深入分析C#鍵盤勾子(Hook)攔截器,屏蔽鍵盤活動的詳解

更新時間：2013年05月20日 11:56:53 作者：

本篇文章是對C#鍵盤勾子(Hook)攔截器,屏蔽鍵盤活動進行了詳細的分析介紹，需要的朋友參考下

鉤子(Hook)，是Windows消息處理機制的一個平臺,應用程序可以在上面設置子程以監(jiān)視指定窗口的某種消息，而且所監(jiān)視的窗口可以是其他進程所創(chuàng)建的。當消息到達后，在目標窗口處理函數(shù)之前處理它。鉤子機制允許應用程序截獲處理window消息或特定事件。
鉤子實際上是一個處理消息的程序段，通過系統(tǒng)調用，把它掛入系統(tǒng)。每當特定的消息發(fā)出，在沒有到達目的窗口前，鉤子程序就先捕獲該消息，亦即鉤子函數(shù)先得到控制權。這時鉤子函數(shù)即可以加工處理（改變）該消息，也可以不作處理而繼續(xù)傳遞該消息，還可以強制結束消息的傳遞。
運行機制
1、鉤子鏈表和鉤子子程：
每一個Hook都有一個與之相關聯(lián)的指針列表，稱之為鉤子鏈表，由系統(tǒng)來維護。這個列表的指針指向指定的，應用程序定義的，被Hook子程調用的回調函數(shù)，也就是該鉤子的各個處理子程。當與指定的Hook類型關聯(lián)的消息發(fā)生時，系統(tǒng)就把這個消息傳遞到Hook子程。一些Hook子程可以只監(jiān)視消息，或者修改消息，或者停止消息的前進，避免這些消息傳遞到下一個Hook子程或者目的窗口。最近安裝的鉤子放在鏈的開始，而最早安裝的鉤子放在最后，也就是后加入的先獲得控制權。

Windows 并不要求鉤子子程的卸載順序一定得和安裝順序相反。每當有一個鉤子被卸載，Windows 便釋放其占用的內存，并更新整個Hook鏈表。如果程序安裝了鉤子，但是在尚未卸載鉤子之前就結束了，那么系統(tǒng)會自動為它做卸載鉤子的操作。

鉤子子程是一個應用程序定義的回調函數(shù)(CALLBACK Function),不能定義成某個類的成員函數(shù)，只能定義為普通的C函數(shù)。用以監(jiān)視系統(tǒng)或某一特定類型的事件，這些事件可以是與某一特定線程關聯(lián)的，也可以是系統(tǒng)中所有線程的事件。
鉤子子程必須按照以下的語法：

復制代碼代碼如下:

LRESULT CALLBACKHookProc
(
int nCode, 
      WPARAM wParam, 
      LPARAM lParam
);

HookProc是應用程序定義的名字。
nCode參數(shù)是Hook代碼，Hook子程使用這個參數(shù)來確定任務。這個參數(shù)的值依賴于Hook類型，每一種Hook都有自己的Hook代碼特征字符集。
wParam和lParam參數(shù)的值依賴于Hook代碼，但是它們的典型值是包含了關于發(fā)送或者接收消息的信息。
2、鉤子的安裝與釋放：
使用API函數(shù)SetWindowsHookEx()把一個應用程序定義的鉤子子程安裝到鉤子鏈表中。 SetWindowsHookEx函數(shù)總是在Hook鏈的開頭安裝Hook子程。當指定類型的Hook監(jiān)視的事件發(fā)生時，系統(tǒng)就調用與這個Hook關聯(lián)的 Hook鏈的開頭的Hook子程。每一個Hook鏈中的Hook子程都決定是否把這個事件傳遞到下一個Hook子程。Hook子程傳遞事件到下一個 Hook子程需要調用CallNextHookEx函數(shù)。

復制代碼代碼如下:

HHOOKSetWindowsHookEx( 
int idHook,      // 鉤子的類型，即它處理的消息類型
HOOKPROC lpfn,   // 鉤子子程的地址指針。如果dwThreadId參數(shù)為0
      // 或是一個由別的進程創(chuàng)建的線程的標識，
      // lpfn必須指向DLL中的鉤子子程。
      // 除此以外，lpfn可以指向當前進程的一段鉤子子程代碼。
      // 鉤子函數(shù)的入口地址，當鉤子鉤到任何消息后便調用這個函數(shù)。
HINSTANCE hMod, // 應用程序實例的句柄。標識包含lpfn所指的子程的
DLL。
      // 如果dwThreadId 標識當前進程創(chuàng)建的一個線程，
      // 而且子程代碼位于當前進程，hMod必須為NULL。
      // 可以很簡單的設定其為本應用程序的實例句柄。
DWORD dwThreadId // 與安裝的鉤子子程相關聯(lián)的線程的標識符。
      // 如果為0，鉤子子程與所有的線程關聯(lián)，即為全局鉤子。
            );

