विंडोज़ कर्नेल ब्लू पिल टाइप-2 हाइपरवाइज़र Rust में (कोडनेम: Matrix)

ब्लॉग: https://memn0ps.github.io/hypervisors-for-memory-introspection-and-reverse-engineering/

Intel VT-x के लिए हुक्स वाला एक हल्का, मेमोरी-सुरक्षित और अत्यंत तेज़ Rust-आधारित टाइप-2 रिसर्च हाइपरवाइज़र, जो वर्चुअलाइज़ेशन के मूल अवधारणाओं का अध्ययन करने पर केंद्रित है।

नोट: Illusion हाइपरवाइज़र (Rust में Windows UEFI ब्लू पिल टाइप-1 हाइपरवाइज़र) अधिक स्थिर है, अधिक सुविधाओं का समर्थन करता है, और समग्र रूप से बेहतर डिज़ाइन किया गया है। Matrix हाइपरवाइज़र (Rust में Windows कर्नेल ब्लू पिल टाइप-2 हाइपरवाइज़र) एक पुराना, प्रयोगात्मक संस्करण है और उत्पादन उपयोग के लिए नहीं है। दोनों प्रोजेक्ट लोगों को Rust में हाइपरवाइज़र विकास शुरू करने में मदद करने के लिए टेम्पलेट के रूप में काम करते हैं।

चित्र 0: एक्सटेंडेड पेज टेबल्स (EPT) हुक्स (Matrix)

विशेषताएँ

• ✅ एक्सटेंडेड पेज टेबल्स (EPT): मेमोरी टाइप रेंज रजिस्टर्स (MTRR) के लिए समर्थन।
• ✅ VM Exit हैंडलिंग: ExceptionOrNmi (#GP, #PF, #BP, #UD), Cpuid, Getsec, Vmcall, Vmclear, Vmlaunch, Vmptrld, Vmptrst, Vmresume, Vmxon, Vmxoff Rdmsr, Wrmsr, Invd, Rdtsc, EptViolation, EptMisconfiguration, Invept, Invvpid, Xsetbv की हैंडलिंग।
• ✅ छिपे हुए कर्नेल इनलाइन हुक्स: PatchGuard-संगत ब्रेकपॉइंट (int3) हुक्स।
• ✅ छिपे हुए सिस्टम कॉल (Syscall) हुक्स: System Service Descriptor Table (SSDT) फ़ंक्शन प्रविष्टियों के लिए PatchGuard-संगत हुक्स।
• ✅ आइसोलेशन और सुरक्षा: हाइपरवाइज़र की सुरक्षा और आइसोलेशन में सुधार के लिए Global Descriptor Table (GDT), Interrupt Descriptor Table (IDT) और पेज टेबल्स के कस्टम कार्यान्वयन। जागरूकता बढ़ाने के लिए श्रेय @namazso को।

समर्थित हार्डवेयर

• ✅ VT-x और एक्सटेंडेड पेज टेबल्स (EPT) समर्थन वाले Intel प्रोसेसर।
• ❌ AMD-V (SVM) और नेस्टेड पेज टेबल्स (NPT) समर्थन वाले AMD प्रोसेसर।

समर्थित प्लेटफ़ॉर्म

• ✅ Windows 10 - Windows 11, केवल x64।

इंस्टॉलेशन

1. Rust को यहाँ से इंस्टॉल करें।
2. Rust Nightly पर स्विच करें: rustup toolchain install nightly और rustup default nightly।
3. LLVM इंस्टॉल करें: winget install LLVM.LLVM।
4. टूल्स इंस्टॉल करें: cargo install cargo-make cargo-expand cargo-edit cargo-workspaces।
5. WDK/SDK/EWDK इंस्टॉल करें: चरण यहाँ।
6. यदि WDK इंस्टॉलेशन के दौरान यह स्वचालित रूप से सेट नहीं हुआ है, तो WDKContentRoot पर्यावरण चर को अपने WDK इंस्टॉलेशन पथ की ओर इंगित करने के लिए सेट करें:

[System.Environment]::SetEnvironmentVariable("WDKContentRoot", "C:\Program Files (x86)\Windows Kits\10", [System.EnvironmentVariableTarget]::User)

प्रोजेक्ट बनाना

• विकास: cargo make --profile development।
• उत्पादन: cargo make --profile release।

