傍受、改ざん、偽造. NETクラスライブラリのパブリックに限定されないクラスとメソッド

傍受、改ざん、偽造. NETクラスライブラリのパブリックに限定されないクラスとメソッド

この記事では、. NETクラスライブラリの傍受メソッドのレビューに加えて、メソッドパラメータの改ざん、メソッドの戻り値の偽造を実装し、. NETクラスライブラリの非パブリッククラスとメソッドの傍受方法に焦点を当てます。

最后更新 2023/09/23 12:31
沙漠尽头的狼
预计阅读 9 分钟
分类
.NET
标签
.NET C#

こんにちは、私は砂漠の果ての狼です。

本文首发于Dotnet9，介绍使用Lib.Harmony库拦截第三方.NET库方法，达到不修改其源码并能实现修改方法逻辑、预期行为的效果，并且不限于只拦截public访问修饰的类及方法，行文目录：

  1. 傍受方法とは？
  2. サンプルプログラムインターセプト
  3. 非パブリックメソッドはどうですか？
  4. まとめまとめまとめ

1. 傍受方法とは？

メソッドインターセプトとは、メソッドが呼び出される前後にカスタムコードを挿入することでメソッドの動作を変更することです。メソッドインターセプトを使用すると、開発者はメソッドの入力パラメータの検証、メソッドの戻り値の変更、メソッド呼び出しのログの記録などを元のコードを変更することなく実行できます。

本文使用Lib.Harmony库实现第三方库方法的拦截，关于该库站长写过快学会这个技能-.NET API拦截技法一文，大家可以再看看，但该篇文章未介绍非public类及方法如何拦截，本文会有所补充反过来 。

2. サンプルプログラムインターセプト

2.1.数字段落を取るプログラムを書く

创建一个.NET类库工程，比如叫TestDll，添加工具类TestTool：

namespace TestDll;

public class TestTool
{
    /// <summary>
    /// 带数字的优美段落
    /// </summary>
    private readonly List<string> _sentences = new()
    {
        "一，是孤独的象征，寂寞的代言人， 它独自站在诗句的起点，引人遐想。",
        "二，是相对的存在，对立的伴侣， 它们如影随形，互相依存。",
        "三，是完美的数字，三角的稳定， 它给诗歌带来了和谐的节奏。",
        "四，是平衡的象征，四季的轮回， 它让诗歌的结构更加坚实。",
        "五，是生机勃勃的数字，五彩斑斓的花朵， 它们在诗歌中绽放出美丽的画面。 ",
        "六，是平凡的数字，六边形的形状， 它们给诗歌带来了一种稳定的感觉。",
        "七，是神秘的数字，七色的虹霓， 它们在诗歌中散发出神奇的光芒。",
        "八，是无限的数字，八方的宇宙， 它们让诗歌的想象力无限延伸。",
        "九，是完美的数字，九曲的江河， 它们给诗歌带来了一种流动的美感。 ",
        "十，是圆满的数字，十全十美的象征， 它们让诗歌的结尾更加完美。"
    };

    /// <summary>
    /// 取对应数字的段落
    /// </summary>
    /// <param name="number"></param>
    /// <returns></returns>
    public string GetNumberSentence(int number)
    {
        var mo = number % _sentences.Count;

        // 个位为0，取最后一
        if (mo == 0)
        {
            mo = 10;
        }

        if (mo == 6)
        {
            mo = 1;
        }

        var sentencesIndex = mo - 1;
        return _sentences[sentencesIndex];
    }
}

上面的方法GetNumberSentence逻辑：传入一个整型number参数，除10（集合_sentences项数）取模，返回10以内的数字美文段落，其中如果模为6会取数字1的段落（这是为了验证拦截逻辑设计添加的）。

下面是写的一个AvaloniaUI程序测试界面，UI不是本文重点，这里就直接贴动图和代码截图了，文末也有源码链接：

2.2.なぜ1桁の数字が6のとき、常に数字1の段落が表示されるのか。

分析上面的代码，我们想把mo == 6时让mo = 1逻辑去掉，除了使用dnSpy这些反编译工具修改代码，我们还可以使用Lib.Harmony（快学会这个技能-.NET API拦截技法 - Dotnet9）拦截GetNumberSentence方法。

  1. 安装Lib.Harmony包
<PackageReference Include="Lib.Harmony" Version="2.3.0-prerelease.2" />
  1. インターセプト置換クラスの記述

