Windows开机登录认证与Gina DLL

Windows的开机密码认证模块一般是由Gina DLL完成的。在NT/2000中交互式的登陆支持是由WinLogon调用GINA DLL实现的，GINA DLL提供了一个交互式的界面为用户登陆提供认证请求。

1.Gina原理
WinLogon会和GINA DLL进行交互，缺省是MSGINA.DLL(在System32目录下)。微软同时也为我们提供了接口，我们可以自己编写GINA DLL来代替MSGINA.DLL。

WinLogon初始化时会创建3个桌面：
(1) winlogon桌面：主要显示Windows 安全等界面，如你按下CTRL+ALT+DEL,登陆的界面等
(2) 应用程序桌面：我们平时见到的那个有我的电脑的界面
(3) 屏幕保护桌面：屏幕保护显示界面。

在默认情况下，GINA显示登陆对话框，用户输入用户名及密码 。所以要获得用户名和密码 ，则可以写一个新的GINA DLL，其中提供接口调用msgina.dll的函数WlxLoggedOutSAS。

2.Gina DLL导出函数

在NT/2000 中交互式的登陆支持是由WinLogon调用GINA DLL实现的，GINA DLL提供了一个交互式的界面为用户登陆提供认证请求。GINA DLL要输出下列函数(Winlogon会调用)：

(1) WlxActivateUserShell：激活用户外壳程序。
(2) WlxDisplayLockedNotice：允许GINA DLL显示锁定信息。
(3) WlxDisplaySASNotice：当没有用户登陆时，Winlogon调用此函数。
(4) WlxDisplayStatusMessage：Winlogon用一个状态信息调用此函数进行显示。
(5) WlxGetStatusMessage：Winlogon 调用此函数获取当前状态信息。
(6) WlxInitialize：针对指定的窗口位置进行GINA DLL初始化。
(7) WlxIsLockOk：验证工作站正常锁定。
(8) WlxIslogoffOk：验证注销正常。
(9) WlxLoggedOnSAS：用户已登陆并且工作站没有被加锁，如果此时接收到SAS事件，则Winlogon 调用此函数。
(10) WlxLoggedOutSAS：没有用户登陆，如果此时收到SAS事件，则Winlogon调用此函数。
(11) WlxLogoff：请求注销操作时通知GINA DLL。
(12) WlxNegotiate：表示当前的Winlogon版本是否能使用GINA DLL。
(13) WlxNetworkProviderLoad：在加载网络服务提供程序收集了身份和认证信息后，Winlogon 调用此函数。
(14) WlxRemoveStatusMessage：Winlogon调用此函数告诉GINA DLL停止显示状态信息。
(15) WlxScreensaverNotify：允许GINA与屏幕保护操作交互。
(16) WlxShutdown：在关闭之前Winlogon 调用此函数，允许GINA实现任何关闭任务，例如从读卡器中退出智能卡。
(17) WlxStartApplication：当系统需要在用户的上下文中启动应用程序时调用此函数。
(18) WlxWkstaLockedSAS：当工作站被锁定，如果接收到一个SAS，则Winlogon调用此函数。
我们通过对上述的18个基本函数进行重写，来实现USB身份认证系统的Windows登录身份认证。

3. Gina DLL原型代码

// USBGina.cpp : 定义 DLL 应用程序的导出函数。

//

#include "stdafx.h"

#define REALGINA_PATH TEXT("MSGINA.DLL")

// Winlogon函数分配表

PWLX_DISPATCH_VERSION_1_0 g_pWinlogon;

// DLL地址

HINSTANCE hDllInstance;

// Winlogon的句柄

HANDLE hGlobalWlx;

// WLX_VERSION_1_0

PFWLXNEGOTIATE pfWlxNegotiate;
PFWLXINITIALIZE pfWlxInitialize;
PFWLXDISPLAYSASNOTICE pfWlxDisplaySASNotice;
PFWLXLOGGEDOUTSAS pfWlxLoggedOutSAS;
PFWLXACTIVATEUSERSHELL pfWlxActivateUserShell;
PFWLXLOGGEDONSAS pfWlxLoggedOnSAS;
PFWLXDISPLAYLOCKEDNOTICE pfWlxDisplayLockedNotice;
PFWLXWKSTALOCKEDSAS pfWlxWkstaLockedSAS;
PFWLXISLOCKOK pfWlxIsLockOk;
PFWLXISLOGOFFOK pfWlxIsLogoffOk;
PFWLXLOGOFF pfWlxLogoff;
PFWLXSHUTDOWN pfWlxShutdown;

