[系统安全] 七.逆向分析之PE病毒原理、C++实现文件加解密及OllyDbg逆向
您可能之前看到过我写的类似文章，为什么还要重复撰写呢？只是想更好地帮助初学者了解病毒逆向分析和系统安全，更加成体系且不破坏之前的系列。因此，我重新开设了这个专栏，准备系统整理和深入学习系统安全、逆向分析和恶意代码检测，“系统安全”系列文章会更加聚焦，更加系统，更加深入，也是作者的慢慢成长史。换专业确实挺难的，逆向分析也是块硬骨头，但我也试试，看看自己未来四年究竟能将它学到什么程度，漫漫长征路，偏向虎山行。享受过程，一起加油~
系统安全系列作者将深入研究恶意样本分析、逆向分析、攻防实战和Windows漏洞利用等，通过在线笔记和实践操作的形式分享与博友们学习，希望能与您一起进步。前文介绍了条件语句和循环语句源码还原及流程控制逆向。这篇文章将分享勒索病毒，通过编写程序实现获取Windows系统目录文件，并对其进行加密和解密的过程；第二部分详细讲解了OllyDbg和在线沙箱的逆向分析过程。希望对入门的同学有帮助。
话不多说，让我们开始新的征程吧！您的点赞、评论、收藏将是对我最大的支持，感恩安全路上一路前行，如果有写得不好的地方，可以联系我修改。基础性文章，希望对您有所帮助，作者的目的是与安全人共同进步，加油！也强烈推荐大家去看看参考文献的视频和书籍。
文章目录
- 一.PE病毒和WannaCry勒索蠕虫
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- 1.PE病毒
- 2.PE病毒的分类
- 3.勒索病毒
- 二.获取系统文件及加密处理
- 三.OllyDbg和在线沙箱逆向分析
-
- 1.OllyDbg分析
- 2.在线沙箱分析
- 四.总结
作者的github资源：
- 系统安全：https://github.com/eastmountyxz/SystemSecurity-ReverseAnalysis
- 网络安全：https://github.com/eastmountyxz/NetworkSecuritySelf-study
前文分析：
- [系统安全] 一.什么是逆向分析、逆向分析基础及经典扫雷游戏逆向
- [系统安全] 二.如何学好逆向分析及吕布传游戏逆向案例
- [系统安全] 三.IDA Pro反汇编工具初识及逆向工程解密实战
- [系统安全] 四.OllyDbg动态分析工具基础用法及Crakeme逆向破解
- [系统安全] 五.OllyDbg和Cheat Engine工具逆向分析植物大战僵尸游戏
- [系统安全] 六.逆向分析之条件语句和循环语句源码还原及流程控制
- [系统安全] 七.逆向分析之PE病毒原理、C++实现文件加解密及OllyDbg逆向
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。
一.PE病毒和WannaCry勒索蠕虫
1.PE病毒
什么是PE病毒？
PE病毒是以Windows PE程序为载体，能寄生于PE文件或Windows系统的病毒程序。PE病毒数量非常之多，包括早起的CIH病毒，全球第一个可以破坏计算机硬件的病毒，它会破坏主办的BIOS，对其数据进行擦写修改。再比如熊猫烧香、机器狗等等，其危害非常之大。
什么叫感染？
说到病毒，不得不提感染。感染是指在尽量不影响目标程序（系统）正常功能的前提下，而使其具有病毒自身的功能。什么叫病毒自身的功能呢？一个病毒通常包括如下模块：
- 感染模块： 被感人程序同样具备感染能力
- 触发模块： 在特定条件下实施相应的病毒功能，比如日期、键盘输入等
- 破坏模块
- 其他模块
CIH病毒
CIH病毒是一种能够破坏计算机系统硬件的恶性病毒。这个病毒产自TW，原集嘉通讯公司工程师陈盈豪在其于TW大同工学院念书期间制作。最早随国际两大盗版集团贩卖的盗版光盘在欧美等地广泛传播，随后进一步通过网络传播到全世界各个角落。CIH的载体是一个名为“ICQ中文Chat模块”的工具，并以热门盗版光盘游戏如“古墓奇兵”或Windows95/98为媒介，经互联网各网站互相转载，使其迅速传播。目前传播的主要途径主要通过Internet和电子邮件，当然随着时间的推移，其传播主要仍将通过软盘或光盘途径。
CIH病毒曾入榜全球十大计算机病毒之首，该病毒引起了许多重要部门的严密关注，其原因不言而喻。如果指挥、通信、政务等系统受到了CIH病毒的威胁甚至破坏，其后果不堪设想。
如果我们要编写PE病毒，则需要掌握以下的关键：
- 病毒的重定位
- 获取API函数地址
- 文件搜索
- 内存映射文件
- 病毒如何感染其他文件
- 病毒如何返回到Host程序
2.PE病毒的分类
以感染目标进行分类，包括：
(1) 文件感染
将代码寄生在PE文件，病毒本身只是PE文件的一部分，依赖于感染目标，通常也叫HOST文件，控制权获得也是以目标程序运行来获得的。分为：
