(412) 的內核對象 EPROCESS 可以查看 PPL=0x61，如下：
PPL 機制在內核函數 NtOpenProcess 進行實現，當我們訪問進程時最終都會調用該函數；NtOpenProcess 位于 ntoskrnl.exe 內，結合符號表逆向如下：
經過一系列的調用，最終進入到 PPL 檢查的關鍵邏輯 RtlTestProtectedaccess，其調用棧如下：
RtlTestProtectedAccess 的判斷邏輯如下：
其中 Protection.Signer 經過 RtlProtectedAccess 轉換的權限如下：
代碼語言：javascript代碼運行次數：0運行復制
PsProtectedSignerNone 0 => 0x0PsProtectedSignerAuthenticode 1 => 0x2PsProtectedSignerCodeGen 2 => 0x4PsProtectedSignerAntimalware 3 => 0x108PsProtectedSignerLsa 4 => 0x110PsProtectedSignerWindows 5 => 0x13ePsProtectedSignerWinTcb 6 => 0x17ePsProtectedSignerWinSystem 7 => 0x1fePsProtectedSignerApp 8 => 0x0
0x02 雙機調試bypass
參考資料
使用雙機內核調試可以無視大多數的安全機制，這里我使用網絡雙機調試，成功連接被調試主機后，再進入到有 PPL 機制的 smss.exe(412) 的進程空間下，直接就可以正常調試：
但是實際場景下雙機調試可能受環境限制，同時雙機調試也不如用戶模式下方便，下面我們看看通過本地調試的方法來繞過 PPL 機制。
0x03 本地調試bypass
參考資料
通過上文對 PPL 機制的介紹，我們知道 PPL 的標識位是以 _PS_PROTECTION 結構存放于 EPROCESS 進程對象中，雖然本地內核調試無法控制程序執行流，但可以修改內存值；那么我們可以先通過本地內核調試去除 PPL 標識，隨后便可以在用戶模式下調試目標進程。
配置好本地內核調試環境后，使用管理員權限啟動 WinDBG，覆寫 smss.exe(412) 進程的 Protection = 0x00 命令如下：
代碼語言：javascript代碼運行次數：0運行復制
# 獲取 smss.exe 進程的 EPROCESS 地址lkd > !process 0 0 smss.exe# 從 EPROCESS 獲取 Protection 的偏移和值lkd > dt nt!_eprocess ffffc40b2c45e080 Protectionlkd > db ffffc40b2c45e080+0x87a l1# 將 Protection 值修改為 0x00lkd > eb ffffc40b2c45e080+0x87a 0x00
執行如下：
隨后我們再以管理員權限啟動 WinDBG，attach 到目標進程上，可以成功進行調試：
0x04 工具化
參考資料
根據本地內核調試去除 PPL 標識的思路，我們可以編寫驅動程序如下，使用 ZwQuerySystemInformation() 遍歷進程，使用 PsLookupProcessByProcessId() 獲取進程的 EPROCESS，隨后按 Protection 的偏移將其內存值覆寫為 0x00：
代碼語言：javascript代碼運行次數：0運行復制
#include <ntifs.h>#include <wdf.h>#define EPROCESS_PROTECTION_OFFSET 0x87A // windows10 professional 22H2DRIVER_INITIALIZE DriverEntry;typedef enum _SYSTEM_INFORMATION_CLASS { SystemProcessInformation = 5, // ...} SYSTEM_INFORMATION_CLASS;typedef struct _SYSTEM_PROCESS_INFORMATION { ULONG NextEntryOffset; ULONG NumberOfThreads; BYTE Reserved1[48]; PVOID Reserved2[3]; HANDLE UniqueProcessId; PVOID Reserved3; ULONG HandleCount; BYTE Reserved4[4]; PVOID Reserved5[11]; SIZE_T PeakPagefileUsage; SIZE_T PrivatePageCount; LARGE_INTEGER Reserved6[6];} SYSTEM_PROCESS_INFORMATION, *PSYSTEM_PROCESS_INFORMATION;NTSTATUS NTAPI ZwQuerySystemInformation( _In_ SYSTEM_INFORMATION_CLASS SystemInformationClass, _Inout_ PVOID SystemInformation, _In_ ULONG SystemInformationLength, _Out_opt_ PULONG ReturnLength);NTKERNELAPI UCHAR* PsGetProcessImageFileName(__in PEPROCESS Process);VOID OnUnload(_In_ PDRIVER_OBJECT DriverObject){ UNREFERENCED_PARAMETER(DriverObject); KdPrintEx((DPFLTR_IHVDRIVER_ID, DPFLTR_INFO_LEVEL, "remove_ppl: unload drivern"));}NTSTATUS DriverEntry(_In_ PDRIVER_OBJECT DriverObject, _In_ PUNICODE_STRING RegistryPath) { ULONG BufferSize = 0; NTSTATUS Status = STATUS_SUCCESS; PVOID Buffer = NULL; PSYSTEM_PROCESS_INFORMATION pInfo = NULL; UNREFERENCED_PARAMETER(DriverObject); UNREFERENCED_PARAMETER(RegistryPath); KdPrintEx((DPFLTR_IHVDRIVER_ID, DPFLTR_INFO_LEVEL, "remove_ppl: driver entryn")); // register unload function DriverObject->DriverUnload = OnUnload; // get