[网络安全自学篇] 五十七.PE文件逆向之什么是数字签名及Signtool签名工具详解（一）

本系列虽然叫“网络安全自学篇”，但由于系统安全、软件安全与网络安全息息相关，作者同样会分享一些系统安全案例及基础工具用法，也是记录自己的成长史，希望大家喜欢，一起进步。前文讲解了i春秋YOU老师的小白渗透之路，并结合作者系列文章总结Web渗透技术点。本文将开启PE文件逆向解析相关内容，预计会连续分享六篇文章，第一篇告诉大家什么是数字签名，并采用Signtool工具对EXE文件进行签名，后续深入分析数字签名的格式及PE病毒内容。本文章适合初学者学习，希望对您有所帮助~

作者作为网络安全的小白，分享一些自学基础教程给大家，主要是关于安全工具和实践操作的在线笔记，希望您们喜欢。同时，更希望您能与我一起操作和进步，后续将深入学习网络安全和系统安全知识并分享相关实验。总之，希望该系列文章对博友有所帮助，写文不易，大神们不喜勿喷，谢谢！如果文章对您有帮助，将是我创作的最大动力，点赞、评论、私聊均可，一起加油喔~

PS：本文参考了安全网站和参考文献中的文章（详见参考文献），并结合自己的经验和实践进行撰写，也推荐大家阅读参考文献。

软件安全：https://github.com/eastmountyxz/Software-Security-Course
其他工具：https://github.com/eastmountyxz/NetworkSecuritySelf-study
基础工具：https://github.com/eastmountyxz/Security-Software-Based