- 传统感染型：以Win32汇编程序编写为主
- 捆绑释放型：编写难度较低，通过高级语言均可编写，将目标程序和病毒程序捆在一起，和捆绑器有相似之处
(2) 系统感染
将代码或程序寄生在Windows操作系统，该类病毒越来越多，它不感染具体文件，但是它会在操作系统中保存自己的实体。同时也可以通过系统启动的方法来获取控制权。传播途径包括：
- 即时通信软件，如QQ尾巴
- U盘、光盘
- 电子邮件
- 网络共享
- 其他途径
推荐作者前文：
- Windows PE病毒原理、分类及感染方式详解
3.勒索病毒
勒索病毒主要功能是遍历电脑上所有文件，并且用加密算法加密，然后把加密密钥发送到自己的邮箱里，弹出对应的窗口勒索从而解密。典型的是WannaCry病毒，作者在“网络安全自学篇”中详细介绍过它的分析过程，也推荐大家去学习。
- WannaCry勒索病毒复现及分析（四）蠕虫传播机制全网源码详细解读
2017年5月12日，WannaCry蠕虫通过永恒之蓝MS17-010漏洞在全球范围大爆发，感染大量的计算机。WannaCry勒索病毒全球大爆发，至少150个国家、30万名用户中招，造成损失达80亿美元，已影响金融、能源、医疗、教育等众多行业，造成严重的危害。
WannaCry是一种“蠕虫式”勒索病毒软件，由不法分子利用NSA泄露方程式工具包的危险漏洞“EternalBlue”（永恒之蓝）进行传播。该蠕虫感染计算机后会向计算机中植入敲诈者病毒，导致电脑大量文件被加密。
WannaCry利用Windows系统的SMB漏洞获取系统的最高权限，该工具通过恶意代码扫描开放445端口的Windows系统。被扫描到的Windows系统，只要开机上线，不需要用户进行任何操作，即可通过共享漏洞上传WannaCry勒索病毒等恶意程序。
WannaCry利用永恒之蓝漏洞进行网络端口扫描攻击，目标机器被成功攻陷后会从攻击机下载WannaCry木马进行感染，并作为攻击机再次扫描互联网和局域网的其他机器，行成蠕虫感染大范围超快速扩散。
木马母体为mssecsvc.exe，运行后会扫描随机IP的互联网机器，尝试感染，也会扫描局域网相同网段的机器进行感染传播，此外会释放敲诈者程序tasksche.exe，对磁盘文件进行加密勒索。
木马加密使用AES加密文件，并使用非对称加密算法RSA 2048加密随机密钥，每个文件使用一个随机密钥，理论上不可PJ。同时@[email protected]显示勒索界面。其核心流程如下图所示：
WannaCry勒索病毒主要行为是传播和勒索。
- 传播：利用基于445端口的SMB漏洞MS17-010(永恒之蓝)进行传播
- 勒索：释放文件，包括加密器、解密器、说明文件、语言文件等；内存加载加密器模块，加密执行类型文件，全部加密后启动解密器；解密器启动后，设置桌面背景显示勒索信息，弹出窗口显示付款账号和勒索信息
二.获取系统文件及加密处理
前面第一部分简单普及了病毒和勒索的基本概念，它们都与感染、加密、解密、传播、勒索等关键词密切相关，接下来我将带着大家实现最简单的系统文件加密及解密功能。只有掌握了这些基本知识，才能更好地服务于我们的逆向分析工程。
注意：这里仅允许大家加密自己电脑的文件夹并且在虚拟机中进行实验，不要去恶意损坏他人的计算机设备，一切破坏和攻击行为后果自负。
假设桌面存在如下图所示的文件“文件夹加密”，我们需要获取其信息再进行文件遍历及加密操作。
- 操作系统API
- 加密算法
- 解密算法
PS：建议大家创建一个新的文件夹，并复制一些无效文件进去测试。
第一步，创建Windows控制台程序。
第二步，在编写一个简单的加密函数前，首先需要创建文件并执行打开、读写操作。
#include 运行结果如下图所示：
注意，如果提示传递参数不兼容需要进行如下设置。
- 高级字符级处：设置编码方式为“使用多直接字符集”
- C++语言处：设置符合模式为“否”
同时，如果提示错误“error C4996: ‘fopen’: This function or variable may be unsafe. ”，则因为VS认为fopen函数是不安全的，需要如下设置：
- 取消安全开发生命周期SDL检查设置
第三步，计算文件大小，该文件共35个字节。
基本流程为：
- 设置光标（文件内容指针）到文件末尾
- 计算光标位置距离文件头字节数
- 设置光标位置到文件头
#include 输出结果如下图所示：
第四步，循环插入字节实现简单的加密。
如果我们在进行文件操作时，遇到权限不够的情况，需要进行相关提权操作，再进行加密处理。核心函数如下：
- jiami：自定义函数读取文件，每个一个字符添加一个a，实现文件简单加密操作
//文件加密函数 参数-文件名字
void jiami(char* fileName)
{
FILE* fp = NULL; //文件指针变量
int size = 0; //文件大小