// WLX_VERSION_1_1

PFWLXSTARTAPPLICATION pfWlxStartApplication = NULL;
PFWLXSCREENSAVERNOTIFY pfWlxScreenSaverNotify = NULL;

// WLX_VERSION_1_3

PFWLXNETWORKPROVIDERLOAD pfWlxNetworkProviderLoad = NULL;
PFWLXDISPLAYSTATUSMESSAGE pfWlxDisplayStatusMessage = NULL;
PFWLXGETSTATUSMESSAGE pfWlxGetStatusMessage = NULL;
PFWLXREMOVESTATUSMESSAGE pfWlxRemoveStatusMessage = NULL;

// DLL应用程序入口点

BOOL APIENTRY DllMain(HMODULE hModule, DWORD ul_reason_for_call, LPVOID lpReserved)
{
    switch (ul_reason_for_call)
    {
        case DLL_PROCESS_ATTACH:
            hDllInstance = hModule;
        case DLL_THREAD_ATTACH:
        case DLL_THREAD_DETACH:
        case DLL_PROCESS_DETACH:
            break;
    }
    return TRUE;
}

// 系统初始化，在WlxNegotiate中被调用

BOOL MyInitialize(HINSTANCE hDll, DWORD dwWlxVersion)
{
    // 系统初始化，从msgina.dll中HOOK WLX_VERSION_1_0中的函数

    pfWlxNegotiate = (PFWLXNEGOTIATE) GetProcAddress(hDll, "WlxNegotiate");
    if (!pfWlxNegotiate)
    {
        return FALSE;
    }

    pfWlxInitialize = (PFWLXINITIALIZE) GetProcAddress(hDll, "WlxInitialize");
    if (!pfWlxInitialize)
    {
        return FALSE;
    }

    pfWlxDisplaySASNotice = (PFWLXDISPLAYSASNOTICE) GetProcAddress(hDll,
        "WlxDisplaySASNotice");
    if (!pfWlxDisplaySASNotice)
    {
        return FALSE;
    }

    pfWlxLoggedOutSAS = (PFWLXLOGGEDOUTSAS) GetProcAddress(hDll,
        "WlxLoggedOutSAS");
    if (!pfWlxLoggedOutSAS)
    {
        return FALSE;
    }

    pfWlxActivateUserShell = (PFWLXACTIVATEUSERSHELL) GetProcAddress(hDll,
        "WlxActivateUserShell");
    if (!pfWlxActivateUserShell)
    {
        return FALSE;
    }

    pfWlxLoggedOnSAS = (PFWLXLOGGEDONSAS) GetProcAddress(hDll, "WlxLoggedOnSAS");
    if (!pfWlxLoggedOnSAS)
    {
        return FALSE;
    }

    pfWlxDisplayLockedNotice = (PFWLXDISPLAYLOCKEDNOTICE) GetProcAddress(hDll,
        "WlxDisplayLockedNotice");
    if (!pfWlxDisplayLockedNotice)
    {
        return FALSE;
    }

    pfWlxIsLockOk = (PFWLXISLOCKOK) GetProcAddress(hDll, "WlxIsLockOk");
    if (!pfWlxIsLockOk)
    {
        return FALSE;
    }

    pfWlxWkstaLockedSAS = (PFWLXWKSTALOCKEDSAS) GetProcAddress(hDll,
        "WlxWkstaLockedSAS");
    if (!pfWlxWkstaLockedSAS)
    {
        return FALSE;
    }

    pfWlxIsLogoffOk = (PFWLXISLOGOFFOK) GetProcAddress(hDll, "WlxIsLogoffOk");
    if (!pfWlxIsLogoffOk)
    {
        return FALSE;
    }

    pfWlxLogoff = (PFWLXLOGOFF) GetProcAddress(hDll, "WlxLogoff");
    if (!pfWlxLogoff)
    {
        return FALSE;
    }

    pfWlxShutdown = (PFWLXSHUTDOWN) GetProcAddress(hDll, "WlxShutdown");
    if (!pfWlxShutdown)
    {
        return FALSE;
    }