声明：本人坚决反对利用教学方法进行犯罪的行为，一切犯罪行为必将受到严惩，绿色网络需要我们共同维护，更推荐大家了解它们背后的原理，更好地进行防护。

前文学习：
[网络安全自学篇] 一.入门笔记之看雪Web安全学习及异或解密示例
[网络安全自学篇] 二.Chrome浏览器保留密码功能渗透解析及登录加密入门笔记
[网络安全自学篇] 三.Burp Suite工具安装配置、Proxy基础用法及暴库示例
[网络安全自学篇] 四.实验吧CTF实战之WEB渗透和隐写术解密
[网络安全自学篇] 五.IDA Pro反汇编工具初识及逆向工程解密实战
[网络安全自学篇] 六.OllyDbg动态分析工具基础用法及Crakeme逆向
[网络安全自学篇] 七.快手视频下载之Chrome浏览器Network分析及Python爬虫探讨
[网络安全自学篇] 八.Web漏洞及端口扫描之Nmap、ThreatScan和DirBuster工具
[网络安全自学篇] 九.社会工程学之基础概念、IP获取、IP物理定位、文件属性
[网络安全自学篇] 十.论文之基于机器学习算法的主机恶意代码
[网络安全自学篇] 十一.虚拟机VMware+Kali安装入门及Sqlmap基本用法
[网络安全自学篇] 十二.Wireshark安装入门及抓取网站用户名密码（一）
[网络安全自学篇] 十三.Wireshark抓包原理（ARP劫持、MAC泛洪）及数据流追踪和图像抓取（二）
[网络安全自学篇] 十四.Python攻防之基础常识、正则表达式、Web编程和套接字通信（一）
[网络安全自学篇] 十五.Python攻防之多线程、C段扫描和数据库编程（二）
[网络安全自学篇] 十六.Python攻防之弱口令、自定义字典生成及网站暴库防护
[网络安全自学篇] 十七.Python攻防之构建Web目录扫描器及ip代理池（四）
[网络安全自学篇] 十八.XSS跨站脚本攻击原理及代码攻防演示（一）
[网络安全自学篇] 十九.Powershell基础入门及常见用法（一）
[网络安全自学篇] 二十.Powershell基础入门及常见用法（二）
[网络安全自学篇] 二十一.GeekPwn极客大赛之安全攻防技术总结及ShowTime
[网络安全自学篇] 二十二.Web渗透之网站信息、域名信息、端口信息、敏感信息及指纹信息收集
[网络安全自学篇] 二十三.基于机器学习的恶意请求识别及安全领域中的机器学习
[网络安全自学篇] 二十四.基于机器学习的恶意代码识别及人工智能中的恶意代码检测
[网络安全自学篇] 二十五.Web安全学习路线及木马、病毒和防御初探
[网络安全自学篇] 二十六.Shodan搜索引擎详解及Python命令行调用
[网络安全自学篇] 二十七.Sqlmap基础用法、CTF实战及请求参数设置（一）
[网络安全自学篇] 二十八.文件上传漏洞和Caidao入门及防御原理（一）
[网络安全自学篇] 二十九.文件上传漏洞和IIS6.0解析漏洞及防御原理（二）
[网络安全自学篇] 三十.文件上传漏洞、编辑器漏洞和IIS高版本漏洞及防御（三）
[网络安全自学篇] 三十一.文件上传漏洞之Upload-labs靶场及CTF题目01-10（四）
[网络安全自学篇] 三十二.文件上传漏洞之Upload-labs靶场及CTF题目11-20（五）
[网络安全自学篇] 三十三.文件上传漏洞之绕狗一句话原理和绕过安全狗（六）
[网络安全自学篇] 三十四.Windows系统漏洞之5次Shift漏洞启动计算机
[网络安全自学篇] 三十五.恶意代码攻击溯源及恶意样本分析
[网络安全自学篇] 三十六.WinRAR漏洞复现（CVE-2018-20250）及恶意软件自启动劫持
[网络安全自学篇] 三十七.Web渗透提高班之hack the box在线靶场注册及入门知识（一）
[网络安全自学篇] 三十八.hack the box渗透之BurpSuite和Hydra密码爆破及Python加密Post请求（二）
[网络安全自学篇] 三十九.hack the box渗透之DirBuster扫描路径及Sqlmap高级注入用法（三）
[网络安全自学篇] 四十.phpMyAdmin 4.8.1后台文件包含漏洞复现及详解（CVE-2018-12613）
[网络安全自学篇] 四十一.中间人攻击和ARP欺骗原理详解及漏洞还原
[网络安全自学篇] 四十二.DNS欺骗和钓鱼网站原理详解及漏洞还原
[网络安全自学篇] 四十三.木马原理详解、远程服务器IPC$漏洞及木马植入实验
[网络安全自学篇] 四十四.Windows远程桌面服务漏洞（CVE-2019-0708）复现及详解
[网络安全自学篇] 四十五.病毒详解及批处理病毒制作（自启动、修改密码、定时关机、蓝屏、进程关闭）
[网络安全自学篇] 四十六.微软证书漏洞CVE-2020-0601 (上)Windows验证机制及可执行文件签名复现
[网络安全自学篇] 四十七.微软证书漏洞CVE-2020-0601 (下)Windows证书签名及HTTPS网站劫持
[网络安全自学篇] 四十八.Cracer第八期——(1)安全术语、Web渗透流程、Windows基础、注册表及黑客常用DOS命令
[网络安全自学篇] 四十九.Procmon软件基本用法及文件进程、注册表查看
[网络安全自学篇] 五十.虚拟机基础之安装XP系统、文件共享、网络快照设置及Wireshark抓取BBS密码
[网络安全自学篇] 五十一.恶意样本分析及HGZ木马控制目标服务器
[网络安全自学篇] 五十二.Windows漏洞利用之栈溢出原理和栈保护GS机制
[网络安全自学篇] 五十三.Windows漏洞利用之Metasploit实现栈溢出攻击及反弹shell
[网络安全自学篇] 五十四.Windows漏洞利用之基于SEH异常处理机制的栈溢出攻击及shell提取
[网络安全自学篇] 五十五.Windows漏洞利用之构建ROP链绕过DEP并获取Shell
[网络安全自学篇] 五十六.i春秋老师分享小白渗透之路及Web渗透技术总结

