12.1 键盘鼠标监控钩子

发表于 2023-08-03 分类于《灰帽黑客：攻守道》

本节将介绍如何使用`Windows API`中的`SetWindowsHookEx`和`RegisterHotKey`函数来实现键盘鼠标的监控。这些函数可以用来设置全局钩子，通过对特定热键挂钩实现监控的效果，两者的区别在于`SetWindowsHookEx`函数可以对所有线程进行监控，包括其他进程中的线程，而`RegisterHotKey`函数只能对当前线程进行监控。

本节将介绍如何使用Windows API中的SetWindowsHookEx和RegisterHotKey函数来实现键盘鼠标的监控。这些函数可以用来设置全局钩子，通过对特定热键挂钩实现监控的效果，两者的区别在于SetWindowsHookEx函数可以对所有线程进行监控，包括其他进程中的线程，而RegisterHotKey函数只能对当前线程进行监控。

首先我们来实现注册热键功能，注册热键可以使用RegisterHotKey()函数，该函数可以将一个热键与当前应用程序或线程绑定，使得当用户按下热键时，系统会自动将该热键的消息发送到该应用程序或线程中，该函数原型如下；

BOOL RegisterHotKey(
  HWND hWnd,
  int id,
  UINT fsModifiers,
  UINT vk
);

其中，参数的含义如下：

hWnd：热键所属的窗口句柄，通常设置为NULL，表示与当前线程绑定
id：热键的ID号，用于区分不同的热键
fsModifiers：热键的修饰键，可以使用组合键，例如Ctrl、Alt、Shift等
vk：热键的虚拟键码，例如VK_F1表示F1键VK_LEFT表示左箭头键等

函数需要传入一个窗口句柄、热键ID、热键组合键等参数来设置热键。当热键被按下时，系统会自动将一个WM_HOTKEY消息发送给注册了该热键的窗口，应用程序需要重载该窗口的消息处理函数来响应该事件，从而实现相应的响应操作。该函数会返回一个BOOL类型的值，表示热键设置是否成功。

当热键被注册后则就需要接收热键消息，通常可以使用GetMessage函数，该函数用于从消息队列中获取一个消息并将其存储在一个结构体中，通常用于在一个循环中不断地获取消息，从而实现对Windows消息的处理。

该函数的原型定义如下所示；

BOOL GetMessage(
  LPMSG lpMsg,
  HWND hWnd,
  UINT wMsgFilterMin,
  UINT wMsgFilterMax
);

其中，参数的含义如下：

lpMsg：指向MSG结构体的指针，用于存储获取到的消息
hWnd：消息接收者的窗口句柄，通常设置为NULL，表示接收所有窗口的消息
wMsgFilterMin：指定获取消息的最小消息值，通常设置为0
wMsgFilterMax：指定获取消息的最大消息值，通常设置为0

GetMessage函数需要传入一个指向MSG结构体的指针，该结构体包含了消息的各种信息，例如消息的类型、发送者、接收者、时间戳等等。读者只需要通过判断函数内的WM_HOTKEY消息，并监控是否为我们所需要的即可，如下代码是一段注册热键的实现，分别注册了Ctrl+F1， Ctrl+F2， Ctrl+F3三个热键组；

#include <windows.h>
#include <iostream>

using namespace std;

int main(int argc, char* argv[])
{
  // 分别注册三个热键 Ctrl+F1 , Ctrl+F2 , Ctrl+F3
  if (0 == RegisterHotKey(NULL, 1, MOD_CONTROL, VK_F1))
  {
    cout << GetLastError() << endl;
  }
  if (0 == RegisterHotKey(NULL, 2, MOD_CONTROL, VK_F2))
  {
    cout << GetLastError() << endl;
  }
  if (0 == RegisterHotKey(NULL, 3, MOD_CONTROL, VK_F3))
  {
    cout << GetLastError() << endl;
  }

  // 消息循环
  MSG msg = { 0 };