    // HOOK WLX_VERSION_1_1版本的新函数。

    if (dwWlxVersion > WLX_VERSION_1_0)
    {
        pfWlxStartApplication = (PFWLXSTARTAPPLICATION) GetProcAddress(hDll,
            "WlxStartApplication");
        if (!pfWlxStartApplication)
        {
            return FALSE;
        }

        pfWlxScreenSaverNotify = (PFWLXSCREENSAVERNOTIFY) GetProcAddress(hDll,
            "WlxScreenSaverNotify");
        if (!pfWlxScreenSaverNotify)
        {
            return FALSE;
        }
    }

    // HOOK WLX_VERSION_1_3版本的新函数

    if (dwWlxVersion > WLX_VERSION_1_2)
    {
        pfWlxNetworkProviderLoad = (PFWLXNETWORKPROVIDERLOAD) GetProcAddress(hDll,
            "WlxNetworkProviderLoad");
        if (!pfWlxNetworkProviderLoad)
        {
            return FALSE;
        }

        pfWlxDisplayStatusMessage = (PFWLXDISPLAYSTATUSMESSAGE) GetProcAddress(hDll,
            "WlxDisplayStatusMessage");
        if (!pfWlxDisplayStatusMessage)
        {
            return FALSE;
        }

        pfWlxGetStatusMessage = (PFWLXGETSTATUSMESSAGE) GetProcAddress(hDll,
            "WlxGetStatusMessage");
        if (!pfWlxGetStatusMessage)
        {
            return FALSE;
        }

        pfWlxRemoveStatusMessage = (PFWLXREMOVESTATUSMESSAGE) GetProcAddress(hDll,
            "WlxRemoveStatusMessage");
        if (!pfWlxRemoveStatusMessage)
        {
            return FALSE;
        }
    }

    // HOOK新版本的函数


    // 所有的HOOK都成功

    return TRUE;
}

BOOL WINAPI WlxNegotiate(DWORD dwWinlogonVersion, DWORD * pdwDllVersion)
{
    HINSTANCE hDll = NULL;

    if (!(hDll = LoadLibrary(REALGINA_PATH)))
    {
        return FALSE;
    }

    if(MyInitialize(hDll, dwWinlogonVersion) == TRUE)
    {
        return pfWlxNegotiate(dwWinlogonVersion, pdwDllVersion);
    }

    return FALSE;
}

BOOL WINAPI WlxInitialize(LPWSTR lpWinsta, HANDLE hWlx, PVOID pvReserved,
    PVOID pWinlogonFunctions, PVOID * pWlxContext)
{
    g_pWinlogon = (PWLX_DISPATCH_VERSION_1_0) pWinlogonFunctions;
    hGlobalWlx = hWlx;
    return pfWlxInitialize(lpWinsta, hWlx, pvReserved, pWinlogonFunctions, pWlxContext);
}

void WINAPI WlxDisplaySASNotice(PVOID pWlxContext)
{
    pfWlxDisplaySASNotice(pWlxContext);

    g_pWinlogon->WlxDialogBoxParam(hGlobalWlx, hDllInstance, (LPTSTR)
        MAKEINTRESOURCE(IDD_LOGON_DLG), NULL, LogonDlgProc, 0);
}

int WINAPI WlxLoggedOutSAS(PVOID pWlxContext, DWORD dwSasType,
    PLUID pAuthenticationId, PSID pLogonSid, PDWORD pdwOptions,
    PHANDLE phToken, PWLX_MPR_NOTIFY_INFO pMprNotifyInfo, PVOID * pProfile)
{
    // 用标准Windows的密码方式登录

    return pfWlxLoggedOutSAS(pWlxContext, dwSasType, pAuthenticationId, pLogonSid,
        pdwOptions, phToken, pMprNotifyInfo, pProfile);
}