函數(shù)成功則返回鉤子子程的句柄，失敗返回NULL。
以上所說的鉤子子程與線程相關聯(lián)是指在一鉤子鏈表中發(fā)給該線程的消息同時發(fā)送給鉤子子程，且被鉤子子程先處理。
在鉤子子程中調用得到控制權的鉤子函數(shù)在完成對消息的處理后，如果想要該消息繼續(xù)傳遞，那么它必須調用另外一個 SDK中的API函數(shù)CallNextHookEx來傳遞它，以執(zhí)行鉤子鏈表所指的下一個鉤子子程。這個函數(shù)成功時返回鉤子鏈中下一個鉤子過程的返回值，返回值的類型依賴于鉤子的類型。這個函數(shù)的原型如下：

復制代碼代碼如下:

LRESULTCallNextHookEx
   (
    HHOOK hhk;
    int nCode;
    WPARAM wParam;
    LPARAM lParam;
    );

hhk為當前鉤子的句柄，由SetWindowsHookEx()函數(shù)返回。
NCode為傳給鉤子過程的事件代碼。
wParam和lParam 分別是傳給鉤子子程的wParam值，其具體含義與鉤子類型有關。
鉤子函數(shù)也可以通過直接返回TRUE來丟棄該消息，并阻止該消息的傳遞。否則的話，其他安裝了鉤子的應用程序將不會接收到鉤子的通知而且還有可能產生不正確的結果。
鉤子在使用完之后需要用UnHookWindowsHookEx()卸載，否則會造成麻煩。釋放鉤子比較簡單，UnHookWindowsHookEx()只有一個參數(shù)。函數(shù)原型如下：

復制代碼代碼如下:

UnHookWindowsHookEx
(
HHOOK hhk;
);

函數(shù)成功返回TRUE，否則返回FALSE。
3、一些運行機制：
在Win16環(huán)境中，DLL的全局數(shù)據(jù)對每個載入它的進程來說都是相同的；而在Win32環(huán)境中，情況卻發(fā)生了變化，DLL函數(shù)中的代碼所創(chuàng)建的任何對象（包括變量）都歸調用它的線程或進程所有。當進程在載入DLL時，操作系統(tǒng)自動把DLL地址映射到該進程的私有空間，也就是進程的虛擬地址空間，而且也復制該DLL的全局數(shù)據(jù)的一份拷貝到該進程空間。也就是說每個進程所擁有的相同的DLL的全局數(shù)據(jù)，它們的名稱相同，但其值卻并不一定是相同的，而且是互不干涉的。

因此，在Win32環(huán)境下要想在多個進程中共享數(shù)據(jù)，就必須進行必要的設置。在訪問同一個Dll的各進程之間共享存儲器是通過存儲器映射文件技術實現(xiàn)的。也可以把這些需要共享的數(shù)據(jù)分離出來，放置在一個獨立的數(shù)據(jù)段里，并把該段的屬性設置為共享。必須給這些變量賦初值，否則編譯器會把沒有賦初始值的變量放在一個叫未被初始化的數(shù)據(jù)段中。
#pragma data_seg預處理指令用于設置共享數(shù)據(jù)段。例如：

復制代碼代碼如下:

#pragmadata_seg("SharedDataName")
HHOOK hHook=NULL;
#pragma data_seg()

