手工构造典型PE文件.docx
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手工构造典型PE文件.docx
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手工构造典型PE文件
手工构造典型PE文件
文章作者:
a1pass
一直以来都在学习PE文件结构,从不敢轻视,但是即使如此还是发现自己在这方面有所不足,于是便想到了用纯手工方式打造一个完整的可执行的PE文件。
在这期间我也查了大量资料,但是这些资料都有一个通病就是不完整,看雪得那个只翻译了一部分,加解密技术内幕介绍的更是笼统,而且是打造一个只有180字节的PE文件,是高手们茶余饭后的怡情小游戏。
鉴于此,心想为什么不自己摸索着手工打造一个完整些的呢?
一是加强一下自己对于PE文件的了解,二是写出一篇参考性比较强的文章,给有志于在此发展的朋友们铺一铺路,也算是干了一件利国利民的好事。
对于手工打造PE文件,我个人认为至少要分为三篇文章来阐述,每篇相对独立,合起来形成一个相对的体系。
第一篇文章(也就是本文)用来介绍怎样用手工打造一个最典型、最简单的PE文件,而后两篇文章的问世还要引用潘爱民先生的一句话“还需要时日与机缘”。
本文介绍的PE文件手工编辑方式,是本着以下三个原则所写的,望读者注意:
1、完整性:
对于手工打造PE文件所不需注意的字段也进行了必要的介绍,因此整文可能显得非常臃肿。
2、典型性:
完全按照典型的PE文件结构构造,因此对于某些不常见的PE文件结构有一定差距。
3、易学性:
对于字段之间的逻辑关系进行了比较细致的介绍,因此对于一部分底子比较好的读者来说可能显得有些啰嗦。
为了方便各位阅读与查阅,我将文章分成了三各部分,以便各位读者各取所需,不用把宝贵的精力浪费在查找上。
1、PE文件整体信息,提供了一个剖析PE文件的图表,以便于读者对于PE文件有一个整体的了解,并监督自己的工作进度。
2、对于重点字段的介绍,以及字段之间的逻辑关系,建议首先从这里开始看。
3、手工构造PE文件字段清单,此清单包含构造一个完整PE文件的每一个字节,跟着这个清单走就可以构造一个PE文件。
对于第一次手工打造PE文件的朋友们来说,你们可以以“一、整体性息”为大纲,并参考第三部分一块一块的慢慢打造,如果有不懂的地方就去看第二部分。
选读:
为什么要手工打造PE文件?
我们知道,往往从一个系统可执行文件结构上,就可以看整个操作系统的一些特性。
也就是说PE里有Windows操作系统结构与运行机理的影子。
由此可见,PE文件必然是一个非常庞杂且逻辑复杂的结构,那么为什么我们还要“自取其辱”来手工制造一个PE文件呢?
这就要从PE文件的重要性说起了。
我们现今组成Windows大家庭的主要成员就是PE文件了,里面包括EXE、DLL、OCX、SYS等一切最有价值的文件都是PE文件格式,出于对版权的考虑或对某种技术的渴求,任何一种与Windows系统相关的行为最终都要归集到这里--PE文件。
特别是对于想学习加壳、破解、搞虚拟机的朋友们来说,熟知PE文件结构更是必不可少的基本功!