前文欣赏：
[渗透&攻防] 一.从数据库原理学习网络攻防及防止SQL注入
[渗透&攻防] 二.SQL MAP工具从零解读数据库及基础用法
[渗透&攻防] 三.数据库之差异备份及Caidao利器
[渗透&攻防] 四.详解MySQL数据库攻防及Fiddler神器分析数据包

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一.PE文件的数字签名

1.PE文件
PE文件的全称是Portable Executable，意为可移植的可执行的文件，常见的EXE、DLL、OCX、SYS、COM都是PE文件，PE文件是微软Windows操作系统上的程序文件（可能是间接被执行，如DLL）。后续文章会详细分析PE文件格式。

2.为什么要对PE文件进行数字签名呢？

• 防篡改：通过对数字签名的验证，保证文件未被非法篡改。
• 降低误报：安全软件通过验证文件是否有正规厂商的数字签名来降低误报。

3.PE文件数字签名及验证过程
签名：

• 软件发布者使用散列算法（如MD5或SHA）计算PE文件的散列值。
• 软件发布者使用私钥对散列值进行签名得到签名数据。
• 将签名私钥对应的公钥和签名数据等以证书的形式附加在PE文件之中，形成经过数字签名的PE文件。
• 软件发布者将经过数字签名的PE文件进行发布。

验证：

• 从PE文件证书中提取软件发布者的公钥、使用的散列算法、签名算法、原始散列值的签名数据。
• 使用提取的公钥和对应签名验证算法将签名数据还原为原始PE文件的原始散列值。
• 对现有PE文件使用同样的散列算法计算出对应的散列值。
• 对比两个散列值是否一致，从而判断数据是否被破坏和篡改。

4.PE文件数字签名的总体结构
PE文件数字签名信息存放在Certificate Table位置，同时PE文件可选文件头DataDirecotry第5项记录文件偏移及大小。

下一篇文章作者尝试详细讲解PE文件结构及签名解析。

使用PEView查看签名前后对比图，可以看到Certificate Table存储相关签名信息。

5.PE文件数字签名查看
这里以Zoomit.exe程序为例，我们可以看到经过数字签名后的PE文件还会多出一个“数字签名”的属性，点击详细信息可以查看对应的证书。

对应的证书信息及证书路径如下图所示，包括签名算法、哈希算法、有效期、颁发者信息等。

6.微软数字签名证书查看
接着，我带领大家看看Windows证书。运行中输入“certmgr.msc”，可以看到这里面有5个系统默认的ECC签名的根证书，如下图所示。

我们随意导出其中一个根证书，导出直接选择Base64编码那个就行。

可以看到导出的ECC密钥证书如下图所示，包括证书的有效期等信息。这就是微软在实现椭圆曲线加密（ECC）算法的数字证书，位于CryptoAPI.dll文件，也是被我们利用来伪造可信任来源的签名漏洞。

7.数字签名常用算法及应用领域
数字签名常用算法包括：

• RSA数字签名算法
  基于大整数分解问题，MD5、SHA
• DSA数字签名算法
  基于离散对数问题
• ECDSA椭圆曲线数字签名算法
  ECC+DSA，椭圆加密算法，属于DSA的一个变种，基于椭圆曲线上的离散对数问题

其应用领域包括：

• PE文件数字签名
• HTTPS数字签名
• 电子邮件数字签名
• Office文档数字签名
• 代码数字签名

接着看看Github网站进行微软证书验证的过程。

• 在Windows系统访问一个网站(例Github.com)时，该网站会向Windows系统发送由第三方权威机构(CA)签署的网站证书。

• Windows系统则会验证该证书是否由CA颁发，若验证通过，则Windows系统与网站成功建立TLS链接。

推荐作者前文：
[网络安全自学篇] 四十六.微软证书漏洞CVE-2020-0601 (上)Windows验证机制及签名复现

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二.阮一峰老师告诉大家什么是数字签名

参考文章：
数字签名是什么？ - 阮一峰
What is a Digital Signature? - 原始网站

写到这里，您可能还是很疑惑“什么是数字签名”？下面我通过阮一峰老师的博客进行讲解，个人认为这是一篇讲得比较清晰的原理文章，同时也包含了网络安全中加密解密、信息传输等知识。