//1.打开文件
fp = fopen(fileName, "r+"); //打开可读写的文件
if (NULL == fp) {
printf("打开文件失败\n");
return;
}
printf("打开 %s 文件成功!\n", fileName);
//2.获取文件大小
fseek(fp, 0, SEEK_END); //设置光标到文件末尾
size = ftell(fp); //计算光标位置距离文件头字节数
fseek(fp, 0, SEEK_SET); //设置光标位置到文件头
printf("文件大小为：%d字节！\n", size);
//3.获取文件所有内容
char* tmp;
int read_size;
tmp = (char*)malloc((size + 1) * sizeof(char));
read_size = fread(tmp, sizeof(char), size, fp);
tmp[size] = '\0';
//printf("读取字符串为：%s %d %d\n", tmp, read_size, strlen(tmp));
//4.每隔一个字节插入一个字节数据
char ch;
char code = 'a';
char* pTxt;
FILE* fpw = fopen("ddd.txt", "w"); //写入文件
pTxt = (char*)malloc(sizeof(char) * (strlen(tmp) * 2 + 1));
for (int i = size; i >= 0; i--) {
ch = tmp[i];
if (i != 0) {
pTxt[2 * i] = ch;
pTxt[2 * i - 1] = code;
}
else {
pTxt[2 * i] = ch;
}
//printf("%d %c %c\n", i, ch, pTxt[2 * i - 1]);
}
pTxt[size * 2] = '\0';
printf("操作后字符串：%s %d\n", pTxt, strlen(pTxt));
fwrite(pTxt, sizeof(char), size * 2, fpw);
//保存关闭
fclose(fp);
fclose(fpw);
return;
}
运行程序后，我们打开test.txt查看如下，发现一个简单的加密或扰乱完成，变成了一堆乱码。当加密函数写好之后，我们接着需要编写一个遍历文件夹的函数，实现对整个目录进行加密处理。
再次强调：大家只能加密自己电脑的文件夹并且在虚拟机中进行实验，不要去恶意损坏他人的计算机设备。
第五步，编写遍历文件夹函数。
通常遍历文件夹采用的是递归方法，依次遍历某个目录的文件夹，深度搜索文件夹中的内容，如果是文件就加密，如果是文件夹就继续深度搜索，直至找到文件依次返回，从而实现整个目录的文件遍历。
//遍历文件夹找到每个文件 参数-文件夹名字
void findFile(char* pathName)
{
/* 禁止加密他人计算机,一定只能对指定目录加密,尤其不能对C盘加密 */
//设置要找的文件名 通配符实现
char findFileName[256];
memset(findFileName, 0, 256); //清空数组
sprintf(findFileName, "%s\\*.*", pathName);
printf("要找的文件名是：%s\n", findFileName);
return;
}
int main()
{
//jiami("C:\\Users\\xiuzhang\\Desktop\\文件夹加密\\test.txt");
//获取当前文件夹
char buff[256] = {
0 };
GetCurrentDirectory(256, buff);
printf("当前目录是：%s\n\n", buff);
return 0;
}
上述代码通过自定义函数遍历文件夹，同时调用API函数获取当前目录，核心函数为：
- GetCurrentDirectory：Windows API获取当前目录
- findFile：自定义函数调用通配符*获取指定目录所有文件
输出结果如下图所示：
第六步，进一步完善遍历文件夹递归调用函数。
- 调用FindFirstFile函数获取目录下第一个文件
- 如果找到第一个文件，则循环调用FindNextFile函数获取下一个文件
- 如果找到的是文件夹，则拼接新的文件夹路径继续递归遍历文件
#include 在写代码过程中，我们一定要学会边写边调试，或者称为打桩输出，而不是一写到底最后来慢慢修改。此时运行程序，它输出遍历当前目录的文件夹结果如下图所示，为什么会一直在递归呢？
注意这里的 “.” 代表当前文件夹，所以需要过滤掉该点，否则陷入无限递归。
- findData.cFileName[0] != ‘.’
