基于VC平台下C++反汇编与逆向分析研究——No.1

时间:2023-02-11 23:41:06

首先感谢小生我怕怕大神,这个是他的随笔,作为一个业余爱好者,确实挺喜欢这门技术,所以做了这个系列的转载,后面会慢慢更新!

不过时间有限,一边考研,为了给自己枯燥的生活带来点乐趣,故选择随便看些东西!


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分析环境:WIN7sp1
所用工具:VC++6.0/OllyDBG/IDA
适用人群:有一定计算机基础,熟悉C/C++编程,熟悉X86系列汇编/了解OD/IDA等调试工具使用,对逆向安全有极大兴趣者!
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开篇前言:

       1.何为反汇编?简单来说就是通过读取可执行文件的二进制代码,将其还原为汇编代码的过程。

   
       2.何为逆向分析? 再简单来说就是在只有可执行文件汇编代码的情况下,利用逆向思维来还原程序本身的意图和行为等。

       3.两者的用处?主要用于软件破解、WG分析、病毒分析、漏洞分析、软件逆向、软件汉化、底层技术等领域。

(注:逆向工程分析不仅仅是一门学科,还是一门艺术,逆向的艺术!想战胜它往往需要极大费精力、时间、毅力等。这其中还涉及密码学、社会工程学、数学算法,以及软件工程、网络通讯、操作系统底层及硬件等,但付出总是和回报成正比...)

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正文部分:

本帖隐藏的内容

首先了解下VC的两种编译方式:Debug和Relese 也就是我们常说的调试版和发布版,那具体这两种编译方式有什么区别呢?往下面看:
       Debug 通常称为调试版本,它包含调试信息,并且不作任何优化,便于程序员调试程序。Release 称为发布版本,它往往是进行了各种优化,使得程序在代码大小和运行速度上都是最优的,以便用户很好地使用。
       上面的解释可能太生硬,那我们就先做个例子来对比下!程序就选择我们最熟悉的Hello World,下面我们就看下两个世界的Hello World...
   
源码:
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  1. #include<stdio.h>
  2. void main()
  3. {
  4.         printf("Hello World"); 
  5. }
复制代码


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我们使用两种不同的编译方式编译生产后载入到OD查看,先看Debug版本的:载入OD后,停留在00401120处,也就是OEP,先看反汇编代码,注意着色地方
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00401120 >/$  55            push ebp                                 ;  程序OEP(Initial CPU selection)
00401121  |.  8BEC          mov ebp,esp
00401123  |.  6A FF         push -0x1
00401125  |.  68 38214200   push Test.00422138
0040112A  |.  68 D0414000   push Test._except_handler3               ;  SE 处理程序安装
0040112F  |.  64:A1 0000000>mov eax,dword ptr fs:[0]
00401135  |.  50            push eax
00401136  |.  64:8925 00000>mov dword ptr fs:[0],esp
0040113D  |.  83C4 F0       add esp,-0x10
00401140  |.  53            push ebx
00401141  |.  56            push esi
00401142  |.  57            push edi
00401143  |.  8965 E8       mov [local.6],esp
00401146  |.  FF15 4CA14200 call dword ptr ds:[<&KERNEL32.GetVersion>;  kernel32.GetVersion
0040114C  |.  A3 707C4200   mov dword ptr ds:[_osver],eax
00401151  |.  A1 707C4200   mov eax,dword ptr ds:[_osver]
00401156  |.  C1E8 08       shr eax,0x8
00401159  |.  25 FF000000   and eax,0xFF
0040115E  |.  A3 7C7C4200   mov dword ptr ds:[_winminor],eax
00401163  |.  8B0D 707C4200 mov ecx,dword ptr ds:[_osver]
00401169  |.  81E1 FF000000 and ecx,0xFF
0040116F  |.  890D 787C4200 mov dword ptr ds:[_winmajor],ecx
00401175  |.  8B15 787C4200 mov edx,dword ptr ds:[_winmajor]
0040117B  |.  C1E2 08       shl edx,0x8
0040117E  |.  0315 7C7C4200 add edx,dword ptr ds:[_winminor]
00401184  |.  8915 747C4200 mov dword ptr ds:[_winver],edx
0040118A  |.  A1 707C4200   mov eax,dword ptr ds:[_osver]
0040118F  |.  C1E8 10       shr eax,0x10
00401192  |.  25 FFFF0000   and eax,0xFFFF
00401197  |.  A3 707C4200   mov dword ptr ds:[_osver],eax
0040119C  |.  6A 00         push 0x0
0040119E  |.  E8 BD2D0000   call Test._heap_init
004011A3  |.  83C4 04       add esp,0x4
004011A6  |.  85C0          test eax,eax
004011A8  |.  75 0A         jnz short Test.004011B4
004011AA  |.  6A 1C         push 0x1C
004011AC  |.  E8 CF000000   call Test.fast_error_exit
004011B1  |.  83C4 04       add esp,0x4
004011B4  |>  C745 FC 00000>mov [local.1],0x0
004011BB  |.  E8 A0270000   call Test._ioinit
004011C0  |.  FF15 48A14200 call dword ptr ds:[<&KERNEL32.GetCommand>; [GetCommandLineA
004011C6  |.  A3 04964200   mov dword ptr ds:[_acmdln],eax
004011CB  |.  E8 70250000   call Test.__crtGetEnvironmentStringsA
004011D0  |.  A3 487C4200   mov dword ptr ds:[_aenvptr],eax
004011D5  |.  E8 56200000   call Test._setargv
004011DA  |.  E8 011F0000   call Test._setenvp
004011DF  |.  E8 1C1B0000   call Test._cinit
004011E4  |.  8B0D 8C7C4200 mov ecx,dword ptr ds:[_environ]
004011EA  |.  890D 907C4200 mov dword ptr ds:[__initenv],ecx
004011F0  |.  8B15 8C7C4200 mov edx,dword ptr ds:[_environ]
004011F6  |.  52            push edx                    ;第一个参数
004011F7  |.  A1 847C4200   mov eax,dword ptr ds:[__argv]
004011FC  |.  50            push eax                    ;第二个参数
004011FD  |.  8B0D 807C4200 mov ecx,dword ptr ds:[__argc]
00401203  |.  51            push ecx                     ;第三个参数
00401204  |.  E8 FCFDFFFF   call Test.00401005           ;main函数入口点
00401209  |.  83C4 0C       add esp,0xC                              ;  (Initial CPU selection)
0040120C  |.  8945 E4       mov [local.7],eax
0040120F  |.  8B55 E4       mov edx,[local.7]
00401212  |.  52            push edx                                 ; /status
00401213  |.  E8 281B0000   call Test.exit                           ; \exit
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初学者,看到这些是不是很晕?不要紧我们细细品味:

