《逆向工程核心原理》学习笔记(六)

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《逆向工程核心原理》学习笔记(六)

记录一下关于书中PE文件格式内容的学习(上部分)

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PE（Portable Executable）格式，是微软Win32环境可移植可执行文件(如exe、dll、vxd、sys和vdm等)的标准文件格式。

 

PE格式衍生于早期建立在VAX(R)VMS(R)上的COFF(Common Object File Format)文件格式。

 

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PE文件种类

 

 

 

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PE文件的基本结构 

 

 

 

 

.text
默认的代码区块,它的内容全是指令代码,链接器把所有目标文件的text块连接成一个大的.text块，使用Borland C++,编译器产生的代码存放在CODE的区域里
.data
默认的读/写数据块,全局变量,静态变量一般放在这个区段
.rdata
默认只读数据区块,但程序中很少用到该块中的数据，一般两种情况用到,一是MS 的链接器产生EXE文件中用于存放调试目录，二是用于存放说明字符串，如果程序的DEF文件中指定了DESCRIPTION，字符串就会出现在rdata中
.idata
包含其他外来的DLL的函数及数据信息,即输入表，将.idata区块合并成另一个区块已成为一种惯例，典型的是.rdata区块,默认的，链接器只在创建一个Release模式的可执行文件时才能将idata合并到另外一个区块中
.edata
输出表，当创建一个输出API或数据的可执行文件时，连接器会创建一个.EXP文件，这个.EXP文件包含一个.edata区块，其会被加载到可执行文件中，经常被合并到.text或.rdata 区块中
.rsrc
资源,包括模块的全部资源，如图标，菜单，位图等，这个区块是只读的，无论如何不应该把它命名为.rsrc以外的名字，也不能合并到其他的区块里
.bss
未初始化的数据,很少在用，取而代之的是执行文件的.data区块的的VirtualSize被扩展大的空间里用来装未初始化的数据.
.crt
用于C++ 运行时(CRT)所添加的数据
.tls
TLS的意思是线程局部存储器，用于支持通过_declspec(thread)声明的线程局部存储变量的数据，这包括数据的初始化值，也包括运行时所需要的额外变量
.reloc
可执行文件的基址重定位，基址重定位一般仅Dll需要的
.sdata
相对于全局指针的可被定位的 短的读写数据
.pdata
异常表,包含CPU特定的IAMGE_RUNTIME_FUNTION_ENTRY结构数组，DataDirectory中的IMAGE_DIRECTORY_ENTRY_EXCEPTION指向它.
.didat
延迟装入输入数据，在非Release模式下可以找到

 

 

 

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关于PE文件中那些"地址"

 

这里我就用自己总结的白话来描述

 

虚拟地址(VA)：

在一个程序运行起来的时候，会被加载到内存中，并且每个进程都有自己的4GB，这个4GB当中的某个位置叫做**虚拟地址**，由物理地址映射过来的，4GB的空间，并没有全部被用到。

 

基地址(Imagebase):

磁盘中的文件加载到内存当中的时候可以加载到任意位置，而这个位置就是程序的基址。EXE默认的加载基址是400000h,DLL文件默认基址是10000000h。需要注意的是基地址不是程序的入口点。

 

相对虚拟地址(RVA):

为了避免PE文件中有确定的内存地址，引入了相对虚拟地址的概念。RVA是在内存中相对与载入地址(基地址）的偏移量，所以你可以发现前三个概念的关系：虚拟地址(VA)= 基地址+相对虚拟地址(RVA)

 

文件偏移地址(FOA)：

当PE文件储存在某个磁盘当中的时候，某个数据的位置相对于文件头的偏移量。

 

入口点(OEP)：

首先明确一个概念就是OEP是一个RVA，然后使用OEP +Imagebase ==入口点的VA，通常情况下，OEP指向的不是main函数。

 

 

 

PS:32位的windows系统，各进程会分配4gb的虚拟内存，所以VA范围为00000000-FFFFFFFF

 

 

 

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PE头

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DOS头

 

每个PE文件都是以DOS头开始的，IMAGE_DOS_HEADER 结构如下所示：

（最左边是文件头的偏移量。）

 

IMAGE_DOS_HEADER STRUCT
{
+0h WORD    e_magic//   MZ(4Dh 5Ah)     DOS可执行文件标记
+2h     WORD    e_cblp
+4h WORD    e_cp
+6h WORD    e_crlc
+8h WORD    e_cparhdr
+0ah    WORD    e_minalloc
+0ch    WORD    e_maxalloc
+0eh    WORD    e_ss
+10h    WORD    e_sp
+12h    WORD    e_csum
+14h    WORD    e_ip
+16h    WORD    e_cs
+18h    WORD    e_lfarlc
+1ah    WORD    e_ovno
+1ch    WORD    e_res[4]
+24h    WORD    e_oemid
+26h    WORD    e_oeminfo
+29h    WORD    e_res2[10]
+3ch    DWORD   e_lfanew//  RVA     指向PE文件头
} IMAGE_DOS_HEADER ENDS

需要关注的点是结构体的第一个和第二个元素。

 

 e_magic: DOS头的标记位，值为 4D5Ah 。ASCII为 ”MZ“ ，判断一个文件是否为PE文件是会用。

 

 e_lfanew: 这是一个RVA，代表了PE文件头到基址的偏移量，我们可以用它来找到PE文件头的位置。

 