最终运行结果如下图所示，将当前文件夹内所有内容显示出来。
比如Debug文件夹中内容，和我们的获取结果是一一对应的。
第七步，实现文件加密功能。
作者将文件夹改为指定的目录，再次强调虚拟机中运行或者指定某个不重要的文件夹进行测试。具体修改是在findFile函数中增加了jiami函数的调用。
注意： 使用二进制打开可以复制大型文件如.exe文件、音频视频文件等，所以文件操作改为“rb”和“wb”。由于某些文件会很大，我们文件读写换了一种操作，按字符读入及写入。每一种写法和优化都是有原因的，这个过程需要你去慢慢琢磨，包括逆向分析也一样，操作系统或编译器、恶意代码为什么这么优化，我们都需要慢慢去分析。
完整代码如下：
#include 最终实现效果如下图所示：
指定目录的所有文件已经被加密，图片已经不能显示、EXE程序也不能执行。
图片打开提示“图片错误，无法打开”，EXE程序也无法执行。
接着我们用010editor软件打开加密文件，具体的内容显示如下图所示：
注意，某次执行代码没修改加密文件夹，将VS当前目录全部加密，工程直接奔溃，最终重新创建工程，所以大家仅能试试指定目录来学习加密和解密原理知识。
第八步，编写解密功能。
当我们中了勒索病毒，就需要解密，这里我们简单给大家编写一个解密函数。当然，真实环境中，MD5、hash、SHA-1都是比较常用的加密算法。解密文件写有两种方法：
- 全部读入内存，修改后重新存入文件
- 边读边写到另一新建文件，要修改的部分修改后存入新建文件，其他部分原封不动写入，写完删掉原先文件，并将这个新的改为删掉那个的名字
这里由于作者知道加密规则，则进行单个字符奇偶判断写入的处理，代码如下：
#include 最终成功还原代码，图片和EXE程序又能运行了！
但是遗憾的是，在文本中涉及中文字符，仍然出现了部分乱码？哈哈！^ _ ^ 大家告诉我怎么处理呢？感觉需要中文字符两字节判断操作，但也不影响这篇文章分享的加密与解密基础知识。甚至你还可以做一个界面，包含加密按钮和解密按钮，融合Hash、MD5各种算法进行相关操作，这里仅采用命令行的形式告诉大家原理，希望对您有所帮助。
对比下加密文件：
三.OllyDbg和在线沙箱逆向分析
1.OllyDbg分析
接着我们通过OD打开加密的EXE程序，对其进行简单的逆向分析，显示如下图所示。可以看到有很多CC指令，这是VS2019的一些措施，接着我们尝试简单分析。
- 模块入口点：0x009E13C5
第一步，右键选择“查找”->“当前模块中的名称”，我们尝试查看该EXE执行的函数。
我们可以看到调用的Win32 API函数，如下图所示，调用FindFirstFileA和FindNextNextA函数，应该是在遍历文件目录。同时，包括了文件操作函数fopen、fseek、ftell、memset、fgetc、fputc等。同时包括了一些线程和进程相关的函数。
第二步，选中该函数右键点击“在每个参考上设置断点”。
接着进入对应断点位置进行调试，设置断点函数一般为文件操作、API操作、数据显示等。
第三步，另一种方法是选择“所有模块间的调用”，查看调用的函数信息。
显示结果如下图所示，包括我们使用的FindNextFileA、FindFirstFileA函数，属于Kernel32中；也有Sleep睡眠函数，以及文件操作fopen、fseek、fgetc等。
第四步，我们选中某个函数右键即可设置断点，比如FindNextFileA和FindFirstFileA函数，接着按下B键可以看到已经设置的断点信息。
第五步，接着选中断点选择“反汇编窗口中跟随”。
可以看到对应断点FindNextFileA位置，这是逆向分析对指定模块进行分析的常用方法。
接着按下F9调试程序，然后停在断点位置，再按下F7进入断点单步调试恶意样本的核心模块，比如该函数获取的参数即为“C:\User\xxxxx\Desktop\文件夹加密”，这就看到了打开该文件夹的目录。
接续调试我们可以看到参数传递，字符串拼接、睡眠函数等内容，重点是我们要通过CALL分析进入到加密函数中，然后去分析加密的算法从而实现逆向PJ。
程序运行结果如下图所示，我们可以结合输出的结果进行每个功能模块的分析及逆向。
最终，一个简单的逆向分析过程讲解完毕！最重要的是我们通过自己编写加密解密算法，然而再对其进行分析，从而加深我们初学者学习逆向的经验，这里提出几个问题供大家和我思考。