        1.这是VC++6.0典型的入口标志,大家最好熟记,感兴趣的同学可以对比下其他语言编译器的入口特征,例如:VB,E语言,Win32Asm等,熟悉入口特征在以后的逆向脱壳中,对于寻找程序oep也很有帮助!
        2.我们分析的重点在main函数,上面的汇编代码主要是VC++6.0初始化启动的过程,我们大概了解下即可,看下我标绿的几个函数,即启动函数,这里借用官方语言了解下:
        1.GetVersion函数:获取当前运行平台的版本号。
        2._heap_init函数:用于初始化堆空间。在函数实现中使用HeapCreate申请堆空间
        3.GetCommandLineA函数:获取命令行参数信息的首地址
        4._crtGetEnvironmentStringA函数:获取环境变量信息的首地址
        5._setargv函数:此函数根据GetCommandLineA获取命令行参数信息的首地址并进行参数分析
        6._setenvp函数:此函数根据_crtGetEnvironmentStringA函数获取环境变量信息的首地址进行分析。
        7._cinit函数:用于全局变量数据和浮点数寄存器的初始化。

        以上都是编译器帮我们自动完成,有兴趣的同学so一下,越过初始化启动过程来到main函数,即 00401204 处,很多人问,你怎么知道这里是main函数?一般在完成初始化启动操作以后,下面有3个连续push操作的call就应该是main函数,理由很简单,main函数有三个参数
        下面开始OD调试,首先从OEP处一步一步F8跟下去,不要F7(除非你想了解启动函数具体过程),否则你将循环在无尽的call与retn中...我们F8一直执行到main函数处,即00401204处:
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004011F6  |.  52            push edx                    ;第一个参数
004011F7  |.  A1 847C4200   mov eax,dword ptr ds:[__argv]
004011FC  |.  50            push eax                    ;第二个参数
004011FD  |.  8B0D 807C4200 mov ecx,dword ptr ds:[__argc]
00401203  |.  51            push ecx                     ;第三个参数
00401204  |.  E8 FCFDFFFF   call Test.00401005           ;main函数入口点
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        上面的三个连续push就是mian函数的三个参数,这里不多解释,这时我们注意2个寄存器的值,首先EIP指向00401204,esp值为0012FF50,OK,这时可以F7了,进去以后,如下:
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00401005  /$ /E9 06000000   jmp Test.main   
0040100A  |  |CC            int3
0040100B  |  |CC            int3
0040100C  |  |CC            int3
0040100D  |  |CC            int3
0040100E  |  |CC            int3
0040100F  |  |CC            int3
00401010 >|> \55            push ebp
00401011  |.  8BEC          mov ebp,esp
00401013  |.  83EC 40       sub esp,40
00401016  |.  53            push ebx
00401017  |.  56            push esi
00401018  |.  57            push edi
00401019  |.  8D7D C0       lea edi,[local.16]
0040101C  |.  B9 10000000   mov ecx,10
00401021  |.  B8 CCCCCCCC   mov eax,CCCCCCCC
00401026  |.  F3:AB         rep stos dword ptr es:[edi]
00401028  |.  68 1C204200   push 42201C                
00401032  |.  83C4 04       add esp,4
00401035  |.  5F            pop edi                                  
00401036  |.  5E            pop esi                                  
00401037  |.  5B            pop ebx                                 
00401038  |.  83C4 40       add esp,40
0040103B  |.  3BEC          cmp ebp,esp
0040103D  |.  E8 9E000000   call 004010E0
00401042  |.  8BE5          mov esp,ebp
00401044  |.  5D            pop ebp                                  
00401045  \.  C3            retn————————————————————————————————————————————————
F7跟进来以后,直接停留到:00401005  /$ /E9 06000000   jmp Test.main  
        好奇的人肯定会问,为什么不直接指向00401010呢,多一处无条件跳转为何?这里应该是考虑到冗余的问题,毕竟这里是debug版本,当然利用这个空隙可做很多很多事情...至于为何用int 3来填充,是 因为需要保护这段空间,int 3即中断
开始详细分析,先来到第一句汇编指令00401005处,此处是一个无条件跳转:jmp     _main  此句什么意思呢?其实这句等价于 jmp  00401010 因为此处的_main只是作为一个地址标识符,他指向的地址就是00401010处,相当于我们使用寄存器跳转,如:
mov eax,00401010
jmp eax

反汇编注释版:
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00401005  /$ /E9 06000000   jmp Test.main            ;这里无条件跳转到00401010处
0040100A  |  |CC            int3