  // 从消息循环内读出按键码
  while (GetMessage(&msg, NULL, 0, 0))
  {
    switch (msg.message)
    {
    case WM_HOTKEY:
    {
      if (1 == msg.wParam)
      {
        std::cout << "CTRL + F1" << std::endl;
      }

      else if (2 == msg.wParam)
      {
        std::cout << "CTRL + F2" << std::endl;
      }

      else if (3 == msg.wParam)
      {
        std::cout << "CTRL + F3" << std::endl;
      }
      break;
    }
    default:
      break;
    }
  }
  return 0;
}

读者可自行编译上述代码片段，并运行，分别按下Ctrl+F1， Ctrl+F2， Ctrl+F3即可看到输出效果图；

当然上述方法是局部的，读者只能在当前进程内使用，如果离开了进程窗体则这类热键将会失效，此时我们就需要使用SetWindowsHookEx函数注册全局钩子，该函数可以在系统中安装钩子，以便监视或拦截特定的事件或消息。

以下是SetWindowsHookEx的函数原型：

HHOOK SetWindowsHookEx(
  int       idHook,
  HOOKPROC  lpfn,
  HINSTANCE hMod,
  DWORD     dwThreadId
);

参数说明：

idHook：钩子类型，可以是WH_KEYBOARD（键盘钩子）或WH_MOUSE（鼠标钩子）等
lpfn：回调函数，当特定事件或消息发生时，操作系统会调用此函数。该函数的返回值由钩子类型和参数决定
hMod：包含lpfn的DLL句柄。如果lpfn参数在当前进程内，则该参数可以为NULL
dwThreadId：线程标识符，指定与钩子相关联的线程。如果dwThreadId参数为0，则钩子将应用于所有线程

函数会返回一个类型为HHOOK的句柄，该句柄可以在卸载钩子时使用，读者需要注意由于全局钩子会影响系统性能，因此在使用SetWindowsHookEx函数时应谨慎，并在使用结束后及时的通过UnhookWindowsHookEx释放钩子句柄。

如下所示代码则是一个键盘钩子监控案例，在该案例中我们通过SetWindowsHookEx注册一个全局钩子，并设置回调函数LowLevelKeyboardProc通过使用PeekMessageA监控键盘事件，当有键盘事件产生时则自动路由到LowLevelKeyboardProc函数内，此时即可得到按键的类型以及按下键位，如下所示；

#include <windows.h>
#include <iostream>
#include <conio.h>

using namespace std;

// 钩子句柄
HHOOK keyboardHook = 0;

// 键盘钩子
LRESULT CALLBACK LowLevelKeyboardProc(_In_ int nCode, _In_ WPARAM wParam, _In_ LPARAM lParam)
{
    KBDLLHOOKSTRUCT* ks = (KBDLLHOOKSTRUCT*)lParam;
    if (ks->flags == 128 || ks->flags == 129)
    {
        // 监控按键状态
        if (nCode >= 0)
        {
            switch (wParam)
            {
            case WM_KEYDOWN:
                cout << "普通按键抬起" << endl;
                break;
            case WM_KEYUP:
                cout << "普通按鍵按下" << endl;
                break;

            case WM_SYSKEYDOWN:
                cout << "系统按键抬起" << endl;
                break;
            case WM_SYSKEYUP:
                cout << "系统按键按下" << endl;
                break;
            }
        }

        // 监控键盘,并判断键
        switch (ks->vkCode)
        {
        case 0x41:
            cout << "检测到按键：" << "A" << endl;
            break;
        case 0x0D:
            cout << "检测到按键：" << "Enter" << endl;
            break;
        case 0xA0: case 0xA1:
            cout << "检测到按键：" << "Shift" << endl;
            break;
        case 0x08:
            cout << "检测到按键：" << "Backspace" << endl;
            break;
        case 0x20:
            cout << "检测到按键：" << "Space" << endl;
            break;
        }

        // 直接返回1可以使按键失效
        //return 1;
    }
    return CallNextHookEx(NULL, nCode, wParam, lParam);
}

int main(int argc, char* argv[])
{
    // 安装钩子WH_KEYBOARD_LL为键盘钩子
    keyboardHook = SetWindowsHookEx(WH_KEYBOARD_LL, LowLevelKeyboardProc, GetModuleHandleA(NULL), NULL);
    if (keyboardHook == 0)
    {
        cout << "挂钩键盘失败" << endl; return -1;
    }