BOOL WINAPI WlxActivateUserShell (PVOID pWlxContext, PWSTR pszDesktopName,
    PWSTR pszMprLogonScript, PVOID pEnvironment)
{
    // 用标准Windows的密码方式登录，调用MSGINA.DLL中的函数

    return pfWlxActivateUserShell(pWlxContext, pszDesktopName, pszMprLogonScript,
        pEnvironment);
}

int WINAPI WlxLoggedOnSAS (PVOID pWlxContext, DWORD dwSasType, PVOID pReserved)
{
    return pfWlxLoggedOnSAS(pWlxContext, dwSasType, pReserved);
}

void WINAPI WlxDisplayLockedNotice(PVOID pWlxContext)
{
    pfWlxDisplayLockedNotice(pWlxContext);

    wcscpy(account.strUsername, TEXT(""));
    wcscpy(account.strPassword, TEXT(""));
    account.bLogonStatus = FALSE;

    g_pWinlogon->WlxDialogBoxParam(hGlobalWlx, hDllInstance, (LPTSTR)
        MAKEINTRESOURCE(IDD_LOGON_DLG), NULL, LogonDlgProc, 0);
}

BOOL WINAPI WlxIsLockOk(PVOID pWlxContext)
{
    return pfWlxIsLockOk(pWlxContext);
}

int WINAPI WlxWkstaLockedSAS(PVOID pWlxContext, DWORD dwSasType)
{
    return pfWlxWkstaLockedSAS(pWlxContext, dwSasType);
}

BOOL WINAPI WlxIsLogoffOk(PVOID pWlxContext)
{
    return pfWlxIsLogoffOk(pWlxContext);
}

void WINAPI WlxLogoff(PVOID pWlxContext)
{
    pfWlxLogoff(pWlxContext);
}

void WINAPI WlxShutdown(PVOID pWlxContext, DWORD ShutdownType)
{
    pfWlxShutdown(pWlxContext, ShutdownType);
}

// WLX_VERSION_1_1版

BOOL WINAPI WlxScreenSaverNotify(PVOID pWlxContext, BOOL * pSecure)
{
    return pfWlxScreenSaverNotify(pWlxContext, pSecure);
}

BOOL WINAPI WlxStartApplication(PVOID pWlxContext, PWSTR pszDesktopName,
    PVOID pEnvironment, PWSTR pszCmdLine)
{
    return pfWlxStartApplication(pWlxContext, pszDesktopName, pEnvironment, pszCmdLine);
}

// WLX_VERSION_1_3版

BOOL WINAPI WlxNetworkProviderLoad(PVOID pWlxContext, PWLX_MPR_NOTIFY_INFO
    pNprNotifyInfo)
{
    return pfWlxNetworkProviderLoad(pWlxContext, pNprNotifyInfo);
}

BOOL WINAPI WlxDisplayStatusMessage (PVOID pWlxContext, HDESK hDesktop,
    DWORD dwOptions, PWSTR pTitle, PWSTR pMessage)
{
    return pfWlxDisplayStatusMessage(pWlxContext, hDesktop, dwOptions, pTitle, pMessage);
}

BOOL WINAPI WlxGetStatusMessage(PVOID pWlxContext, DWORD * pdwOptions,
    PWSTR pMessage, DWORD dwBufferSize)
{
    return pfWlxGetStatusMessage(pWlxContext, pdwOptions, pMessage, dwBufferSize);
}

BOOL WINAPI WlxRemoveStatusMessage(PVOID pWlxContext)
{
    return pfWlxRemoveStatusMessage(pWlxContext);
}


4. Gina DLL安装
（1） 添加注册表
（2） 键名：HKEY_LOCAL_MACHINE\Software\Microsoft\Windows NT\
（3） CurrentVersion\Winlogon\
（4） 变量名：GinaDLL
（5） 变量类型：[REG_SZ]
（6） 内容：Yourname.dll
（7） 将Gina DLL(Yourname.dll)拷贝到系统目录下(system32)。
（8） 重新启动计算机， Gina DLL(Yourname.dll)就会运行。

5. 结语
以上，Gina DLL就完成，重启之后就可以看到，尽管这个原型调用的是Windows的msgina.dll里面的函数，但是事实上所有的函数已经被我们Hook了，在调用系统函数之前必然会经过我们的函数。以下是与本主题相关信息：
（1）可以通过WlxLoggedOnSAS来屏蔽Windows操作系统下的Ctrl+Alt+Del。
（2）可以在WlxLoggedOutSAS中截获用户登录的用户名以及密码。
（3）通过此原型，可以实现一些个性化的开机认证，包括用指纹（例如ThinkPad笔记本电脑），以及特定的USB才能登录等等。
 
 
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