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阻止系统的键盘事件

May 14, 2023 · 8 min read

hacker

起因

最近在用 electron 开发一个线上的考试应用，有一个需求是在监考模式下拦截 用户的键盘事件，防止用户锁屏或者使用其它快捷键切换应用，在 github 翻了一圈，没有找到合适的方案 o(╥﹏╥)o，所以用 rust 写了一个 lib，然后用 napi-rs 打包成 nodejs 库。下面记录下整个流程。

mac os

开发 mac os 应用，需要使用 cocoa 库，mozilla 开发了一个 rust 版本的库core-foundation-rs

使用 core_graphics 的 CGEventTap 可以拦截键盘事件

use core_graphics::event::{
  CGEventTap, CGEventTapLocation, CGEventTapOptions, CGEventTapPlacement, CGEventType::KeyDown,
};
fn handle_key_event() {
  let cg_event_tap = CGEventTap::new(
    CGEventTapLocation::Session,
    // 插入队首
    CGEventTapPlacement::HeadInsertEventTap,
    // 默认行为过滤
    CGEventTapOptions::Default,
    // 监听的事件
    vec![CGEventType::KeyDown],
    callback,
  );
}

构造 CGEventTap 的 5 参数依次表示

监听事件的区域直接选 CGEventTapLocation::Session 即可
插入队首还是队尾，当一个事件触发的时候，会依次调用回掉队列上面的回调函数，前面的回调函数可以阻止后面的回调函数触发，这里插入队首部，阻止后面的默认系统行为触发
只监听事件的触发还是可以阻止后面的行为触发这里选择 Default
监听的事件，当前只监听键盘 KeyDown 事件
回调函数 callback

callback 接受 3 个参数，分别是 CGEventTapProxy, CGEventType, CGEvent

添加 callback 函数

callback 函数可以

判断 event 类型

event 类型需要通过判断当前的 CGEventType 是否

获取 keycode

通过 get_integer_value_field 拿到 keycode

判断是否是 meta 键

通过 event.get_flags() 判断 CGEventFlags

禁用某个键

设置 key event 为 NULL , 禁用这个键，比如禁用 control

lib.rs

use core_graphics::event::{
  CGEvent, CGEventTap, CGEventTapLocation, CGEventTapOptions, CGEventTapPlacement, CGEventType::KeyDown,
};
fn handle_key_event() {
  let cg_event_tap = CGEventTap::new(
    CGEventTapLocation::Session,
    // 插入队首
    CGEventTapPlacement::HeadInsertEventTap,
    // 默认行为过滤
    CGEventTapOptions::Default,
    // 监听的事件
    vec![CGEventType::KeyDown],
    |proxy: *const std::ffi::c_void, event_type: CGEventType, event: &CGEvent|{
      Some(event.clone())
    },
  );
}

上面的代码，还要加入事件循环中才能生效

use core_foundation::runloop::{kCFRunLoopCommonModes, CFRunLoop};
let current: CFRunLoop = CFRunLoop::get_current();
match cg_event_tap {
  Ok(tap) => unsafe {
    let loop_source = tap
      .mach_port
      .create_runloop_source(0)
      .expect("sames broken");
    current.add_source(&loop_source, kCFRunLoopCommonModes.clone());
    tap.enable();
    CFRunLoop::run_current();
  },
  Err(_) => panic!("can't prevent key event"),
}