    MSG msg;
    while (1)
    {
        if (PeekMessageA(&msg, NULL, NULL, NULL, PM_REMOVE))
        {
            TranslateMessage(&msg);
            DispatchMessageW(&msg);
        }
        else
            Sleep(0);
    }
    UnhookWindowsHookEx(keyboardHook);
    return 0;
}

编译并运行上述代码，读者可自行按下键盘键位，则可看到如下图所示的输出；

鼠标钩子的挂钩与键盘基本一致，只是在调用SetWindowsHookEx传递参数时设置了WH_MOUSE_LL鼠标事件，当有鼠标消息时则通过MouseProc鼠标回调函数执行，

#include <windows.h>
#include <iostream>
#include <conio.h>

using namespace std;

// 钩子句柄
HHOOK keyboardHook = 0;

// 鼠标钩子
LRESULT CALLBACK MouseProc(int nCode, WPARAM wParam, LPARAM lParam)
{
  LPMSLLHOOKSTRUCT p = (LPMSLLHOOKSTRUCT)lParam;
  POINT   pt = p->pt;
  DWORD   mouseData = p->time;

  const char* info = NULL;
  char text[60], pData[50], mData[50];

  PAINTSTRUCT ps;
  HDC hdc;

  if (nCode >= 0)
  {
    if (wParam == WM_MOUSEMOVE)
    {
      info = "鼠标 [移动]";
    }
    else if (wParam == WM_LBUTTONDOWN)
    {
      info = "鼠标 [左键] 按下";
    }
    else if (wParam == WM_LBUTTONUP)
    {
      info = "鼠标 [左键] 抬起";
    }
    else if (wParam == WM_LBUTTONDBLCLK)
    {
      info = "鼠标 [左键] 双击";
    }
    else if (wParam == WM_RBUTTONDOWN)
    {
      info = "鼠标 [右键] 按下";
    }
    else if (wParam == WM_RBUTTONUP)
    {
      info = "鼠标 [右键] 抬起";
    }
    else if (wParam == WM_RBUTTONDBLCLK)
    {
      info = "鼠标 [右键] 双击";
    }
    else if (wParam == WM_MBUTTONDOWN)
    {
      info = "鼠标 [滚轮] 按下";
    }
    else if (wParam == WM_MBUTTONUP)
    {
      info = "鼠标 [滚轮] 抬起";
    }
    else if (wParam == WM_MBUTTONDBLCLK)
    {
      info = "鼠标 [滚轮] 双击";
    }
    else if (wParam == WM_MOUSEWHEEL)
    {
      info = "鼠标 [滚轮] 滚动";
    }

    ZeroMemory(text, sizeof(text));
    ZeroMemory(pData, sizeof(pData));
    ZeroMemory(mData, sizeof(mData));

    std::cout << "鼠标状态: " << info << std::endl;
    std::cout << "X: " << pt.x << " Y: " << pt.y << std::endl;
    std::cout << "附加数据: " << mouseData << std::endl;
  }

  return CallNextHookEx(NULL, nCode, wParam, lParam);
}

int main(int argc, char* argv[])
{
  // 安装钩子
  keyboardHook = SetWindowsHookEx(WH_MOUSE_LL,MouseProc,GetModuleHandleA(NULL),NULL);
  if (keyboardHook == 0)
  {
    cout << "挂钩鼠标失败" << endl; return -1;
  }

  MSG msg;
  while (1)
  {
    // 如果消息队列中有消息
    if (PeekMessageA(&msg,NULL,NULL,NULL,PM_REMOVE))
    {
      // 把按键消息传递给字符消息
      TranslateMessage(&msg);

      // 将消息分派给窗口程序
      DispatchMessageW(&msg);
    }
    else
      Sleep(0);
  }
  UnhookWindowsHookEx(keyboardHook);

  return 0;
}

读者可自行编译并运行上述代码片段，当挂钩后我们就可以看到鼠标的移动位置以及鼠标击键情况，如下图所示；