0040100B  |  |CC            int3
0040100C  |  |CC            int3    
0040100D  |  |CC            int3
0040100E  |  |CC            int3        
0040100F  |  |CC            int3                                         ;以上空间用int3填充                               
00401010 >|> \55            push ebp                             ;  保存ebp
00401011  |.  8BEC          mov ebp,esp                       ;  ebp指向栈顶
00401013  |.  83EC 40       sub esp,0x40                     ;  开辟局部变量空间
00401016  |.  53            push ebx                                ;  ebx入栈保存
00401017  |.  56            push esi                                 ;  esi入栈保存
00401018  |.  57            push edi                                 ;  edi入栈保存,以上几句用于保护现场
00401019  |.  8D7D C0       lea edi,[local.16]                       ;  设置局部变量初始化起始地址
0040101C  |.  B9 10000000   mov ecx,0x10                         ;  循环次数
00401021  |.  B8 CCCCCCCC   mov eax,0xCCCCCCCC      ;  将4个int 3指令,即4个CC放入eax中
00401026  |.  F3:AB         rep stos dword ptr es:[edi]              ;  循环拷贝填充局部空间,以上4句用来CC初始化
00401028  |.  68 1C204200   push Test.0042201C                 ; /Hello World
0040102D  |.  E8 2E000000   call Test.printf                         ; \调用printf函数
00401032  |.  83C4 04       add esp,0x4                              ;  调用完printf,恢复esp
00401035  |.  5F            pop edi                                  ;  还原edi
00401036  |.  5E            pop esi                                  ;  还原esi
00401037  |.  5B            pop ebx                                  ;  还原ebx
00401038  |.  83C4 40       add esp,0x40                            ;  恢复局部变量所用空间
0040103B  |.  3BEC          cmp ebp,esp                              ;  检测栈平衡
0040103D  |.  E8 9E000000   call Test._chkesp                ;  调试信息,F7跟进去看看
00401042  |.  8BE5          mov esp,ebp                              ;  恢复esp
00401044  |.  5D            pop ebp                                  ;  恢复ebp
00401045  \.  C3            retn                                     ;  返回主程序,等同ret | add esp,4
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文字叙述: 
push ebp                                   push入栈指令 ,ebp帧指针,意思就是把ebp入栈保存,(此时esp-4)
mov ebp,esp                              mov传送指令,esp为栈指针,就是把esp保存到ebp中,因为下面要用到esp
sub     esp, 40h                         申请局部变量空间而用,40h的大小根据调用子程序中变量多少而不同
连续三句push  也就是我们常说的保护现场,因为子程序中有可能要用到这三个寄存器,需要先保存起来  
lea edi,[local.16]                        lea是地址传送指令,此句的意思就是把ebp的地址加上40h放到edi中
mov     ecx, 10h                         ecx一般用于循环次数,这里就是设置循环次数
mov     eax, 0CCCCCCCCh       eax赋值为8个C,也就是初始化CC操作,CC汇编指令等于int 3中断指令
rep stosd                                    循环拷贝字符串操作,把整个区域设置为CC
push Test.0042201C                 把字符串地址指针做为参数入栈
call    _printf                               调用printf函数
add     esp, 4                              调用完毕,恢复栈操作
连续三个pop 出栈,和之前的3个push相对应,回复相关寄存器
add     esp, 40h                         对应之前的sub esp,40h   恢复esp的值
cmp ebp,esp                           判断现在的esp值是否与之前保存在ebp中的值吻合
call    __chkesp                          栈出错信息调试,下面根据查看
mov     esp, ebp                         把ebp的值还给esp,还原esp
mov     esp, ebp                         函数调用结束,恢复ebp的值
retn                                            返回到主函数

