天堂之门 (Heaven's Gate) 是一种在32位WoW64进程中执行64位代码，以及直接调用64位WIN32 API函数的技术。从安全角度看，天堂之门可以作为一种软件保护技术，用于防止静态分析以及跨进程的API Hook；从恶意代码角度看，该技术可以绕过沙盒对WIN32 API调用的检测。

本文介绍了天堂之门技术的原理及C语言实现。

天堂之门技术的最早应用已经不可考究，我找到的最早的一篇详解天堂之门的文章是2012年的Knockin’ on Heaven’s Gate – Dynamic Processor Mode Switching，内容非常详细，目前能找到的有关天堂之门的文章大多都引用了这篇。比较新的一个是Rebuild The Heaven's Gate: from 32-bit Hell back to 64-bit Wonderland，貌似是一个台湾人（《惡意程式前線戰術指南》作者馬聖豪）的讲座PPT，比较简短。

简单来说WoW64是Windows x64提供的一种兼容机制，可以认为WoW64是64位Windows系统创建的一个32位的模拟环境，使得32位可执行程序能够在64位的操作系统上正常运行。

推荐一篇讲解WoW64的深度好文WoW64 internals，这里就不再赘述了。

下图（来自Rebuild The Heaven's Gate: from 32-bit Hell back to 64-bit Wonderland）展示了正常情况下32位进程通过WoW64机制调用WIN32 API的过程。以ZwOpenProcess函数的调用为例：

下图展示了通过天堂之门技术调用WIN32 API的过程。这里我们通过一些操作绕过了WoW64机制，手动切换到64位模式并调用64位下的ZwOpenProcess函数，大致流程如下（和图中不太一样）：

如果需要调用的是ntdll之外的函数，以kernel32.dll中的CreateFile函数为例，还需要：

从上述过程中我们可以发现通过天堂之门的API调用并没有调用ntdll32中的函数，而目前大多数沙箱在检测32位程序时仅仅会对32位函数进行Hook，通过天堂之门，我们成功绕过了沙箱的API检测：

GitHub仓库：bluesadi/Heavens-Gate

实现天堂之门大概需要实现到以下几个函数：

MakeUTFStr：构造UNICODE_STRING结构体

GetKernel32：加载64位kernel32.dll及其依赖kernelbase.dll

接下来我们将一一讲解这些函数的实现。

VS项目属性中选择"Release", "Win32"，切记关闭优化（不关优化会出现玄学错误！！！）：

C/C++->代码生成->运行库改为“多线程(/MT)”，即静态编译：

函数声明：

该函数的作用是将64位地址src的内容拷贝到dst，拷贝sz个字节，因为我们操作的地址是64位的，所以我们必须切换到64位模式用64位的汇编实现。

由32位切换到64位的代码如下，[bits 32]表示接下来的汇编要以32位模式编译，_next_x64_code为64位汇编代码的地址：

retf表示远返回，该指令会从栈顶取出一个返回地址，再取出一个cs段选择子，在上述代码中，retf指令会跳转到0x33:_next_x64_code，并将cs段寄存器置为0x33，此时程序切换到64位模式（Windows下cs段寄存器为0x23则以32位模式执行指令，为0x33则以64位模式执行指令）。

随后执行64位汇编指令，将src的数据拷贝到dst中，这里不再做解释：

执行完64位代码后，我们需要切回32位模式并返回。retfq中的q表示qword，即返回到64位的地址：

汇编的编译我们可以用Python的keystone模块实现：

输出得到shellcode，其中0x12345678我们要替换成_next_x64_code，也就是下一段64位汇编指令的地址：

完整的shellcode：

要执行这段shellcode，我们需要在堆中开辟新的空间，属性为PAGE_EXECUTE_READWRITE，即可读可写可执行，将shellcode拷贝到这块区域，替换_next_x64_code、src、dst、_next_x86_code的地址后执行：

完整代码：

函数声明：

该函数的作用是获取PEB64的地址。

64位中gs:[0x30]指向TEB，gs:[0x60]指向PEB，获取PEB64的地址很简单，只需要将gs:[0x60]拷贝到rax作为返回值即可：

完整代码：

函数声明：

该函数的作用是获取名为moduleName的模块的基址。

实现步骤如下：

在WinDbg中使用dt指令查看结构体，可以看到Ldr的地址在PEB中的偏移为0x018：

用之前实现的memcpy64函数拷贝Ldr的地址：

打印_PEB_LDR_DATA结构体，可以看到InLoadOrderModuleList在Ldr中的偏移为0x10：

拷贝InLoadOrderModuleList的地址：

InLoadOrderModuleList的实际类型为_LDR_DATA_TABLE_ENTRY，BaseDllName中存储了DLL的名称，类型为_UNICODE_STRING：