(1) 假设鲍勃有两把钥匙，一把是公钥，另一把是私钥。

(2) 鲍勃把公钥送给他的朋友们----帕蒂、道格、苏珊----每人一把。

(3) 苏珊要给鲍勃写一封保密的信。她写完后用鲍勃的公钥加密，就可以达到保密的效果。

(4) 鲍勃收信后，用私钥解密，就看到了信件内容。这里要强调的是，只要鲍勃的私钥不泄露，这封信就是安全的，即使落在别人手里，也无法解密。

(5) 鲍勃给苏珊回信，决定采用"数字签名"。他写完后先用Hash函数，生成信件的摘要（digest）。

(6) 然后，鲍勃使用私钥，对这个摘要加密，生成"数字签名"（signature）。

(7) 鲍勃将这个签名，附在信件下面，一起发给苏珊。

(8) 苏珊收信后，取下数字签名，用鲍勃的公钥解密，得到信件的摘要。由此证明，这封信确实是鲍勃发出的。

(9) 苏珊再对信件本身使用Hash函数，将得到的结果，与上一步得到的摘要进行对比。如果两者一致，就证明这封信未被修改过。

(10) 复杂的情况出现了。道格想欺骗苏珊，他偷偷使用了苏珊的电脑，用自己的公钥换走了鲍勃的公钥。此时，苏珊实际拥有的是道格的公钥，但是还以为这是鲍勃的公钥。因此，道格就可以冒充鲍勃，用自己的私钥做成"数字签名"，写信给苏珊，让苏珊用假的鲍勃公钥进行解密。

(11) 后来，苏珊感觉不对劲，发现自己无法确定公钥是否真的属于鲍勃。她想到了一个办法，要求鲍勃去找"证书中心"（certificate authority，简称CA），为公钥做认证。证书中心用自己的私钥，对鲍勃的公钥和一些相关信息一起加密，生成"数字证书"（Digital Certificate）。

(12) 鲍勃拿到数字证书以后，就可以放心了。以后再给苏珊写信，只要在签名的同时，再附上数字证书就行了。

(13) 苏珊收信后，用CA的公钥解开数字证书，就可以拿到鲍勃真实的公钥了，然后就能证明"数字签名"是否真的是鲍勃签的。

(14) 下面，我们看一个应用"数字证书"的实例：https协议。这个协议主要用于网页加密。首先，客户端向服务器发出加密请求。

(15) 服务器用自己的私钥加密网页以后，连同本身的数字证书，一起发送给客户端。

(16) 客户端（浏览器）的"证书管理器"，有"受信任的根证书颁发机构"列表。客户端会根据这张列表，查看解开数字证书的公钥是否在列表之内。

(17) 如果数字证书记载的网址，与你正在浏览的网址不一致，就说明这张证书可能被冒用，浏览器会发出警告。

(18) 如果这张数字证书不是由受信任的机构颁发的，浏览器会发出另一种警告。如果数字证书是可靠的，客户端就可以使用证书中的服务器公钥，对信息进行加密，然后与服务器交换加密信息。

数字签名是为了保证数据完整性。通过它可以判断数据是否被篡改，私钥加密完的数据所有知道公钥的都可以解密，这样不安全。私钥加密的作用是为了确认身份，用对应的公钥解密摘要，则证明摘要来自谁，起到签名的作用。

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三.Signtool签名PE文件

软件安全：https://github.com/eastmountyxz/Software-Security-Course
基础工具：https://github.com/eastmountyxz/Security-Software-Based

