C++写壳详解之基础篇

之前在15PB学习,写了一个基于Windows平台对PE文件加壳的项目,经过一个月的缓冲,在这决定复习总结及分享下的我的心得。主要工具: 010Editor、VS2017、x64dbg、LordPE、OD

实验平台:win10 64位

实现功能:加壳,压缩,对代码段加密。

一、加壳原理

要想弄明白怎么对PE文件加壳,首先需要对PE文件比较熟悉,而最快的熟悉PE文件的方法就是自己写一个PE解析工具和写壳了。

先只用工具010Editor完成一个手工加壳,那么就明白加壳的原理了。

首先进行手工加壳先用VS随便生成一个exe文件,我们使用它进行实验。

可以先使用010Editor、LordPE、OD等工具查看节区个数,我实验程序的原始区段(节区)个数是8个。

1.给PE文件添加一个新区段修改文件头的NumberOfSection

使用010Editor打开测试程序,按alt+4出现一个模板菜单找到NumberOfSection把该数字加1,这里改为了9。

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2. 设置新的区段头添加保存之后, 重新运行010Editor的模板(或者重启010),区段就增加了一个。

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设置整个新增加的区段的数据,主要需要设置的字段如下:

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1.区段名(可选)

2.区段数据的实际字节数Misc.VirtualSize

3.区段的VirtualAddress(区段数据在内存中的RVA),此值必须是: 上一个区段的VirtualAddress + 上一个区段经内存对齐粒度对齐后的大小(内存对齐大小是0x1000的整数倍)

4.区段以文件对齐粒度对齐后的大小SizeOfRawData(文件对齐大小是0x200的整数倍)

5.区段的PointerToRawData(区段数据在文件中的偏移),此值必须是:上一个区段的PointerToRawData + 上一个区段的SizeOfRawData

6.区段属性主要设置区段为可读可写可执行如下图

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对比上一个区段修改新添加的区段里的字段。

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3.添加区段数据区段头内容虽然设置好了,但真正重要的区段里的数据还需要插入到文件中,以扩充文件的大小,因为区段头只是一个相当于目录的存在,如果只有目录而没有内容,就会造成这个文件成为一个无效的PE文件。

把010Editor里的数据页滚动到最下面按Ctrl+shift+i添加200h个(16进制)字节

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4. 修改PE文件的扩展头的SizeofImage现在PE文件已经被扩充了大小,扩展头中的映像大小必须更新,否则当PE文件加载到内存后,新区段的数据将无法得到正常加载。

这个字段的值记录的是一个PE文件在内存中的大小,可以将之设置为: 最后一个区段在内存中的位置 + 最后一个区段在内存中的大小,即:

OptionalHeader.SizeofImage = 最后一个区段.VirtualAddress + 最后一个区段.SizeOfRawData按内存对齐粒度对齐的大小

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保存之后,运行该程序,就能正常运行(中间某些环节操作错了就会导致该文件无法正常运行)到此添加区段成功了。那么加壳也就成功了90%,这个新区段之后称为壳代码段。

5.添加壳代码先找到扩展头的DLL属性字段,去掉随机基址,把40 81改为 00 81后保存。

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在这里为了方便,就使用LordPE来操作剩下的步骤了,先记录原始的OEP入口点为11055,把他改为新区段的RVA 1F000然后点击保存。

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然后再使用OD打开,进入到入口点就是41F000,因为默认加载基址是0x400000, 发现全是00 00 00的字节,没用内容。把第一行代码改为跳转到原来的入口点jmp 0x411055,然后打一个补丁,程序就能正常运行了。

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这就是一个完整的壳流程了,虽然这个壳的内容只有一条跳转到原入口点的代码,但万丈高楼平地起。基础的东西弄懂了后面才能少遇见一些坑!

二、为什么用C++写壳?

我的答案是简单、便捷、方便新手入门。

很多常见的壳都用汇编写的,确实,汇编确实可以写出很多短小精悍、骚操作的代码,这是C++所没有的,但是C++支持内联汇编,在一定程度上弥补了它的不足。

使用DLL动态库文件保存壳代码,我们称它为存根部分(stub),直接把这个文件里的内容移植到我们新添加的区段里面,因为PE文件涉及到重定位,而DLL也是一个PE文件,移植后里面的数据就变得很容易修复了。

三、C++加壳流程

1.处理加壳程序在加壳过程中,有一个加壳器程序和stub.dll两个文件,加壳器程序会把原文件(要加壳的文件)以文件方式读取到堆内存,它还是以文件对齐粒度(200h)对齐的,而stub.dll是以不处理的方式读取到了内存中,它是以内存粒度(1000h)对齐的。

使用LoadLibraryExA加载DLL并且第三个参数使用DONT_RESOLVE_DLL_REFERENCES的时候,他就不会对这个文件进行重定位等操作,是以原始形态加载到内存。

再自定义一个共享头文件share.h,这个文件保存一些加壳程序和stub.dll中都会用到的一些数据,封装的函数,及共用的结构体!

