【逆向】PE文件解析

news2024/10/5 18:33:34

文章目录

  • PE文件
  • DOS头部
  • PE/NT头解析
  • 区段头/区块表解析
  • 数据目录表（存放在某个区段）
    • 1. 导出表
    • 2. 导入表
    • 3. 重定位表

PE文件

  • PE文件：PE文件是在windows平台可执行的文件。
  • 包括：.exe（可执行程序），.dll（动态链接库），.sys（驱动程序）

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DOS头部

  • 概念：

    • DOS头部共64个字节
    • DOS头部是一个结构体，包含如下字段：
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  • 重要字段：

    • e_magic（前两个字节）：DOS头签名，可执行文件的标志.（固定的值：4D 5A）
    • e_lfanew（后四个字节）：PE头的偏移位置

  • DOS头解析：

    #include<Windows.h>
#include<iostream>

// 获取DOS头
PIMAGE_DOS_HEADER get_pe_dos_header(char* pBuff)
{
	return (PIMAGE_DOS_HEADER)pBuff;
}
// 解析DOS头
void parse_pedos_header(const char* path)
{
	DWORD fSize = 0;
	char* pBuff = NULL;
	DWORD dwReadSize = 0;
	// 1.打开文件
	HANDLE hfile = CreateFileA(
		path, // 文件路径
		GENERIC_READ, // 打开文件读方式
		FILE_SHARE_READ,// 共享方式
		NULL, // 安全属性
		OPEN_EXISTING, // 创建标志
		FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, //默认创建
		NULL
	);

	// 1.2 获取文件大小
	fSize = GetFileSize(hfile, NULL); // 获取文件大小
	pBuff = new char[fSize]; // 申请文件大小空间



	// 2. 读取到内存中
	ReadFile(hfile, pBuff, fSize, &dwReadSize, NULL);


	// 3. 解析PE文件的DOS头部
	PIMAGE_DOS_HEADER pDos = (PIMAGE_DOS_HEADER)pBuff;
	//PIMAGE_DOS_HEADER pDos = get_pe_dos_header(pBuff);
	//pDos->e_magic; //DOS头签名,0x5A4D
	//pDos->e_lfanew; // PE头的偏移


	// 4. 判断是否是PE文件
	if (pDos->e_magic != IMAGE_DOS_SIGNATURE)
	{
		printf("这不是一个PE文件\n");
	}

	printf("e_lfanew=%d\n", pDos->e_lfanew);


	// 5. 关闭文件句柄
	CloseHandle(hfile);
}

int main() {
	parse_pedos_header("crackme1.exe");
}

  • 其他：

    • 程序在硬盘中和在内存中存储状态不一样，在内存中的对齐值比在硬盘中大

PE/NT头解析

  • 概念

    • NT头是一个结构体，包含三个字段：
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  • 重要字段：

    • Signature（前4个字节）：NT头签名，PE标志，固定值 50 45 00 00
    • FileHeader（20个字节）：文件头
    • OptionalHeader（大小不固定）：可选PE头

  • NT头解析：

    • FileHeader（文件头，共20字节）：
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    重要字段：

    • Machine（2个字节）：程序允许的CPU型号，如果为0表示可以在任何CPU上执行。若为0x014C，表示能在386及后续的CPU上运行
    • NumberOfSections（2个字节）：文件中存在的区段的数量
    • TimeDateStamp（4个字节）：时间戳
    • SizeOfOptionalHeader（2个字节）：可选PE头的大小，32位PE文件默认E0，64位默认F0
    • Characteristics（2个字节）：文件属性，每个位有不同的含义
    • OptionalHeader（可选PE头）
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    重要字段：

    • Magic（2个字节）：表示是32位PE文件还是64位PE文件。0x010B表示32位，0x020B表示64位
    • SizeOfCode（4个字节）：所有代码的总大小，按照FileAlignment对齐后的大小
    • SizeOfInitializedData（4个字节）：已初始化的数据大小，按照FileAlignment对齐
    • SizeOfUninitializedData（4个字节）：未初始化的数据大小 按照FileAlignment对齐
    • AddressOfEntryPoint（4个字节）：程序入口 OEP（偏移地址）
    • BaseOfCode（4个字节）：代码开始地址
    • BaseOfData（4个字节）：数据开始地址
    • ImageBase（4个字节）：内存镜像地址（程序被加载到内存后的起始地址（绝对地址））
    • SectionAlignment（4个字节）：内存对齐大小
    • FileAlignment（4个字节）：文件对齐大小
    • SizeOfImage（4个字节）：文件在内存中的大小，按SectionAlignment对齐后的大小
    • SizeOfHeaders（4个字节）：DOS头+NT头+标准PE头+可选PE头+区段头，按照FileAlignment对齐后的大小
    • NumberOfRvaAndSizes（4个字节）：数据目录表的个数
    • DataDirectory[IMAGE_NUMBEROF_DIRECTORY_ENTRIES]：存放数据目录表