参考快学会这个技能-.NET API拦截技法 - Dotnet9添加如下拦截替换类：

  • インターセプトが必要なプリミティブクラス型、プリミティブメソッド名、およびパラメータデータ型をインターセプトクラスに登録する
  • 可以先将原方法内代码复制到拦截替换方法Prefix内，对于原类中的属性、字段可通过反射获取(比如_sentences集合)
  • 将mo == 6的代码注释
using HarmonyLib;
using System.Reflection;
using TestDll;

namespace MultiVersionLibrary;

/// <summary>
/// HarmonyPatch特性关联拦截的类及方法
/// </summary>
[HarmonyPatch(typeof(TestTool))]
[HarmonyPatch(nameof(TestTool.GetNumberSentence))]
[HarmonyPatch(new Type[] { typeof(int) })]
internal class HookGetNumberSentence
{
    /// <summary>
    /// GetNumberSentence拦截替换方法
    /// </summary>
    /// <param name="__instance">拦截的TestTool实例</param>
    /// <param name="number">GetNumberSentence方法同名参数定义，修改它达到方法参数篡改</param>
    /// <param name="__result">GetNumberSentence方法返回值，修改它达到方法值伪造</param>
    /// <returns></returns>
    public static bool Prefix(ref object __instance, int number, ref string __result)
    {
        try
        {
            //将原方法逻辑全部复制，然后做部分修改

            //1、_sentences是拦截类TestTool的私胡字段，我们通过反射获取值
            var sentences =
                __instance.GetType().GetField("_sentences", BindingFlags.NonPublic | BindingFlags.Instance)
                    ?.GetValue(__instance) as List<string>;
            if (sentences?.Any() != true)
            {
                __result = "啊，没有优美句子吗？";
                return true;
            }

            var mo = number % sentences.Count;

            // 个位为0，取最后一
            if (mo == 0)
            {
                mo = 10;
            }

            // 2、注释我们认为有歧义的代码
            //if (mo == 6)
            //{
            //    mo = 1;
            //}

            var sentencesIndex = mo - 1;
            __result = sentences[sentencesIndex];

            return false;
        }
        catch (Exception ex)
        {
            return true;
        }
    }
}

别忘了在Program或App.xaml初始方法内注册自动拦截类方法：

var harmony = new Harmony("https://dotnet9.com");
harmony.PatchAll(Assembly.GetExecutingAssembly());

メインプログラムを再実行し、数字6を入力すると、数字6に対応する段落が正常に表示されます。

这样就达到不修改第三库源码的情况实现结果篡改了，站长使用.NET 8拦截会有异常，后改为 .NET 6 得以正常运行，异常信息如下，可能是Lib.Harmony还不支持.NET 8吧：

HarmonyLib.HarmonyException:“Patching exception in method System.String TestDll.TestTool::GetNumberSentence(System.Int32 number)”

TypeInitializationException: The type initializer for 'MonoMod.Utils.DMDEmitDynamicMethodGenerator' threw an exception.

InvalidOperationException: Cannot find returnType fieeld on DynamicMethod

3. 非パブリックメソッドはどうですか？

3.1.数値段落の取得方法の変更

还是修改TestTool类，另外增加GetNumberSentence2方法，在方法中添加一个数字验证操作mo = new CalNumber().GetValidNumber(mo);，方法定义如下：

/// <summary>
/// 取对应数字的段落
/// </summary>
/// <param name="number"></param>
/// <returns></returns>
public string GetNumberSentence2(int number)
{
    var mo = number % _sentences.Count;

    // 个位为0，取最后一
    if (mo == 0)
    {
        mo = 10;
    }

    // 新增数字验证方法
    mo = new CalNumber().GetValidNumber(mo);

    var sentencesIndex = mo - 1;
    return _sentences[sentencesIndex];
}

認証方式は次のように定義されます。

  • CalNumber类和GetValidNumber方法用internal声明，意为类或方法只能在当前工程内使用
internal class CalNumber
{
    internal int GetValidNumber(int number)
    {
        // 这里可以加一些复杂的算法代码
        if (number == 6)
        {
            number = 1;
        }

        return number;
    }
}

メインプロジェクトが数値取得パラグラフメソッドを呼び出す場合：

public string? Number
{
    get { return _number; }
    set
    {
        _number = value;
        TryParse(_number, out var factNumber);

