逆向工程

文章的开始，先有必要辨别一个单词“crack”。对于（网络）黑客来说，“hack”是褒义词，“crack”则是贬义词，“hack”指那些寻找网络漏洞并进行恶意攻击的行为。但对（软件）黑客来说，“crack”只是个中性词，泛指对程序修改的行为。有时候他们更喜欢称自己为“逆向工程”学者――一个褒义词，而不是“破解者cracker”；当然，在软件作者眼里，“破解”肯定属于贬义。

 

逆向工程（Reverse Engineering）定义为：“the process of analyzing a subject system to identify the system's components and their interrelationships and create representations of the system in another form or at a higher level of abstraction.” (Source: Chikofsky and Cross)

 

如果认为：

“源代码 → 编译器 → 可执行程序”的过程是“顺向工程”的话；

“可执行程序 → 反编译器或人工反编译 → 源代码”的过程就是逆向工程。

 

一、逆向工程历史及分类

 

逆向工程的起源自然是在编译器技术的发展以后。据说在最早期，程序员之间互相交流、传阅源代码是极其普通的事情。后来，随着商业利益的驱使，源代码交流开始减少，源代码作为公司或个人的产权，被加以严密保护。于是崇尚自由的Hacker精神，导致部分的程序员转去研究如何“将编译后的二进制代码反推，得到源代码”。这个活动一直延续了下来。期间，“自由精神”的驱使，也使部分人产生了“人人都能自由使用每个软件”的想法，逐渐的，“软件破解”浮上了水面。更随着盗版商的加入，“软件破解”也被商业软件公司描述的越来越邪恶。

 

按逆向工程包括的内容可以分为3类：

1. 软件使用限制的去除，或软件功能的添加

1. 按照计算机类别，可以分为个人微型计算机、小型机、中型机、大型机等；

2. 按照操作平台或处理器类型，可以分为windows、MAC、UNIX，x86，risc等

3. 按照限制类型，可以分为软件使用时间限制，软件功能模块限制、软件运行条件限制（软件狗等）、软件注册限制等；

4. 可以是软件功能限制的去除，也可以是软件功能的添加。

2. 软件源代码的再获得

1. 按照计算机类别，可以分为个人微型计算机、小型机、中型机、大型机等；

2. 按照操作平台，可以分为windows、MAC、UNIX等

3. 按照软件层次，可以分为普通应用层软件与操作系统源等。

3. 硬件的复制、模拟

 

由此观之，一般所谓的“软件破解”只是逆向工程中非常初级的一小部分。

 

二、逆向工程应用

坦白地讲，现在的逆向工程，真实目的就是为了再利用。据此，个人可以学习别人的编程技术及技巧，公司可以窥探别人的商业软件秘密，或开发与之兼容的软件；（二进制代码层面的）Debug自然也是其中重要的目的之一。

 

据说，著名的杀毒软件AVP代码写的实在太有条理，因此很容易被分析后“再利用”。有心人不仅可以将其病毒特征库改头换面后再推出，也可以利用逆向工程得到AVP某些模块的源代码，加入自己开发的产品中。

 

在《看雪精华》（www.pediy.com）中，收录了一篇文章，讲述如何利用逆向工程知识为一个多媒体播放软件去除“静音”bug的过程。

 

《Windows图形编程》（Feng Yuan著，机械工业出版社）一书中，作者花费了2个章节，约100多页的文字来介绍如何探索windows系统的GDI/DirectDraw内部数据结构，以及如何自制一个apispy来帮助研究。利用类似的方法，你可以自行探索操作系统的奥秘，而不需要别人的讲解。不过，由此产生的副作用是系统上的很多bug被发现和利用，最有名的就是“堆栈溢出攻击”。

 

利用逆向工程技术还可以使我们对一些软件进行改造。《程序员杂志》2003.07有文章《编程扩展“记事本”功能》，介绍的就是一例。作者是采用CreateRemoteThread函数远程钩入目标程序进程内，达到其目的。而另一些人可能更喜欢直接修改目标程序的一些二进制代码，从而利用附加的Dll（动态运行库）。后面一种方法叫做SMC（Self Modifying Code）。我看到有人这样为Netscape添加按钮执行“密码保护”功能；有人为filemon添加了“打开最近文档”功能……但最著名的，还是改造W32Dasm――一个著名的反汇编工具活动。通过协作，目前的W32Dasm已经能支持中文字符串，能识别VB程序的引入表，能直接对反汇编程序补丁，能添加注释等等，而这一切都是在没有源代码情况下，直接在二进制代码层面完成。

 

三、微言

笔者无意卷入“逆向工程”是否合法的无聊讨论中去。只是每次想到这个问题就不由想起庄子的一句话――“窃钩者诛，窃国者侯”。

 

著名的反编译器提供商datarescue出品的IDA Pro，提供对30多个家族、几十种处理器的支持，它支持windows平台上几乎所有的编译器。Datarescue的客户绝大部分是公司。看情况，datarescue活的蛮好，显然她的客户不会少。那么，那么多公司买IDA Pro做什么？

 

下面摘录datarescue公司主页（www.datarescue.com）提供的培训课程目录之部分；课程标价为每人每天1000美金。

 

逆向工程简介(1-2天)

本课程目的是对逆向工程的目标、技术及使用工具作一简明。

1.逆向工程目的

1. 程序验证：包括编译器错误、病毒分析、特罗伊木马分析等等；

2. 二进制代码转译：重编译以移植、动态翻译、静态翻译；

3. 提供对早期软件的支持。

2.方法与工具

1. 调试器：编译器附带调试器（visual studio, borland's td），第三方调试器；

2. 反汇编工具：IDA Pro，其他反汇编工具；

3. 实时监视器及嗅探器：文件和注册表监视工具、系统呼叫监视器、处理器监视器、内存监视器、网路嗅探器等；

4. 可执行程序重构工具：程序重构、引入表重建、可执行程序压缩/解压缩工具。

3.windows平台反汇编器的常见问题

1. 如何找到感兴趣的目标代码？

2. 如何认出程序的编译器类型？

3. 如何识别高级语言的函数结构

4. 如何识别高级语言的数据结构

……

 

四、结论

 

一个“逆向工程”大师，也许具有如下特征：

1. 永远保存好奇心，崇尚自由。这能促使探索；也能抵抗商业利欲的侵袭；有了它，枯燥的代码世界才有了生气。

2. 勤奋与毅力：“让我们搞清楚作为一名Cracker最需要具备的基本条件，其实那并不是扎实的汇编功底和编程基础。你可以完全不懂这些，Cracking的秘诀就是勤奋+执着！记住并能做到这两点，你一样可以变得优秀。”

3. 精通至少一门编程语言，不仅仅是代码，更重要的是编程思想。快速应用开发(RAD)工具也许是容易学的，但你要明白隐藏在它背后的机制。

4. 扎实的汇编功底和系统编程的知识。

5. 逆向工程的终极网站woodmann上列出那些大师的名字：Matt Pietrek，Jeffrey Richter，John Robbins……他们的专著是每个程序员都应该阅读的：《Windows95系统程式设计大奥秘》、《Windows核心编程》、《应用程序调试技术》……

    

总之，逆向工程应是一门优雅的艺术，而不是低层次者手中粗陋的工具；逆向工程的目的是学习与再利用；它的精神是“自由”。

 

转自---------看雪论坛