区段头/区块表解析

  • 概念：

    • 区段头由多个结构体组成，有多少个区段就有多少个对应的的结构体：
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  • 重要字段：

    • Name[IMAGE_SIZEOF_SHORT_NAME(8)]（8个字节）：区段名称，注意此处跟字符串不一样，不会以0结尾
    • union {
      DWORD PhysicalAddress;
      DWORD VirtualSize;
      } Misc（8个字节）      ：该区段在内存中的真实大小（未对齐）
    • VirtualAddress（4个字节）：区段在内存中的偏移位置，+ImageBase 为真正的地址。
    • SizeOfRawData（4个字节）：区段在文件中对齐后大小
    • PointerToRawData（4个字节）：区段在文件中的偏移位置
    • Characteristics（4个字节）：区段属性 （是否可读 是否可写 是否可执行等等）

数据目录表（存放在某个区段）

  • 概念：

    可选PE头中包含两个字段:

    • NumberOfRvaAndSizes（4个字节）：数据目录表的个数
    • DataDirectory[IMAGE_NUMBEROF_DIRECTORY_ENTRIES]：存放数据目录表

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1. 导出表

  • 概念：

    • 导出表存放该程序中定义的可供外部使用的函数
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  • 重要字段：

    • DWORD Name：指向导出表文件名 RVA -->FOA+FileBuff=char *name;
    • DWORD Base：导出函数起始序号
    • DWORD NumberOfFunctions：导出函数个数
    • DWORD NumberOfNames：以名称导出函数个数
    • DWORD AddressOfFunctions：导出函数地址表 RVA–>FOA +FileBuff
    • DWORD AddressOfNames：导出函数名称表 // RVA from base of image
    • DWORD AddressOfNameOrdinals：导出函数序号表 // RVA from base of image
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    FOA（文件偏移）与RVA（内存偏移）的转换：

    数据的RVA - 区段地址的RVA = 数据的FOA - 区段地址的FOA = 数据距离区段起始位置有多远，注意无论是RVA还是FOA都是偏移

    • 数据的FOA = 数据的RVA - 区段地址的RVA + 区段地址的FOA
    • 数据的RVA = 数据的FOA - 区段地址的FOA + 区段地址的RVA

2. 导入表

  • 知识点准备：

    • 调用dll文件函数原理：
      程序在调用dll文件函数时，并不是把dll文件函数的代码编译到当前文件中，而是把dll文件对应的函数地址保存到了当前文件中
    • 一个进程空间中的exe、dll文件如何被加载到内存中：
      exe文件先导入内存，然后再导入dll文件到内存中
    1. HMODULE hModule = LoadLibraryW(L"Dll1.dll")：将dll文件加载到内存中，并将ImageBase的值存放到hModule中
    2. GetProcAddress(hModule, “my_export2”)：从dll文件中拿到对应的函数的地址
    3. 将得到的函数地址填到exe文件中的对应位置
    • exe文件调用的动态链接库在内存中与在硬盘中有什么不同
      内存中，exe文件中的 dll文件的对应的函数地址 在exe硬盘中 存放的是一个RVA，该RVA转为FOA后，发现存放的是对应的函数名称
    • 在硬盘中，exe文件存放使用的dll文件中的函数名称（准确的说是一个RVA值，该RVA转为FOA后，发现存放的是对应的函数名称）
    • 在内存中，exe文件存放使用的dll文件中的函数地址

  • 概念：

    • 导入表存放该程序使用的外部函数的信息：
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  • 重要字段：

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    • union {
      DWORD Characteristics; // 0 for terminating null import descriptor
      DWORD OriginalFirstThunk; // RVA，指向(IMAGE_THUNK_DATA，导入名称表)结构体数组，Import name table，简称INT
      } DUMMYUNIONNAME;（8个字节）

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    • TimeDateStamp：时间戳。为-1时，IAT在硬盘存储时会存放函数的地址而不是名称（由于存放地址可能会造成冲突，因此需要让所有dll文件导入内存的位置固定）
    • Name：RVA，存放dll的名称
    • FirstThunk：RVA，IAT 导入地址表 IMAGE_THUNK_DATA数组。在硬盘存储时，一般和INT一样（但不绝对）；在内存存储时，会存函数的在内存中的地址。

3. 重定位表

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