这里有一个call    __chkesp 函数来显示调试信息, 跟进去看下:
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004010E0 >/$ /75 01         jnz short Test.004010E3  
004010E2  |. |C3            retn
004010E3  |> \55            push ebp
004010E4  |.  8BEC          mov ebp,esp
004010E6  |.  83EC 00       sub esp,0x0
004010E9  |.  50            push eax
004010EA  |.  52            push edx
004010EB  |.  53            push ebx
004010EC  |.  56            push esi
004010ED  |.  57            push edi
004010EE  |.  68 5C204200   push Test.0042205C                       ;  The value of ESP was not properly saved across a function call.  This is usually a result of calling a function declared with one calling convention with a function pointer declared with a different calling convention.
004010F3  |.  68 58204200   push Test.00422058
004010F8  |.  6A 2A         push 0x2A
004010FA  |.  68 48204200   push Test.00422048                       ;  i386\chkesp.c
004010FF  |.  6A 01         push 0x1
00401101  |.  E8 5A150000   call Test._CrtDbgReport
00401106  |.  83C4 14       add esp,0x14
00401109  |.  83F8 01       cmp eax,0x1
0040110C  |.  75 01         jnz short Test.0040110F
0040110E  |.  CC            int3
0040110F  |>  5F            pop edi
00401110  |.  5E            pop esi
00401111  |.  5B            pop ebx
00401112  |.  5A            pop edx
00401113  |.  58            pop eax
00401114  |.  8BE5          mov esp,ebp
00401116  |.  5D            pop ebp
00401117  \.  C3            retn
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        首先是一个jnz跳转,此跳转根据zp标志位来决定,也就是之前的CMP比较命令,如果esp不等于ebp就发生跳转,弹出调试信息窗口,如果相等就直接retn返回到main函数。想知道程序是如何弹出调试信息窗口的同学,可以再跟一下,都是一些系统内部函数,也好理解,好了,Debug版本解析到此为止!
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分析过debug版本,再来看看Release 版本,你会感觉到震惊...直接Release 编译生成后载入OD,来到main入口处:
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004010E3  |.  50            push eax
004010E4  |.  FF35 20994000 push dword ptr ds:[0x409920]        
004010EA  |.  FF35 1C994000 push dword ptr ds:[0x40991C]
004010F0  |.  E8 0BFFFFFF   call Test.00401000        ;main函数入口
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可以看出,main函数的三个参数被直接简化为三个直接的push,F7跟进去看看:
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00401000  /$  68 30704000   push Test.00407030                       ;  Hello World
00401005  |.  E8 06000000   call Test.00401010
0040100A  |.  59            pop ecx
0040100B  \.  C3            retn
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       怎么样,是不是感觉很精简,push入栈printf函数的一个参数,直接使用call调用printf,这里的pop ecx 等价于 add esp,4,再回头看下两种版本的对比:
        Debug 通常称为调试版本,它包含调试信息,并且不作任何优化,便于程序员调试程序。Release 称为发布版本,它往往是进行了各种优化,使得程序在代码大小和运行速度上都是最优的,以便用户很好地使用。
       一切尽在不言中,慢慢品味...