但也正是由于PE文件的复杂性,我们才要采取一些特别的办法来攻克它,其中手工打造PE文件就是一条捷径。
你可以想像一下,如果你都可以手工打造PE文件的话,那么对于PE文件的了解更是可见一斑了。
但是我还想提醒一下各位读者,即便是如此,我们所了解的也仅仅是一部分,不过一般情况下已经足够了。
一、整体性息
这部分以图表的形式表示PE文件的整体结构。
-------------*-------------------------------------------------*
|DOSHeader(IMAGE_DOS_HEADER)|-->64Byte
DOS头部 --------------------------------------------------
|DOSStub |-->112Byte
-------------*-------------------------------------------------*
|"PE"00(Signature) |-->4Byte
-------------------------------------------------
|IMAGE_FILE_HEADER |-->20Byte
PE文件头--------------------------------------------------
|IMAGE_OPTIONAL_HEADER32 |-->96Byte
---------------------------------------------------
|数据目录表 |-->128Byte
-------------*--------------------------------------------------*
|IMAGE_SECTION_HEADER |-->40Byte
---------------------------------------------------
块表 |IMAGE_SECTION_HEADER |-->40Byte
--------------------------------------------------
|IMAGE_SECTION_HEADER |-->40Byte
-------------*--------------------------------------------------*
|.text |-->512Byte
---------------------------------------------------
块 |.rdata |-->512Byte
---------------------------------------------------
|.data |-->512Byte
-------------*-------------------------------------------------*
|COFF行号 |-->NULL
---------------------------------------------------
调试信息|COFF符号表 |-->NULL
---------------------------------------------------
|CodeView调试信息 |-->NULL
-------------*--------------------------------------------------*
这部分内容的意义有二:
1、对于PE文件有一个整体的认识。
2、方便审查自己的构造进度。
这里我们重点介绍怎样用其审查自己的构造进度,首先希望各位读者明白我们将要手工构造的一个体积为2560字节的这个小家伙,对于初次上手的读者们来说并不是一件小的工程,因此有必要知道自己现在正做什么,以及做到哪里了。
记得我少年学画时老师教我们构图就要从整体到局部,后来自学编程仍然是先实现大的框架再去解决每一个细节问题。
OK,现在到了这里,很显然我们仍然需要本着从整体到局部的思想来构造我们的PE文件。
那好,我们先搞明白第一个问题“我们的文件体积是怎么计算出来的呢”。
首先我们要知道,PE文件自始至终都是以一种节的思想来构造的,那么我们就要从节开始。
对于本文所讲述的PE文件来讲总共有三个区块(节),他们分别用来存放可执行代码、输入表信息以及全局变量,接触过PE文件的朋友对于区块的概念应该不陌生,我们知道Windows下的很多应用程序的文件对齐粒度,也就是大名鼎鼎的FileAlignment字段的值多为200hByte,也就是十进制的512Byte。
我们同样应该知道,对于不足512字节的区段,余下部分要用00h填充到512字节大小,对与超过部分(例如513字节的区段)我们就要在多分配给他512字节个空间。
当然,这些基础知识我想有一部分读者应该比较熟悉,那么对于PE文件头部分呢?
也是如此吗?
例如本例中的PE头就占用了544个字节,但是很显然这要使其填充到1024(400h)字节处才能开始第一个区段.text段。
正是如此,我们整个文件的体积就是PE头+3个区段的体积之和,也就是PE头(512*2)+3个区段(512*3)=2560,这也就是我们所构造的PE文件的最终大小了。
其次我们提前搞清楚一些字段与区段的偏移量也是比较重要的,这里对于计算方式不再多说,请大家直接看下面的表:
1、PE头开始处000000B0h
2、IMAGE_OPTIONAL_HEADER32开始处000000C8h
3、数据目录表开始处00000128h
4、块表开始处000001A8h
5、.text块开始处00000400h
6、.rdata块开始处00000600h
7、.data块开始处00000800h
当然,上面的那些Offset只是针对本文件而言,并不绝对,具体情况还要具体分析。
到此,本段就告一段落了,剩下的两段为了提高效率我并没有加以润色,全都是干货,希望各位读者能吃下这两块营养丰富的压缩饼干……
二、重点字段介绍
这里只对需手工构造的字段进行着重介绍,详细的PE文件结构字段清单请见第三部分。
1、DOS头部
1-1 DOSHeader
1-1-1 e_magic [WORD] -->4D5A(*DOS可执行文件头标记)
注释:
此处值总是为MZ的16进制码。
1-1-19 e_lfanew [DWORD] -->B0000000(*指向PE文件头的偏移量。
0xB0=64+112)
注释:
此处的值正好为为DOS头部的大小,因为DOS头部后面就是PE文件头部分了。
2 PE文件头
2-1 "PE"00
2-1-1 Signature [DWORD]-->50450000h(*PE文件头标记)
注释:
此处的值总是为PE的16进制值加0000h。
2-2 IMAGE_FILE_HEADER
2-2-1 Machine [WORD] -->4C01(*可执行文件的目标CPU类型)
注释:
此PE文件可以运行于哪个CPU下,其标志就为相应的值。
*------------------------------*
| 机器 | 标志 |
-------------------------------
|Inteli386 |14Ch |
-------------------------------
|MIPSR3000 |162h |
-------------------------------
