《逆向工程核心原理》学习笔记4 5

《逆向工程核心原理》学习笔记4

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逆向工程核心原理第七章

准备阶段

  • 软件：Ollydbg，visual studio community

  • 使用visual studio创建一个名为StackFrame的c++控制台项目，粘入以下代码，然后运行生成x86(Win32)的StackFrame.exe文件

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    #include "stdio.h"
    long add(long a, long b) {
    	long x = a, y = b;
    	return (x + y);
    }
    int main(int argc, char* argv[]) {
    	long a = 1, b = 2;
    	printf("%d\n", add(a, b));
    	return 0;
    }
栈帧

  • 简单来说，栈帧是利用EBP（栈帧指针，注意不是ESP）寄存器访问栈内局部变量、参数、函数返回地址等的手段

  • 跟据前面所学知识，我们知道ESP为栈顶指针，它会随着数据出入栈，而不断改变，如果以它为基准来访问函数的局部变量、参数，那么编写程序将十分困难，这时候就要用到EBP栈帧指针来解决这一问题。调用函数时，把函数起始地址的ESP值记录到EBP当中，这样函数运行时无论ESP怎么变化，用EBP作为基准值能够安全访问函数的局部变量、参数、返回地址，这就是EBP这个寄存器作为栈帧指针的作用

  • 栈帧对应的汇编代码

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    PUSH EBP				; 函数开始（使用EBP前先把已有值保存到栈中）
    MOV EBP, ESP			; 保存当前的ESP（函数起始地址）到EBP中

    ...						; 函数体


    MOV ESP, EBP			; 将函数的起始地址返回到ESP中
    POP EBP					; 函数返回前，将最开始保存在栈中的EBP值恢复至EBP
    RETN					; 函数终止

  • 下面用图片来描述上面汇编代码发生变化时，EBP和ESP的变化，测试使用的exe为上述编译的StackFrame.exe

    • 函数开始时，ESP指向"0019FE78"地址，该地址储存着"00B320B3"地址，"00B320B3"地址是当前函数执行完后的返回地址，EBP则指向"0019FE94"地址，这是调用者所在函数（也就是上一个函数）的基础地址

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    • 接下来，我们执行push ebp，可以看到，由于执行了PUSH命令，ESP栈顶指针往栈顶方向移动，ESP指向的地址变为"0019FE74"，"0019FE74"所储存的则为我们EBP指向的地址"0019FE94"

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    • 接着运行mov ebp, esp，可以看到，EBP指向了ESP所指向的"0019FE74"地址，这样当前函数的栈帧就生成了（设置好了EBP）

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    • 接下来运行sub esp, 0xD8，模拟执行函数体，改变ESP的值，查看EBP和ESP的编号情况

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    • 可以看到执行函数体时，ESP的值会发生改变，但EBP的值则不变，因此可以用EBP为基准点来访问局部变量、函数参数。因为局部变量和函数参数储存的位置就在EBP和ESP所指的两块地址之间

    • 接着我们nop掉中间其他语句，直接测试函数返回时，EBP和ESP的变化情况

    • 运行mov esp, ebp，可以看到，此时ESP重新指向了"0019FE74"地址

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    • 执行pop ebp，可以看到，EBP和ESP又回到了函数运行前的状态

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    • 最后我们执行RETN，可以看到，函数返回到了"00B320B3"所对应的代码语句处

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    • 此时EBP和ESP的值则如下图所示，由此可知，函数运行RETN时，所对应的操作是从栈中弹出函数返回地址，让CPU从该处开始执行，所以ESP才会往POP方向移动

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  • 小结：学习了有关栈帧的内容，了解了函数开始运行和结束运行时ESP和EBP两个寄存器的运作机制，又多学会了两个寄存器。

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逆向工程核心原理第八章

abex' crackme2

  • 首先运行软件，了解一些软件基本信息

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  • 可以看到软件需要注册的序列号，其中名字长度还要大于4，根据这些信息，我们接下来的调试就简单多了

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VisualBasic程序特征

  • abex's crackme2文件由VB编写的，这里了解下VB程序的文件特征

  • VB使用名为MSVBVM60.dll(Microsoft Visual Basic Virtual Machine 6.0)的VB专用引擎，又称(The Thunder Runtime Engine)