我们用010editor打开一个exe文件：

 

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PE文件头

IMAGE_NT_HEADERS STRUCT 结构体

 

IMAGE_NT_HEADERS STRUCT
{
+0h       DWORD    Signature
+4h       IMAGE_FILE_HEADER    FileHeader
+18h      IMAGE_OPTIONAL_HEADER32   OptionalHeader
} IMAGE_NT_HEADERS ENDS

Signature 字段

在一个PE文件中Signature字段被设置为 4550h ,ASCII码为 ”PE00“ 。如上图所示。

 

IMAGE_FILE_HEADER 结构体

structIMAGE_FILE_HEADER
{
WORD Machine;//运行平台
WORD NumberOfSections;//区块表的个数
DWORD TimeDataStamp;//文件创建时间，是从1970年至今的秒数
DWORD PointerToSymbolicTable;//指向符号表的指针
DWORD NumberOfSymbols;//符号表的数目
WORD SizeOfOptionalHeader;//IMAGE_NT_HEADERS结构中OptionHeader成员的大小，对于win32平台这个值通常是0x00e0
WORD Characteristics;//文件的属性值
}

 

在010 Editor上查看一下：

 

 

 

IMAGE_OPTIONAL_HEADER 结构体

typedefstruct_IMAGE_OPTIONAL_HEADER
{
//
// Standard fields.  
//
+18h    WORD    Magic;// 标志字, ROM 映像（0107h）,普通可执行文件（010Bh）
+1Ah    BYTE    MajorLinkerVersion;// 链接程序的主版本号
+1Bh    BYTE    MinorLinkerVersion;// 链接程序的次版本号
+1Ch    DWORD   SizeOfCode;// 所有含代码的节的总大小
+20h    DWORD   SizeOfInitializedData;// 所有含已初始化数据的节的总大小
+24h    DWORD   SizeOfUninitializedData;// 所有含未初始化数据的节的大小
+28h    DWORD   AddressOfEntryPoint;// 程序执行入口RVA
+2Ch    DWORD   BaseOfCode;// 代码的区块的起始RVA
+30h    DWORD   BaseOfData;// 数据的区块的起始RVA
//
// NT additional fields.    以下是属于NT结构增加的领域。
//
+34h    DWORD   ImageBase;// 程序的首选装载地址
+38h    DWORD   SectionAlignment;// 内存中的区块的对齐大小
+3Ch    DWORD   FileAlignment;// 文件中的区块的对齐大小
+40h    WORD    MajorOperatingSystemVersion;// 要求操作系统最低版本号的主版本号
+42h    WORD    MinorOperatingSystemVersion;// 要求操作系统最低版本号的副版本号
+44h    WORD    MajorImageVersion;// 可运行于操作系统的主版本号
+46h    WORD    MinorImageVersion;// 可运行于操作系统的次版本号
+48h    WORD    MajorSubsystemVersion;// 要求最低子系统版本的主版本号
+4Ah    WORD    MinorSubsystemVersion;// 要求最低子系统版本的次版本号
+4Ch    DWORD   Win32VersionValue;// 莫须有字段，不被病毒利用的话一般为0
+50h    DWORD   SizeOfImage;// 映像装入内存后的总尺寸
+54h    DWORD   SizeOfHeaders;// 所有头 + 区块表的尺寸大小
+58h    DWORD   CheckSum;// 映像的校检和
+5Ch    WORD    Subsystem;// 可执行文件期望的子系统
+5Eh    WORD    DllCharacteristics;// DllMain()函数何时被调用，默认为 0
+60h    DWORD   SizeOfStackReserve;// 初始化时的栈大小
+64h    DWORD   SizeOfStackCommit;// 初始化时实际提交的栈大小
+68h    DWORD   SizeOfHeapReserve;// 初始化时保留的堆大小
+6Ch    DWORD   SizeOfHeapCommit;// 初始化时实际提交的堆大小
+70h    DWORD   LoaderFlags;// 与调试有关，默认为 0
+74h    DWORD   NumberOfRvaAndSizes;// 下边数据目录的项数，这个字段自Windows NT 发布以来一直是16
+78h    IMAGE_DATA_DIRECTORY DataDirectory[IMAGE_NUMBEROF_DIRECTORY_ENTRIES];
// 数据目录表
} IMAGE_OPTIONAL_HEADER32, *PIMAGE_OPTIONAL_HEADER32;

重要的有：

AddressOfEntryPoint: 也就是上文提到的OEP，程序源入口点。

 

ImageBase: 默认加载基址。

 

SectionAlignment: 内存当中的块对齐数，一般为0x1000。

 

FileAlignment:磁盘当中块对齐数，一般为0x200。

 

SizeOfHeaders:所有头部大小 也就是DOS头 文件头 以及区块头的总大小，文件主体相对文件其实的偏移。

 

IMAGE_DATA_DIRECTORY DataDirectory[IMAGE_NUMBEROF_DIRECTORY_ENTRIES]：数据目录表，保存了各种表的RVA及大小。

来看一下数据目录的定义：

IMAGE_DATA_DIRECTORY STRUCT
VirtualAddress    DWORD       ?   ; 数据的起始RVA
Size             DWORD       ?   ; 数据块的长度
IMAGE_DATA_DIRECTORY ENDS

 

 

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最后附上pe文件格式的脑图

 

 

posted @ 2019-04-22 11:36 卿先生 阅读(...) 评论(...) 编辑 收藏