该test.exe程序后续文章也会分享，均上传至Github。

第一步，通过makecert.exe生成需要的证书，生成两个文件分别是test.cer和test.PVK。

cd SignTool
makecert -$ "individual" -r /sv "test.PVK" /n "CN=Windows,E=microsoft,O=微软" test.cer

创建过程中需要输入私钥密码，这里设置为“123456789”。

第二步，查看证书信息，如果未信任需要点击“安装证书”。

安装并信任该证书。

第三步，利用signcode.exe工具进行数据签名，选择需要签名的“test.exe”程序。

第四步，自动选择自定义选项，然后点击从文件中选择test.cer文件，test.cer文件在第一个步骤你生成的目录中，然后下一步。

第五步，点击浏览按钮，添加文件test.PVK，test.PVK文件也是在第一步生成的目录中，点击下一步，哈希算法可以选md5，也可以选sha1，点击下一步。

第六步，默认点击下一步，出现数据描述框，自己可以填写，也可以不填。点击下一步。

第七步，填写时间戳服务器URL：http://timestamp.wosign.com/timestamp，也可以不选添加时间戳，点击下一步，完成，弹出签名成功框。

第八步，此时test.exe文件完成数字签名，打开该exe文件属性，如下图所示，可以看到签名相关信息。注意，该数字签名正常且颁发者为Windows。

最后我们使用PEView软件打开PE文件，可以看到签名前和签名后的结构存在“CERTIFICATE Table”区别。

下一篇文章我们将详细分析数字签名的结构。

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四.总结

文章写到这里，就介绍完毕，希望文章对您有所帮助。这篇文章主要讲解：

• PE文件数字签名
• 分享阮一峰老师的博客，告诉大家什么是数字签名
• 结合SignTool工具对EXE文件进行签名

希望这系列文章对您有所帮助，同时真的感觉自己技术好菜，要学的知识好多。这是第57篇原创的安全系列文章，从网络安全到系统安全，从木马病毒到后门劫持，从恶意代码到溯源分析，从渗透工具到二进制工具，还有Python安全、顶会论文、黑客比赛和漏洞分享。未知攻焉知防，人生漫漫其路远兮，作为初学者，自己真是爬着前行，感谢很多人的帮助，继续爬着，继续加油！

欢迎大家讨论，是否觉得这系列文章帮助到您！如果存在不足之处，还请海涵。任何建议都可以评论告知读者，共勉~

武汉加油！湖北加油！中国加油！！！

(By:Eastmount 2020-03-10 下午6点写于贵阳 http://blog.csdn.net/eastmount )

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参考文献：
[1] 武大《软件安全》课程
[2] (强推) [网络安全自学篇] 四十六.微软证书漏洞CVE-2020-0601 (上)Windows验证机制及可执行文件签名复现
[3] (强推) 数字签名是什么？ - 阮一峰
[4] (强推) What is a Digital Signature? - 原始网站
[5] (强推) 对Windows 平台下PE文件数字签名的一些研究 - DoveFeng
[6] (强推) https://docs.microsoft.com/zh-cn/windows/win32/debug/pe-format
[7] (强推) 哈希 HASH·数字签名 - Phant
[8] (强推) 恶意文件分析系统中的数字签名验证 - 绿盟科技
[8] (强推) [翻译]Windows PE文件中的数字签名格式 - 看雪银雁冰大神
[9] PE文件数字签名工具 - ahuo
[10] PE文件解析-异常处理表与数字签名 - zhyulo
[11] Authenticode签名伪造——PE文件的签名伪造与签名验证劫持 - 嘶吼RoarTalk
[12] 数字签名 - CTF Wiki
[13] 数字签名算法介绍和区别 - infiniSign
[14] [求助]关于PE文件的数字签名 - 看雪论坛
[15] 区块链：数字签名是什么？- ChinaKingKong
[16] 校验文件数字签名的合法性(VerifyPE) - ahuo
[17] 数字签名 - shinymood
[18] 恶意文件分析系统中的数字签名验证 - 百度文库
[19] 如何判断一个文件是否已经有数字签名 - CSDN论坛

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