size of SYSTEM_PROCESS_INFORMATION Status = ZwQuerySystemInformation(SystemProcessInformation, NULL, 0, &BufferSize); if (Status != STATUS_INFO_LENGTH_MISMATCH) { KdPrintEx((DPFLTR_IHVDRIVER_ID, DPFLTR_INFO_LEVEL, "remove_ppl: ZwQuerySystemInformation get size failed status=0x%xn", Status)); goto _LABEL_EXIT; } // alloc memory and get SYSTEM_PROCESS_INFORMATION Buffer = ExAllocatePoolWithTag(PagedPool, BufferSize, '1gaT'); if (Buffer == NULL) { KdPrintEx((DPFLTR_IHVDRIVER_ID, DPFLTR_INFO_LEVEL, "remove_ppl: ExAllocatePoolWithTag failedn")); goto _LABEL_EXIT; } Status = ZwQuerySystemInformation(SystemProcessInformation, Buffer, BufferSize, &BufferSize); if (Status != STATUS_SUCCESS) { KdPrintEx((DPFLTR_IHVDRIVER_ID, DPFLTR_INFO_LEVEL, "remove_ppl: ZwQuerySystemInformation get info failed status=0x%xn", Status)); goto _LABEL_EXIT; } // traverse all processes and rewrite "Protection" to 0x00 pInfo = (PSYSTEM_PROCESS_INFORMATION)Buffer; do { PEPROCESS Process = NULL; Status = PsLookupProcessByProcessId(pInfo->UniqueProcessId, &Process); if (NT_SUCCESS(Status)) { BYTE* Protection = (BYTE*)Process + EPROCESS_PROTECTION_OFFSET; if (*Protection != 0) { KdPrintEx((DPFLTR_IHVDRIVER_ID, DPFLTR_INFO_LEVEL, "remove_ppl: rewrite %s[%d] Protection=0x%x to 0x00n", PsGetProcessImageFileName(Process), pInfo->UniqueProcessId, *Protection)); *Protection = 0x00; } } else { KdPrintEx((DPFLTR_IHVDRIVER_ID, DPFLTR_INFO_LEVEL, "remove_ppl: PsLookupProcessByProcessId [%d] failed status=0x%xn", pInfo->UniqueProcessId, Status)); } pInfo = (PSYSTEM_PROCESS_INFORMATION)((PUCHAR)pInfo + pInfo->NextEntryOffset); } while (pInfo->NextEntryOffset);_LABEL_EXIT: if (Buffer != NULL) { ExFreePoolWithTag(Buffer, '1gaT'); } return STATUS_SUCCESS;}
成功編譯后，將驅動程序注冊為服務來啟動運行(需設置主機為測試模式)：
代碼語言：javascript代碼運行次數：0運行復制
# 注冊驅動程序為服務sc.exe create remove_ppl type= kernel start= demand binPath= [src]remove_ppl.sys# 查看服務信息sc.exe queryex remove_ppl# 啟動驅動程序/服務sc.exe start remove_ppl
運行驅動程序，并使用 Process Explorer 查看，所有進程的 PPL 標識都被去除了：
除了以上實驗代碼外，也可以參考更加完善的 PPL 控制工具：
https://github.com/Mattiwatti/PPLKillerhttps://github.com/itm4n/PPLcontrol
0x05 References
參考資料
https://learn.microsoft.com/en-us/windows/win32/services/protecting-anti-malware-services-https://learn.microsoft.com/en-us/windows/win32/procthread/zwqueryinformationprocesshttps://learn.microsoft.com/en-us/windows/win32/procthread/process-security-and-access-rightshttps://download.microsoft.com/download/a/f/7/af7777e5-7dcd-4800-8a0a-b18336565f5b/process_vista.dochttps://www.crowdstrike.com/blog/evolution-protected-processes-part-1-pass-hash-mitigations-windows-81/https://www.crowdstrike.com/blog/evolution-protected-processes-part-2-exploitjailbreak-mitigations-unkillable-processes-and/https://www.cnblogs.com/H4ck3R-XiX/p/15872255.htmlhttps://www.cnblogs.com/revercc/p/16961961.htmlhttps://itm4n.github.io/debugging-protected-processes/https://paper.seebug.org/1892/https://github.com/Mattiwatti/PPLKillerhttps://github.com/itm4n/PPLcontrol