        // 换方法2了
        Message = _testTool.GetNumberSentence2(factNumber);
    }
}

6を入力すると、1の段落が返されます。

*** 内部メソッドはどうやってブロックするのか？**

我们不直接注释代码mo = new CalNumber().GetValidNumber(mo);，万一验证方法非常重要，我们只是需要修改其中部分逻辑，总体原逻辑不应该改变。

3.2.内部メソッドを傍受する方法？

新增拦截类HookGetValidNumber，现在不能再在类上添加特性了（[HarmonyPatch(typeof(CalNumber))]），因为CalNumber不是public访问修饰，跨工程无法直接使用，语法不支持：

機能が使用できない場合は、手動で登録する必要があります傍受方法は、これはこの記事の焦点であり、コードは以下のとおりです。

  • 手動登録コードと自動登録宣言機能は似ていますが、書き方が変わります。
  • 拦截替换方法需要使用HarmonyMethod方法包装；
  • harmony.Patch(hookMethod, replaceHarmonyMethod);用于关联被拦截方法与替换方法
/// <summary>
/// 手工注册关联被拦截方法与替换方法
/// </summary>
public static void StartHook()
{
    var harmony = new Harmony("https://dotnet9.com");
    var hookClassType = typeof(TestTool).Assembly.GetType("TestDll.CalNumber");
    var hookMethod = hookClassType!.GetMethod("GetValidNumber", BindingFlags.NonPublic | BindingFlags.Instance,
        new[] { typeof(int) });
    var replaceMethod = typeof(HookGetValidNumber).GetMethod(nameof(Prefix));
    var replaceHarmonyMethod = new HarmonyMethod(replaceMethod);
    harmony.Patch(hookMethod, replaceHarmonyMethod);
}

置換メソッドは以下のように定義されます。

  • Prefix方法命名这里不加限制，只要和上面手工注册（var replaceMethod = typeof(HookGetValidNumber).GetMethod(nameof(Prefix));）相同即可：
  • 数字は6、修正結果は8です。
/// <summary>
/// GetNumberSentence拦截替换方法
/// </summary>
/// <param name="__instance">拦截的TestTool实例</param>
/// <param name="number">GetNumberSentence方法同名参数定义，修改它达到方法参数篡改</param>
/// <param name="__result">GetNumberSentence方法返回值，修改它达到方法值伪造</param>
/// <returns></returns>
public static bool Prefix(ref object __instance, int number, ref int __result)
{
    //将原方法逻辑全部复制，然后做部分修改

    // 这里可以加一些复杂的算法代码
    if (number == 6)
    {
        number = 8;
    }

    __result = number;

    return false;
}

最後に、元の自動登録コードの下に、手動登録コードのもう1行を追加してOKを入力します。

// 1、自动注册拦截类：拦截类上添加被拦截类和方法特性
var harmony = new Harmony("https://dotnet9.com");
harmony.PatchAll(Assembly.GetExecutingAssembly());

// 2、自动注册拦截类，构造被拦截类和方法信息进行拦截
HookGetValidNumber.StartHook();

実行結果は次のようになります。6を入力して数字8段落を表示します。

4. まとめまとめまとめ

  • テクニカルコミュニケーションプラスグループウェブマスターマイクロ信号を追加してください：codewf
  • 文中示例代码：MultiVersionLibrary

使用Lib.Harmony库拦截注册有两种方式的用处如下：

  1. 自動登録の場合：
    • インターセプトクラスの機能を使用してインターセプトクラスとメソッド定義を関連付けることで、インターセプトロジックの自動登録を実現できます。この方式は、傍受するクラスやメソッドが比較的多い場合に適しており、手動登録の手間を軽減し、開発効率を向上させることができます。
    • 自動登録は通常、publicクラスまたはメソッドのみを関連付けることができます。これは、IDEがコードの可視性に基づいてフィルタ処理およびプロンプト処理を行うためです。
  2. 手動で登録：
    • インターセプトされたクラスとメソッド定義をコード構造化して手動で登録することで、インターセプトロジックをより柔軟に制御できます。このアプローチは、インターセプトロジックをカスタマイズする必要がある状況に適しており、特定のニーズに応じてインターセプトするクラスとメソッドを選択し、インターセプトロジックを微調整することができます。
    • 手動登録はより柔軟で、内部を含むクラスやメソッドを傍受できます。手動登録は、コードを書くことで非パブリッククラスやメソッドへの関連付けを実装できますが、コードの複雑さとメンテナンスコストが増加する可能性があることに注意してください。
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