|MIPSR4000 |166h |
-------------------------------
|AlphaAXP |184h |
-------------------------------
|PowerPC |1F0h |
*-----------------------------*
2-2-2 NumberOfSections [WORD] -->0300(*区块数目)
注释:
此值决定此PE文件的区块数目,本文件为3个区块。
2-2-6 SizeOfOptionalHeadr [WORD] -->E000(*PE头(IMAGE_OPTIONAL_HEADER32)大小)
注释:
此值表示PE文件头的大小。
2-2-7 Characteristics [WORD] -->0F01(*文件属性)
注释:
此值为文件的执行属性。
EXE文件此值一般为010Fh,DLL文件此值一般为0210h。
2-3 IMAGE_OPTIONAL_HEADER32
2-3-1 Magic [WORD] -->0B01(*标记字)
注释:
此处是一个标记字,用于描述次PE文件的映像类型。
ROM映像为0107h;普通可执行映像010Bh;PE32+则是020Bh。
2-3-7 AddressOfEntryPoint [DWORD]-->00100000(*程序执行入口RAV)
注释:
通俗的说就是指向可执行代码区块(例如.text)的首地址。
2-3-10 ImageBase [DWORD]-->00004000(*程序默认装入基地址)
注释:
是指文件在内存中首选的装入地址。
2-3-11 SectionAlignment [DWORD]-->00100000(*内存中区块对齐值)
注释:
PE文件被装入内存中时的块对齐大小,也叫做块粒度。
其默认的对其尺寸是CPU的页尺寸。
2-3-12 FileAlignment [DWORD]-->00020000(*文件中区块对齐值)
注释:
磁盘上PE文件的区块对齐大小。
这个值必须是2的幂,并且最小为200h。
2-3-17 MajorSubsystemVersion [WORD] -->0400(*运行所需最低子系统主版本号)
注释:
要求最低的子系统主版本号,一般情况下都为4。
2-3-18 MinorSubsystemVersion [WORD] -->0000(*运行所需最低子系统次版本号)
注释:
要求最低的子系统次版本号,一般情况下都为0。
2-3-20 SizeOfImage [DWORD]-->00400000(*映像装入内存后的总尺寸)
注释:
指的是装入文件从ImageBase到最后一个区块的总大小。
2-3-21 SizeOfHeaders [DWORD]-->00400000(*DOS头、PE头、区块表的总大小)
注释:
指的是DOS头、PE头与区块表的总大小,并且所有这些项目都出现在PE文件中任何代码或数据块之前。
此值遵守文件对齐粒度。
2-3-23 Subsystem[WORD] -->0300(*文件子系统)
注释:
标明可执行文件所期望的子系统(用户界面类型)。
*----*-------------------------------------*
|值| 子系统 |
*----*-------------------------------------*
|0 |未知 |
--------------------------------------------
|1 |不需要子系统(如驱动程序)|
---------------------------------------------
|2 |图形接口子系统(GUI) |
---------------------------------------------
|3 |字符子系统(CUI) |
---------------------------------------------
|5 |OS/2字符子系统 |
---------------------------------------------
|7 |POSIX字符子系统 |
---------------------------------------------
|8 |保留 |
---------------------------------------------
|9 |WindowsCE图形界面 |
*----*--------------------------------------*
2-3-30 NumberOfRvaAndSizes [DWORD]-->10000000(*数据目录标的项数,默认总为16)
注释:
数据目录的项数。
这个字段字NT系统发布以来就一直是16。
2-4 数据目录表
2-4-2 ImportTable
注释:
输入表
2-4-2-1 VirtualAddress[DWORD]-->10200000(*数据块的起始RAV)
注释:
输入表的起始地址,要去除IAT所占空间,直接从第一个IID开始。
2-4-2-2 Size [DWORD]-->3C000000(*数据块的长度)
注释:
从第一个IID到最后一个IMAGE_IMPORT_BY_NAME的总长度。
3 块表
3-1 IMAGE_SECTION_HEADER(1.text)
3-1-1 Name [BYTE] -->2E74657874000000(*8个字节的块名)
注释:
此区块的名称,限制在8字节以内。
3-1-2 VirtualSize [DWORD]-->26000000(*被实际使用的区块大小)
注释:
此区块包含数据的大小。
3-1-10 Characteristics [DWORD]-->20000060(*该区块的读写、执行属性)
注释:
*----------------------------------------------------------------*
| 字段值 | 用途 |
-----------------------------------------------------------------
|00000020h|包含代码,常与10000000h一起设置|
-----------------------------------------------------------------
|00000040h|包含已初始化数据 |
-----------------------------------------------------------------
|00000080h|包含未初始化数据 |
-----------------------------------------------------------------
|02000000h|可以被丢弃 |
-----------------------------------------------------------------
|10000000h|共享块 |
-----------------------------------------------------------------
|20000000h|可执行 |
------------
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