डीबगिंग

डीबग मोड सक्षम करना

• टेस्ट मोड: bcdedit.exe /set testsigning on के साथ टेस्ट साइनिंग सक्रिय करें।
• Windows डीबगिंग: इस Microsoft गाइड में दिए गए चरणों का पालन करें।

bcdedit.exe /bootdebug {bootmgr} on
bcdedit.exe /bootdebug on
bcdedit.exe /debug on

Windbg के साथ नेटवर्क डीबगिंग

सेटअप: bcdedit.exe /dbgsettings net hostip:w.x.y.z port:n।

डीबग प्रिंट फ़िल्टर

1. regedit.exe खोलें।
2. HKLM\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\Session Manager पर जाएँ।
3. DEFAULT DWORD = 8 के साथ Debug Print Filter बनाएँ।

VMware सीरियल पोर्ट डीबगिंग

1. VMware में सीरियल पोर्ट जोड़ें: 'आउटपुट फ़ाइल का उपयोग करें'।
2. Windows VM में कॉन्फ़िगर करें: $serialPort = New-Object System.IO.Ports.SerialPort COM2,9600,None,8,One; $serialPort.Open()।

सेवा प्रबंधन

हाइपरवाइज़र सेवा बनाने और प्रबंधित करने के लिए Service Controller (sc.exe) का उपयोग करें:

sc.exe create matrix type= kernel binPath= C:\Windows\System32\drivers\matrix.sys
sc.exe query matrix
sc.exe start matrix

उपयोग

1. VMware Workstation के लिए सेटअप

   प्रोजेक्ट बनाएँ: प्रोजेक्ट को संकलित करने के लिए पिछले अनुभागों में दिए गए बिल्ड निर्देशों का पालन करें।

2. VMware Workstation सेट अप करें

   डीबगिंग के लिए VMware सीरियल पोर्ट कॉन्फ़िगर करें।

चित्र 1: VMware सीरियल पोर्ट सेटिंग्स

सुनिश्चित करें कि "Virtualize Intel VT-x/EPT or AMD-V/RVI" सक्षम है और "Virtualize IOMMU (IO memory management unit)" सक्षम है।

चित्र 2: VMware प्रोसेसर सेटिंग्स

3. ड्राइवर कॉपी करें

   matrix.sys ड्राइवर को C:\Windows\System32\drivers निर्देशिका में कॉपी करें।

4. VMware सीरियल पोर्ट डीबगिंग

   सीरियल पोर्ट खोलने के लिए सीरियल पोर्ट डीबगिंग अनुभाग में दिए गए PowerShell स्क्रिप्ट को निष्पादित करें।

5. हाइपरवाइज़र लोड करें

   हाइपरवाइज़र सेवा बनाने और शुरू करने के लिए सेवा प्रबंधन अनुभाग में दिखाई गई load.ps1 PowerShell स्क्रिप्ट का उपयोग करें।

चित्र 3: हाइपरवाइज़र लोड करें

PoC

चित्र 4: लॉग्स और Windbg PoC सेटअप

चित्र 5: लॉग्स और Windbg PoC निष्पादन

आभार, संदर्भ और प्रेरणा

इस प्रोजेक्ट को आकार देने वाले अद्भुत लोगों और संसाधनों का बहुत-बहुत धन्यवाद। नीचे सूचीबद्ध सभी लोगों को विशेष धन्यवाद। हालाँकि मैंने अपने काम में इन सभी संसाधनों का उपयोग नहीं किया, फिर भी वे जानकारी के खजाने रहे हैं, जो हाइपरवाइज़र विकास में रुचि रखने वाले किसी भी व्यक्ति के लिए, जिसमें मैं भी शामिल हूँ, अत्यंत सहायक हैं।

• Daax (@daaximus): हाइपरवाइज़र विकास पर उनकी शानदार मुफ्त श्रृंखला के लिए, जो उपलब्ध सर्वोत्तम संसाधनों में से एक है और अपने गहन शोध और स्पष्ट स्पष्टीकरण के साथ मेरे काम को बहुत प्रभावित किया है। हाइपरवाइज़र विकास शुरू करने में उनका समर्थन और मेरे प्रश्नों के उत्तर अमूल्य थे:
  • 7 Days to Virtualization।
  • MMU Virtualization via Intel EPT।