  • VB使用例子：显示消息框时，VB代码中要调用MsgBox函数，其实，VB编辑器真正调用的是MSVBVM60.dll里的rtcMsgBox()函数，在该函数内部通过调用user32.dll里的MessageBoxW()函数(Win32 API)来工作，此外也可以在VB代码中直接调用user32.dll里的MessageBoxW()。用图片来描述的话就像下图一样，相当于在开发者代码和底层代码user32.dll之间加了一层MSVBVM60.dll，而且也保留了开发者代码直接调用底层代码的方式。

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  • 根据便于选项不同，可以将VB编译为本地代码(N Code)和伪代码(P Code)。

  • VB程序采用Windows操作系统的事件驱动方式工作，因此main()或WinMain()中并不存在用户代码，用户代码存在于各个事件处理程序(event handler)之中。

  • 接下来开始调试，用OD打开abex's crackme2.exe查看反汇编文件，可以看到EP地址为"00401238"，该命令将把VB的RT_MainStruct结构体地址"00401E14"压入栈，然后"0040123D"地址处命令call 00401232调用"00401232"处的jmp dword ptr ds:[0x4010A0]指令，该指令会跳转至VB引擎主函数ThunRTMain()（前面压入栈的值作为函数参数），这3行代码就是VB的全部启动代码。

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间接调用
  • "0040123D"地址处的CALL命令用于调用ThunRTMain()函数，但它不是直接调用，而是通过中间"00401232"地址处的JMP命令跳转，这是VC++、VB编译器中常用的间接调用法(Indirect Call)
RT_MainStruct结构体

  • ThunRTMain()函数的参数为RT_MainStruct结构体，RT_MainStruct结构体存在于地址"00401E14"处，微软未公开这个结构体的细节，但有逆向高手已经完成了对这个结构体的分析。

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  • 《逆向工程核心原理》书中没有直接提及RT_MainStruct结构体的信息，谷歌直接搜索"RT_MainStruct"，发现了一篇VB的逆向文章，可能就是书中所提到的分析，VISUAL BASIC REVERSED - A decompiling approach，这里先记下链接，关于RT_MainStruct的细节，有待后面学习补充。

分析crackme

  • 接下来我们跳过ThunRTMain()函数，来分析crackme的代码

  • 要定位目标代码，有多种方式，这里采用检索字符串方式，因为前面运行软件时，我们已经知道了软件包含了哪些字符串，右键代码窗口选择 中文搜索引擎=>智能搜索，可以看到软件的所有字符串信息如下

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  • 我们直接双击Wrong serial！查看引用该字符串的代码位置，可以看到，标题("Wrong serial!")，内容("Nope, this serial is wrong!")，以及实际调用消息框函数代码(004034A6)都显示出来了

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  • 从编程角度来看，这种校验序列号软件，一般根据某种算法生成序列号，然后将用户输入的序列号进行比对，如果相同则跳转正确，否则跳转错误。根据这个思路，我们向上查找相应代码。

  • 按照上面思路查找，果然发现了条件语句分支的地方，而且不止一处，一共有两次判断两个字符串是否相等的地方，分别位于"00403332"（调用__vbaVarTstEq()函数）和"00403424"（调用__vbaVarTstNe()函数），从参数来看两个比较的是同两个参数，但是两个函数逻辑相反，前者判断的是否相等，后者是否不相等。

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  • test指令说明：逻辑比较，与bit-wise logical 'AND'一样（仅改变EFLAGS寄存器而不改变操作数的值，若两个操作数中一个为0则AND运算结果被置为0=>ZF=1），je指令：jump if equal，若ZF=1，则跳转

  • 这里顺便学习下EFLAGS寄存器（标志寄存器）的内容，EFLAGS有32个位元，全部记住比较困难，其中最重要的有ZF(Zero Flag， 零标志)、OF(Overflow Flag，溢出标志)、CF(Carry Flag，进位标志)，这三个指令之所以重要是因为在某些汇编指令，特别是Jcc(条件跳转)指令中要检查这3个标志的值，并根据它们的值决定是否执行某个操作

    • ZF：若运算结果为0，则其为1（True），否则其为0（False）
    • OF：有符号整数（signed integer）溢出时，OF值被置为1。此外，MSB(Most Significant Bit，最高有效位)改变时，其值也被设为1
    • CF：无符号整数（unsigned integer）溢出时，CF被设为1