在#pragma data_seg("SharedDataName")和#pragma data_seg()之間的所有變量將被訪問該Dll的所有進程看到和共享。再加上一條指令#pragmacomment(linker,"/section:.SharedDataName,rws"),那么這個數(shù)據(jù)節(jié)中的數(shù)據(jù)可以在所有DLL的實例之間共享。所有對這些數(shù)據(jù)的操作都針對同一個實例的，而不是在每個進程的地址空間中都有一份。
當進程隱式或顯式調用一個動態(tài)庫里的函數(shù)時，系統(tǒng)都要把這個動態(tài)庫映射到這個進程的虛擬地址空間里(以下簡稱"地址空間")。這使得DLL成為進程的一部分，以這個進程的身份執(zhí)行，使用這個進程的堆棧。
4、系統(tǒng)鉤子與線程鉤子：
SetWindowsHookEx()函數(shù)的最后一個參數(shù)決定了此鉤子是系統(tǒng)鉤子還是線程鉤子。
線程勾子用于監(jiān)視指定線程的事件消息。線程勾子一般在當前線程或者當前線程派生的線程內。
系統(tǒng)勾子監(jiān)視系統(tǒng)中的所有線程的事件消息。因為系統(tǒng)勾子會影響系統(tǒng)中所有的應用程序，所以勾子函數(shù)必須放在獨立的動態(tài)鏈接庫(DLL) 中。系統(tǒng)自動將包含"鉤子回調函數(shù)"的DLL映射到受鉤子函數(shù)影響的所有進程的地址空間中，即將這個DLL注入了那些進程。
幾點說明：
（1）如果對于同一事件（如鼠標消息）既安裝了線程勾子又安裝了系統(tǒng)勾子，那么系統(tǒng)會自動先調用線程勾子，然后調用系統(tǒng)勾子。
（2）對同一事件消息可安裝多個勾子處理過程，這些勾子處理過程形成了勾子鏈。當前勾子處理結束后應把勾子信息傳遞給下一個勾子函數(shù)。
（3）勾子特別是系統(tǒng)勾子會消耗消息處理時間，降低系統(tǒng)性能。只有在必要的時候才安裝勾子，在使用完畢后要及時卸載
C#鍵盤勾子(Hook)攔截器,屏蔽鍵盤活動源代碼:

復制代碼代碼如下:

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.ComponentModel;
using System.Data;
using System.Drawing;
using System.Text;
using System.Windows.Forms;
using System.Runtime.InteropServices;
using System.Reflection;
using System.Diagnostics;
using Microsoft.Win32;
namespace Vjsdn.Tech.KeyboardHook
{
   public partial class frmKeyboardHook : Form
   {
      //勾子管理類 
      private KeyboardHookLib _keyboardHook = null;

      public frmKeyboardHook()
      {
         InitializeComponent();
      }

      private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
      {
         //安裝勾子 
         _keyboardHook = new KeyboardHookLib();
         _keyboardHook.InstallHook(this.OnKeyPress);
      }

      private void button2_Click(object sender, EventArgs e)
      {
         //取消勾子 
         if (_keyboardHook != null) _keyboardHook.UninstallHook();
      }

      /// <summary> 
      /// 客戶端鍵盤捕捉事件. 
      /// </summary> 
      /// <param name="hookStruct">由Hook程序發(fā)送的按鍵信息</param> 
      /// <param name="handle">是否攔截</param> 
      public void OnKeyPress(KeyboardHookLib.HookStruct hookStruct, out bool handle)
      {
         handle = false; //預設不攔截任何鍵 

         if (hookStruct.vkCode == 91) // 截獲左win(開始菜單鍵)
         {
            handle = true;
         }

         if (hookStruct.vkCode == 92)// 截獲右win
         {
            handle = true;
         }

         //截獲Ctrl+Esc 
         if (hookStruct.vkCode == (int)Keys.Escape && (int)Control.ModifierKeys == (int)Keys.Control)
         {
            handle = true;
         }

         //截獲alt+f4 
         if (hookStruct.vkCode == (int)Keys.F4 && (int)Control.ModifierKeys == (int)Keys.Alt)
         {
            handle = true;
         }

         //截獲alt+tab 
         if (hookStruct.vkCode == (int)Keys.Tab && (int)Control.ModifierKeys == (int)Keys.Alt)
         {
            handle = true;
         }

         //截獲F1 
         if (hookStruct.vkCode == (int)Keys.F1)
         {
            handle = true;
         }

         //截獲Ctrl+Alt+Delete 
         if ((int)Control.ModifierKeys == (int)Keys.Control + (int)Keys.Alt + (int)Keys.Delete)
         {
            handle = true;
         }