- OD逆向怎么判断恶意样本（PE文件）执行或检测了哪些文件
- OD逆向怎么判断恶意样本（PE文件）是否具有注册表操作、系统进程获取、屏幕截屏等操作
- OD逆向怎么判断恶意样本（PE文件）的网络操作，IP地址、邮箱、域名访问请求情况
- OD逆向怎么判断恶意样本（PE文件）是否具有蠕虫传播感染功能
- 怎么溯源一个恶意样本
2.在线沙箱分析
在恶意样本逆向分析中，在线平台给我们提供了强大支撑，我们拿到一个样本之后可以先对其进行在线监测。其操作比较简单，就是将恶意样本上传至指定在想网址即可。常见的在线沙箱分析包括：
- virustotal沙箱：https://www.virustotal.com/
- 360沙箱：https://ti.qianxin.com/
- Cuckoo沙箱：https://cuckoo.cert.ee/
- 微步沙箱：https://s.threatbook.cn/
我们以 virustotal沙箱为例，打开主页如稀土所示，点击“choose file”，上传我们的勒索exe文件。
结果从72个在线引擎中扫描出4个是恶意样本的引擎，如下图所示：
我们可以看到该样本的基本信息，包括MD5、SHA-1等。
接着是文件历史信息以及PE文件节点信息。
下面有一个重点，是该文件的导入函数信息，在Imports中显示，主要包括：
- KERNEL32.dll
- VCRUNTIME140D.dll
- ucrtbased.dll
ucrtbased.dll主要包括的文件操作如下图所示，比如fopen、fputc、system、rename等函数。
如果该样本有恶意家族关联，它也能给出相应的信息。
四.总结
写到这里，这篇文章就介绍完毕，希望对您有所帮助，最后进行简单的总结下。
- PE病毒和WannaCry勒索蠕虫
PE病毒
PE病毒的分类
勒索病毒 - 获取系统文件及加密处理
- OllyDbg逆向分析
学安全一年，认识了很多安全大佬和朋友，希望大家一起进步。这篇文章中如果存在一些不足，还请海涵。作者作为网络安全初学者的慢慢成长路吧！希望未来能更透彻撰写相关文章。同时非常感谢参考文献中的安全大佬们的文章分享，深知自己很菜，得努力前行。
作者的github资源：
- 系统安全：https://github.com/eastmountyxz/SystemSecurity-ReverseAnalysis
- 网络安全：https://github.com/eastmountyxz/NetworkSecuritySelf-study
很多朋友问我如何学逆向分析？
下面给出推荐的学习路线和安全书籍。软件逆行其实就是搬砖活，你需要的是任性和基本功。可能大佬们会有很多技巧，但我希望你能扎扎实实去躺过那些坑，会看懂代码，会写代码，然后IDA和OD工具（倚天屠龙）用好，每天泡在代码中，肯定能行的。你应该这样学习：
- 1.多敲代码，重视实战；
- 2.程序不是写出来的，是调出来的；
- 3.根据自己兴趣和市场需求做一定规模的项目。
最后给出了这一年我在网络安全、系统安全和机器学习看过的书，如果你想把AI更好的融入安全领域，看看这些书籍还是挺不错，我也厚着脸皮把自己写的两本Python数据分析书放了进来，哈哈~
网络安全：
系统安全：
AI+安全：
编程没有捷径，逆向也没有捷径，它们都是搬砖活，少琢磨技巧，干就对了。什么时候你把攻击对手按在地上摩擦，你就赢了，也会慢慢形成了自己的安全经验和技巧。加油吧，少年希望这个路线对你有所帮助，共勉。
2020年8月18新开的“娜璋AI安全之家”，主要围绕Python大数据分析、网络空间安全、人工智能、Web渗透及攻防技术进行讲解，同时分享CCF、SCI、南核北核论文的算法实现。娜璋之家会更加系统，并重构作者的所有文章，从零讲解Python和安全，写了近十年文章，真心想把自己所学所感所做分享出来，还请各位多多指教，真诚邀请您的关注！谢谢。
（By：Eastmount 2020-12-25 周五夜于武汉 https://blog.csdn.net/Eastmount)
参考资料：
真心推荐大家好好看看这些视频和文章，感恩这些大佬！
- https://www.bilibili.com/video/BV17t411C79t
- https://www.bilibili.com/video/BV1J5411x7qz