  • 分析到这其实就可以先直接爆破crackme，爆破这个crackme很简单，只需要nop掉第一个跳转语句然后将第二个跳转语句"je"改为"jmp"，这样输入任意序列号都会提示成功。（如果只修改第一跳转，那么程序虽然会提示成功，但点确定后又会再弹一次失败的窗。）

  • 还有一种方式能达到破解效果就是，在条件语句前下断点，调试运行，输入任意序列号，点确定，然后就可以在右下角栈窗口查看得到正确的序列号。下图为输入Name："CCCC"，Serial："11111"，后的结果，可以看到，比较的两个字符串为"A7A7A7A7"和"11111"，因为Name全是单一字符"C"，序列号全是"A7"，所以基本可以确定，这个软件的序列号生成算法中"C"映射为"A7"。

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  • 这里决定继续分析，找出软件的序列号的生成算法的位置

  • 要找出序列号生成算法位置，当然得从函数的起始位置开始找起，根据之前学习的栈帧概念，我们继续往上找，直到找到push ebp和mov esp, ebp这两行代码为止，这样就可以找到函数的起始位置"00402ED0"

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  • 虽然找到了函数的起始地址，但是这么多行代码，而且还有好几处调用其他函数的代码，该怎么找到生成序列号的算法呢？这里可以输入的Name为思路去入手，因为序列号是随Name变化而变化的，说明生成序列号的算法用到了Name中的字符串，我们只要调试时时刻注意栈内存的变化，什么时候栈内存出现了（获取了）Name的字符串，那么从该处开始，往下的代码就离我们要找的生成序列号算法不远了

  • 按照上面的思路，我们逐步单步测试，并注意dump窗口或者栈窗口的数据变化。由于VB中，字符串是使用字符串对象（与C语言使用char数组不同），直接在dump窗口查看内存，很难认出实际的字符串，需要右键选择 长型=>ASCII数据地址。栈窗口则不用这么设置，可以直接认出字符串。

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  • 最终我们在运行完"00402F98"的call命令后，内存中出现了我们输入的Name："CCCC"，找到这个基准点后，离我们要找的序列号生成算法代码就不远了

  • 继续往下调试，在"0040300F处"我们可以看到，调用了__vbaLenVar函数，这部分代码代码逻辑就是判断用户序列号长度是否小于4的地方，离序列号算法更近了一步

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  • 继续调试，我们会遇到下面这个循环，这个循环就是我们要找的序列号生成算法的位置

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    0403102   .  BB 04000000     mov ebx,0x4	; EBX = 4 (循环次数)
    ...
    0040318B   .  FF15 30104000   call dword ptr ds:[<&MSVBVM60.__vbaVarForInit>>; \__vbaVarForInit（For循环初始化）
    00403191   .  8B1D 4C104000   mov ebx,dword ptr ds:[<&MSVBVM60.#632>]        ;  msvbvm60.rtcMidCharVar
    00403197   >  85C0            test eax,eax	; 循环开始
    00403199   .  0F84 06010000   je abexcrac.004032A5	; 符合条件则跳出循环
    ...
    0040329A   .  FF15 C0104000   call dword ptr ds:[<&MSVBVM60.__vbaVarForNext>>; \__vbaVarForNext（下一个循环）
    004032A0   .^\E9 F2FEFFFF     jmp abexcrac.00403197	; 循环结束
    004032A5   >  8B45 08         mov eax,dword ptr ss:[ebp+0x8]

  • 继续分析这部分代码的话能得出以下序列号生成算法

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    取用户输入的Name前4位字符
    将每位字符先转为ASCII码值
    再加上偏移量0x64得到新的16进制值
    将16进制转为字符串
    拼接所有生成的字符串得到序列号

  • 值得一题的是这篇文章很有参考意义VISUAL BASIC REVERSED - A decompiling approach，这篇文章末尾提到，VB中api函数的参数和返回值很多都是对象(Object)而不是具体的值(Value)，因此当你分析VB的函数参数和返回值时，你可以考虑把它当作对象来分析

posted @ 2023-03-22 20:33  bonelee  阅读(205)  评论(0)  编辑  收藏  举报