所以Buffer的偏移量在_LDR_DATA_TABLE_ENTRY中的偏移为0x58+0x08，即96。

遍历链表的代码如下：

完整代码如下：

函数声明：

通过GetModuleHandle64获取模块地址后，此时还无法通过kernel32.dll中的GetProcAddress函数获取模块中函数的地址，可以通过遍历模块的导出表获取函数地址作为过渡方案。

首先获取导出表地址，这部分涉及PE文件结构，不再赘述了：

随后遍历导出表，从导出表中读取函数的名称和地址，将函数名称与func进行比对，比对成功则返回函数地址：

完整代码如下：

函数声明：

由于32位与64位的函数调用的传参方式不同，以及在上一步中我们通过MyGetProcAddress函数获取的函数地址为64位，肯定不能直接转化为函数指针调用，所以我们需要用64位汇编实现一个64位函数的调用。

首先来简单了解一下64位中WINAPI调用的传参方式：

构造shellcode，因为接下来我们需要对栈指针进行操作，所以首先将esp保存到ebx中，shellcode执行完毕后需要复原。and esp, 0xFFFFFFF8的作用是使rsp与8对齐，这是64位汇编的栈对齐要求，否则在执行某些系统调用时可能会出错：

切换到64位后按照64位WINAPI调用协定传参，调用函数之前保留32字节的空间，将函数返回值保存到rax。在shellcode执行前后保存和复原rsi和rdi：

最后切换回32位模式，并还原esp和ebx：

完整代码如下：

函数原型如下：

构造一个_UNICODE_STRING结构体并返回64位的地址。代码实现如下：

函数声明：

加载kernel32.dll以及kernelbase.dll

在上面提到的Knockin’ on Heaven’s Gate – Dynamic Processor Mode Switching这篇文章中对这一部分有很复杂的叙述。kernel32.dll在Windows中的加载地址是固定的，并且只能被加载到那个地址。在该作者测试的环境下64位kernel32.dll的加载地址所在的空间已经被分配并且被映射为私有的了，会导致调用LdrLoadDll函数加载kernel32.dll时失败并返回0xC0000018 ( STATUS_CONFLICTING_ADDRESSES )。

Any attempts to load kernel32.dll using the LdrLoadDll function would result to the error code 0xC0000018 ( STATUS_CONFLICTING_ADDRESSES ). This is due to the fact that the default memory location of kernel32 is already mapped as private.

解决的思路非常简单：即调用NtFreeVirtualMemory函数将这块已经分配的空间释放掉，再用LdrLoadDll重新加载。但代码写起来非常复杂，可以参考dadas190/Heavens-Gate-2.0的实现。

但是在我的操作系统上（Windows 10 x64 20H2），并没有找到作者提到的分配和映射过程，并且直接调用LdrLoadDll函数也能正常加载kernel32.dll，可能是在某个Windows版本中被移除了吧。

所以加载kernel64这部分的代码就变得非常简单了：

函数原型：

获取了kernel64的地址后我们就能直接通过GetProcAddress函数获取模块中函数的地址了。代码实现如下：

函数原型：

调用kernel64的LoadLibraryA函数加载其他DLL，如user32.dll等等。

代码实现如下：

测试一下典中典之MessageBox弹窗：

运行效果：

首先测试一段正常的文件读写代码：

检测到了文件释放：

再测试一下用天堂之门实现的同样功能的代码：

没有检测到文件释放：

直接崩了，无语：

最终没能逃出火绒剑的魔爪：

目前还有一些玄学Bug，原因不明：

最后，由于我在Windows和恶意代码这块还是新手，难免有理解不当的地方，如果文章内容有什么问题欢迎各位师傅指正！

Heavens-Gate-2.0 by sdadas190

天堂之门技术 by Tardis

Rebuild The Heaven's Gate: from 32-bit Hell back to 64-bit Wonderland by Sheng-Hao Ma

通过PEB结构遍历进程模块

PE基础2-导出表-导入表

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