流程如下:

1.使用加壳器给被加壳程序添加新区段。

2.加密/压缩被加壳程序。

3.将stub的代码段移植到新区段。

4.将被加壳程序的OEP记录到share.h中。

5.将被加壳程序的EP设置到新区段。

6.去掉随机基址

7.保存为新文件。

移植数据到新区段,把整个stub.dll的代码段.text移植到目标文件新添加的区段中,这样就完成了最简单加壳操作。

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当然事实上并没有那么简单,stub.dll里的.text段里面的数据需要先进行重定位修复,修复完成后再移植过去,这样壳区段才能正常运行起来。

首先根据stub.dll的重定位表获取出stub.dll中.text段需要重定位的数据,然后把该数据

1减去原始基址

2减去原始代码段Rva

3加上新基址(exe目标文件)

4加上新Rva    (exe中新添加的区段RVA)   

用C++写代码,首先封装了很多常用的函数,如获取DOS头和NT头,区段头等。这样会节省后面大量敲代码的时间。

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例如获取NT头:

auto pNt = (PIMAGE_NT_HEADERS)GetNtHeader(pBase);

C++里auto的功能是自动获取后面数据类型,这也体现了C++的强大之处。

完整重定位代码:

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现在只是暂时搭建一个壳框架所以先不处理随机基址的问题,所以要去掉随机基址,后期再来解决随机基址的问题。

2.处理stub.dll配置stub工程

将工程设置release版本,如果不想代码被优化,可以禁止优化。

大概流程如下:

将数据段,只读数据段和代码段进行合并

编写代码获取API的地址

加入混淆指令,反调试

解密/解压缩

加密IAT等等

之后会把存根文件stub.dll的.data,.rdata这2个区段合并到.text段并设置为可读可写可执行属性,需要前置代码

根据之前说的已经知道壳区段就是新添加的区段了,里面将保存移植过来的stub的.text段里的所有内容,称之为壳代码。

而使用壳代码的时候要注意,因为加完壳后,在壳代码中无法使用导入表,因此,需要自己动态获取需要使用的API函数的地址。

只要获取到LoadLibraryExA和GetProcAddress两个函数的地址,我们就可以根据LoadLibraryExA来获取任意模块dll的基地址,再使用GetProcAddress函数获取到任意API函数的地址了。

根据kernel32基址可获取到GetProcAddress地址。

下面是我获取kernel32基址的内联汇编代码。

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然后是获取GetProcAddress函数的汇编代码,可以使用C语言方式获取,但我觉得用汇编写,它就这样赤裸裸呈现,能更加清晰的了解找到一个函数地址的过程。

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它在运行原代码之前先运行了壳代码,测试成功。

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四、代码段加密

我们在逆向破解的时候通常第一方法是找到关键字符串,关键代码等,他们都是存在于代码段的,那么只要把代码段进行加密,这种方式就不可行了。

先在加壳器中加密,这使用简单的亦或加密。

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再到壳代码里解密,自己写了一个对比字符串的函数。

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五、压缩

压缩是一个比较复杂的过程,对于一个主要功能的加密的壳来说,压缩也有一定的加密效果,如果使用了一些加密库加密,即使你压缩了,会发现加壳后的文件比没加壳之前还要大!

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这说一下压缩大概思路,首先不能压缩头部,考虑到后面要处理TLS,还有一个程序的图标在资源段,所以不压缩这两个段。

在加壳器中把原文件的中除了.tls和.rsrc段的其他段的数据一个一个的按顺序取出来,然后拼接在一起,然后对这份拼接后数据进行一个整体的压缩,之后需要再添加一个区段专门用于存放压缩后的数据,这个过程中,需要把压缩后的区段的文件偏移和文件大小都清零,如下图所示,把.tsl段和.rsrc段移动到头部的后面。

值得注意的是没有处理TLS时要把TLS表的RVA和大小清零,TLS在数据目录表的第九项。

运行时,先在壳代码中进行解压缩,再解密,然后程序就能正常运行了。

到此一个简单的加密压缩壳就完成了,在这个过程中实际出现了很多bug,因为涉及到DLL文件无法用VS调试,  所以使用OD或者x64dbg进行调试,推荐使用x64dbg(x32dbg),这个软件一直在更新,而且字符串提示更友好,更方便快捷。OD主要用于脱壳破解,逆向还是x64dbg更方便。

最后再说一下VS2017使用配置:

有2个工程文件 一个是加壳器,一个是sutb。

加壳器使用x32debug编译

sutb使用x32Release编译

找到工程所在文件夹,新建一个bin目录,把这两个工程属性中的输出目录改为bin,这样操作起来方便一些,不改也行,但是加载stub时路径就要填写正确才行。

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一个壳的基本框架就搭建完成了,而加壳主要是为了防止被别人破解,所以接下来就可以执行加密操作了,下一次再说说IAT加密,Hash加密,动态解密,反调试等技术吧。

附上源码,源码里没有压缩,之后再发吧。

本文由看雪论坛  九阳道人 原创

原文链接:https://bbs.pediy.com/thread-250960.htm

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