         //如果鍵A~Z 
         if (hookStruct.vkCode >= (int)Keys.A && hookStruct.vkCode <= (int)Keys.Z)
         {
            //擋掉B鍵 
            if (hookStruct.vkCode == (int)Keys.B)
            hookStruct.vkCode = (int)Keys.None; //設鍵為0 

            handle = true;
         }

         Keys key = (Keys)hookStruct.vkCode;
         label1.Text = "你按下:" + (key == Keys.None ? "" : key.ToString());

      }
   }
}

KeyboardHookLib.cs
鍵盤管理類

復制代碼代碼如下:

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Text;
using System.Runtime.InteropServices;
using System.Reflection;
using System.Diagnostics;
using Microsoft.Win32;
using System.Windows.Forms;
namespace Vjsdn.Tech.KeyboardHook
{
   /// <summary> 
   /// 鍵盤Hook管理類, by www.vjsdn.com 易學原創(chuàng) 
   /// </summary> 
   public class KeyboardHookLib
   {
      private const int WH_KEYBOARD_LL = 13; //鍵盤 

      //鍵盤處理事件委托 ,當捕獲鍵盤輸入時調用定義該委托的方法. 
      private delegate int HookHandle(int nCode, int wParam, IntPtr lParam);

      //客戶端鍵盤處理事件 
      public delegate void ProcessKeyHandle(HookStruct param, out bool handle);

      //接收SetWindowsHookEx返回值 
      private static int _hHookValue = 0;

      //勾子程序處理事件 
      private HookHandle _KeyBoardHookProcedure;

      //Hook結構 
      [StructLayout(LayoutKind.Sequential)]
      public class HookStruct
      {
         public int vkCode;
         public int scanCode;
         public int flags;
         public int time;
         public int dwExtraInfo;
      }

      //設置鉤子 
      [DllImport("user32.dll")]
      private static extern int SetWindowsHookEx(int idHook, HookHandle lpfn, IntPtr hInstance, int threadId);

      //取消鉤子 
      [DllImport("user32.dll", CharSet = CharSet.Auto, CallingConvention = CallingConvention.StdCall)]
      private static extern bool UnhookWindowsHookEx(int idHook);

      //調用下一個鉤子 
      [DllImport("user32.dll")]
      private static extern int CallNextHookEx(int idHook, int nCode, int wParam, IntPtr lParam);

      //獲取當前線程ID 
      [DllImport("kernel32.dll")]
      private static extern int GetCurrentThreadId();

      //Gets the main module for the associated process. 
      [DllImport("kernel32.dll")]
      private static extern IntPtr GetModuleHandle(string name);

      private IntPtr _hookWindowPtr = IntPtr.Zero;

      //構造器 
      public KeyboardHookLib() { }

      //外部調用的鍵盤處理事件 
      private static ProcessKeyHandle _clientMethod = null;

      /// <summary> 
      /// 安裝勾子 
      /// </summary> 
      /// <param name="hookProcess">外部調用的鍵盤處理事件</param> 
      public void InstallHook(ProcessKeyHandle clientMethod)
      {
         _clientMethod = clientMethod;

         // 安裝鍵盤鉤子 
         if (_hHookValue == 0)
         {
            _KeyBoardHookProcedure = new HookHandle(OnHookProc);

            _hookWindowPtr = GetModuleHandle(Process.GetCurrentProcess().MainModule.ModuleName);

            _hHookValue = SetWindowsHookEx(
            WH_KEYBOARD_LL,
            _KeyBoardHookProcedure,
            _hookWindowPtr,
            0);

            //如果設置鉤子失敗. 
            if (_hHookValue == 0) UninstallHook();
         }
      }

      //取消鉤子事件 
      public void UninstallHook()
      {
         if (_hHookValue != 0)
         {
            bool ret = UnhookWindowsHookEx(_hHookValue);
            if (ret) _hHookValue = 0;
         }
      }

      //鉤子事件內部調用,調用_clientMethod方法轉發(fā)到客戶端應用。 
      private static int OnHookProc(int nCode, int wParam, IntPtr lParam)
      {
         if (nCode >= 0)
         {
            //轉換結構 
            HookStruct hookStruct = (HookStruct)Marshal.PtrToStructure(lParam, typeof(HookStruct));

            if (_clientMethod != null)
            {
               bool handle = false;
               //調用客戶提供的事件處理程序。 
               _clientMethod(hookStruct, out handle);
               if (handle) return 1; //1:表示攔截鍵盤,return 退出 
            }
         }
         return CallNextHookEx(_hHookValue, nCode, wParam, lParam);
      }

   }
}