最终得到在 mac os 下的代码如下所示

💡辅助功能

在 mac os 需要在隐私和安全性里面打开对应程序的辅助功能，该程序才能生效

use core_foundation::runloop::{kCFRunLoopCommonModes, CFRunLoop};
use core_graphics::event::{
  CGEvent, CGEventTap, CGEventTapLocation, CGEventTapOptions, CGEventTapPlacement, CGEventType,EventField,CGEventFlags,
};
fn handle_key_event() {
  let cg_event_tap = CGEventTap::new(
    CGEventTapLocation::Session,
    // 插入队首
    CGEventTapPlacement::HeadInsertEventTap,
    // 默认行为过滤
    CGEventTapOptions::Default,
    // 监听的事件
    vec![CGEventType::KeyDown],
    |proxy: *const std::ffi::c_void, event_type: CGEventType, event: &CGEvent| match event_type {
      CGEventType::KeyDown => {
        let key = event.get_integer_value_field(EventField::KEYBOARD_EVENT_KEYCODE);
        // 判断 control 键是否摁下
         let is_control_press =
          CGEventFlags::CGEventFlagControl & event.get_flags() == CGEventFlags::CGEventFlagControl;
        if is_control_press {
          // 禁用这个快捷键
          event.set_type(CGEventType::Null);
        }
        Some(event.clone())
      }
      _ => Some(event.clone()),
    },
  );
  let current: CFRunLoop = CFRunLoop::get_current();
  match cg_event_tap {
    Ok(tap) => unsafe {
      let loop_source = tap
        .mach_port
        .create_runloop_source(0)
        .expect("sames broken");
      current.add_source(&loop_source, kCFRunLoopCommonModes.clone());
      tap.enable();
      CFRunLoop::run_current();
    },
    Err(_) => panic!("can't prevent key event"),
  }
}

windows

windows 下面实现锁屏的功能实在有点复杂，除了写键盘的事件 hook , 还要修改用户的注册表

这里使用了一个第三方库rdev来实现，rdev本质上还是调用了 windows api SetWindowsHookExA 来实现的

微软官方维护了一个 windows-rs 的 crate，也可以通过它来实现相应的功能

具体使用 rdev grab 的代码就不再详细说了

rdev::grab(move |ev| match ev.event_type {
  EventType::KeyPress(key) => {
    if should_restrict(key) {
      None
    } else {
      Some(ev)
    }
  }
  _ => Some(ev),
});

rdev 可以拦截绝大部分 windows 的按键，但是有一些键很特殊，是不能通过写 hook 来拦截的，比如这三个键

win + l 锁屏
win + g 弹出 windows game
ctrl + alt + delete CAD

上面三个键只能通过修改用户的注册表来实现拦截

💡管理员权限

修改注册表需要 windows 的管理员权限，必须要请求管理员权限

win + l 的注册表位于 HKEY_CURRENT_USER\Software\Microsoft\Windows\CurrentVersion\Policies\System 将 DisableLockWorkstation 改为 1 即可禁用锁屏

win + g 位于 HKEY_CURRENT_USER\SOFTWARE\Microsoft\Windows\CurrentVersion\GameDVR 将 AppCaptureEnabled 设置成 0 即可禁止

cad 位于 HKEY_LOCAL_MACHINE\SOFTWARE\Microsoft\Windows NT\CurrentVersion\Image File Execution Options\taskmgr.exe 将 Debugger 设置成 Hotkey Disabled 即可禁止

如果是在 electron 里面直接使用 nodejs 的库 regedit 即可，使用 regedit 禁用 win + l 示例如下

// 禁用 win + l 锁屏
import regeditOrigin from "regedit"
const regedit = regeditOrigin.promisified
async function main() {
  const winLRegisterPath =
    "HKCU\\Software\\Microsoft\\Windows\\CurrentVersion\\Policies\\System"
  try {
    await regedit.createKey([winLRegisterPath])
  } catch (error) {
    console.error(error)
  }
  await regedit.putValue({
    [winLRegisterPath]: {
      DisableLockWorkstation: {
        type: "REG_DWORD",
        value: 1,
      },
    },
  })
}

💡注意

regedit 在调用的时候需要将 HKEY_CURRENT_USER 需要改成 HKCU

如法炮制即可禁用剩余的 win 快捷键，使用 napi-rs 打包, 用 github actions 编译成 .node 文件, 便可在 electron 中使用实现 霸屏 的功能

真不好搞 😭

起因​

mac os​

添加 callback 函数​

判断 event 类型​

获取 keycode​

判断是否是 meta 键​

禁用某个键​

windows​

起因