Bueno tengo varias cosas que aclararte la primera a través de la clase Process puedes obtener el StartTime del proceso y restado con Date.Now puede obtener el tiempo en TimeSpan que lleva corriendo el proceso desde que se inicio.

Aquí un ejemplo de como hacerlo con el proceso mismo

  MessageBox.Show(Date.Now.Subtract(Process.GetCurrentProcess.StartTime).ToString)

Y con respecto a lo del ejecutable hay una noticia buena y una mala

La mala es que sin escribir el archivo en el disco no lo podrás correr.
La buena es que si el ejecutable está en .Net y no está ofuscado o protegido el código lo puedes cargar con Reflexion.

1.- Tienes el source del exe que no quieres que habra sin la aplicación en C#?
2.- No te recomiendo .Net para hacer esto, pero si lo quieres intentar adelante, tengo experiencias personales con .Net y Hooks traumantes

Los Hooks vienen de diferentes colores, tamaños y formas, hay muchos metodos para hacer Hook, busca como funcionan algunos de estos metodos para poder detectar su presencia, siempre dejan alguna marca que se puede detectar.

Entonces es Hook por inyección de dll, debes tener en cuenta que Hookear es algo muy delicado, si instalas o desinstalas inadecuadamente el Hook puedes terminar con una bonita BSOD o que el proceso crashee, debes usar C++ no hay otra opción

Si estas buscando una dll en especifico basta con hacer tu una dll para inyectar en los procesos y descargar la dll que buscas, si estas generalizando y quieres detectar y descargar un tipo en especifico tienes que buscar como funcionan para ver como detectar ese tipo de inyección, con respecto a UPX, no hay que preocuparse porque cuando el dll esta cargado en memoria ya no está protegido. Por esto del Hook si estas dispuesto a hacerlo en C++ no tienes mucho de que preocuparte hay muchos ejemplos aqui en el foro incluso hay una clase en ASM/C++ hecha por [Zero] (Este tipo es un genio ) que la puedes usar en VS C++

Si no tienes el Source ni es .Net entonces no puedes hacer nada para evitar que el proceso no se habrá, a menos que estes dispuesto a hacerle un parche a el ejecutable, bastante difícil si eres principiante, si no tienes el Source pero es .Net puedes hacer un parche con .Net Reflector y el Add-Ins Reflexil, bastante fácil de hacer.