PE文件解析 基础篇
来源 https://bbs.pediy.com/thread-247114.htm
前言
- 之前学习了PE格式，为了更好的理解，决定写一个类似LoadPE的小工具。
- 编译器是VS2015，采用MFC框架。
- 此系列文章采用边介绍知识点，边写代码的形式，以免变的无聊丧失兴趣。
- PE知识请参照《加密与解密》第10章
文章有错误或则不清楚的地方还请您指出。
PE文件格式
1.PE文件基本概念
- PE文件是windows系统中遵循PE结构的文件，比如以.exe .dll为后缀名的文件 以及系统驱动文件。(PE结构框架看下图）
PE文件大体分为两部分，头(包括下图中的DOS头，PE文件头，块表)与主体(块)，
- PE文件从磁盘当中像内存中的映射，不是简单的“1对1”的关系，而是“拉长”了。具体的位置表现在块。 但是磁盘上的数据结构与在内存中的结构是一致的。
- 无论PE文件在磁盘中还是在内存中，都少不了地址的概念，理解一下几个概念至关重要。
虚拟地址(VA)： 在一个程序运行起来的时候，会被加载到内存中，并且每个进程都有自己的4GB，这个4GB当中的某个位置叫做**虚拟地址**，由物理地址映射过来的，4GB的空间，并没有全部被用到。
基地址( Imagebase ): 磁盘中的文件加载到内存当中的时候可以加载到任意位置，而这个位置就是程序的基址。EXE默认的加载基址是400000h,DLL文件默认基址是10000000h。需要注意的是基地址不是程序的入口点。
相对虚拟地址(RVA):为了避免PE文件中有确定的内存地址，引入了相对虚拟地址的概念。RVA是在内存中相对与载入地址(基地址）
的偏移量，所以你可以发现前三个概念的关系 ： 虚拟地址(VA)= 基地址+ 相对虚拟地址(RVA)
文件偏移地址(FOA)：当PE文件储存在某个磁盘当中的时候，某个数据的位置相对于文件头的偏移量。
入口点(OEP)：首先明确一个概念就是OEP是一个RVA，,然后使用 OEP + Imagebase == 入口点的VA，通常情况下，OEP指向的不是main函数。
- 存了张图 比较好的解释了各部分的关系
接下来依次介绍PE结构框图的每个部分
2.DOS头部
每个PE文件都是以DOS头开始的，IMAGE_DOS_HEADER 结构如下所示
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（最左边是文件头的偏移量。） IMAGE_DOS_HEADER STRUCT { +0h WORD e_magic // MZ(4Dh 5Ah) DOS可执行文件标记 +2h WORD e_cblp +4h WORD e_cp +6h WORD e_crlc +8h WORD e_cparhdr +0ah WORD e_minalloc +0ch WORD e_maxalloc +0eh WORD e_ss +10h WORD e_sp +12h WORD e_csum +14h WORD e_ip +16h WORD e_cs +18h WORD e_lfarlc +1ah WORD e_ovno +1ch WORD e_res[4] +24h WORD e_oemid +26h WORD e_oeminfo +29h WORD e_res2[10] +3ch DWORD e_lfanew // RVA 指向PE文件头 } IMAGE_DOS_HEADER ENDS |
需要关注的点是结构体的第一个和第二个元素。
e_magic:DOS头的标记位，值为4D5Ah。ASCII为”MZ“，判断一个文件是否为PE文件是会用
e_lfanew:这是一个RVA，代表了PE文件头到基址的偏移量，我们可以用它来找到PE文件头的位置。
我们用010editor打开一个exe文件
3.PE文件头
IMAGE_NT_HEADERS STRUCT 结构体
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IMAGE_NT_HEADERS STRUCT {+0h DWORD Signature +4h IMAGE_FILE_HEADER FileHeader +18h IMAGE_OPTIONAL_HEADER32 OptionalHeader } IMAGE_NT_HEADERS ENDS |
- Signature 字段
在一个PE文件中Signature字段被设置为4550h,ASCII码为”PE00“。如上图所示。
- IMAGE_FILE_HEADER 结构体
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struct IMAGE_FILE_HEADER{ WORD Machine; //运行平台 WORD NumberOfSections; //区块表的个数 DWORD TimeDataStamp;//文件创建时间，是从1970年至今的秒数 DWORD PointerToSymbolicTable;//指向符号表的指针 DWORD NumberOfSymbols;//符号表的数目 WORD SizeOfOptionalHeader;//IMAGE_NT_HEADERS结构中OptionHeader成员的大小，对于win32平台这个值通常是0x00e0 WORD Characteristics;//文件的属性值} |
在010 Editor上查看一下
- IMAGE_OPTIONAL_HEADER 结构体
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typedef struct _IMAGE_OPTIONAL_HEADER{ // // Standard fields. //+18h WORD Magic; // 标志字, ROM 映像（0107h）,普通可执行文件（010Bh）+1Ah BYTE MajorLinkerVersion; // 链接程序的主版本号+1Bh BYTE MinorLinkerVersion; // 链接程序的次版本号+1Ch DWORD SizeOfCode; // 所有含代码的节的总大小+20h DWORD SizeOfInitializedData; // 所有含已初始化数据的节的总大小+24h DWORD SizeOfUninitializedData; // 所有含未初始化数据的节的大小+28h DWORD AddressOfEntryPoint; // 程序执行入口RVA+2Ch DWORD BaseOfCode; // 代码的区块的起始RVA+30h DWORD BaseOfData; // 数据的区块的起始RVA // // NT additional fields. 以下是属于NT结构增加的领域。 //+34h DWORD ImageBase; // 程序的首选装载地址+38h DWORD SectionAlignment; // 内存中的区块的对齐大小+3Ch DWORD FileAlignment; // 文件中的区块的对齐大小+40h WORD MajorOperatingSystemVersion; // 要求操作系统最低版本号的主版本号+42h WORD MinorOperatingSystemVersion; // 要求操作系统最低版本号的副版本号+44h WORD MajorImageVersion; // 可运行于操作系统的主版本号+46h WORD MinorImageVersion; // 可运行于操作系统的次版本号+48h WORD MajorSubsystemVersion; // 要求最低子系统版本的主版本号+4Ah WORD MinorSubsystemVersion; // 要求最低子系统版本的次版本号+4Ch DWORD Win32VersionValue; // 莫须有字段，不被病毒利用的话一般为0+50h DWORD SizeOfImage; // 映像装入内存后的总尺寸+54h DWORD SizeOfHeaders; // 所有头 + 区块表的尺寸大小+58h DWORD CheckSum; // 映像的校检和+5Ch WORD Subsystem; // 可执行文件期望的子系统+5Eh WORD DllCharacteristics; // DllMain()函数何时被调用，默认为 0+60h DWORD SizeOfStackReserve; // 初始化时的栈大小+64h DWORD SizeOfStackCommit; // 初始化时实际提交的栈大小+68h DWORD SizeOfHeapReserve; // 初始化时保留的堆大小+6Ch DWORD SizeOfHeapCommit; // 初始化时实际提交的堆大小+70h DWORD LoaderFlags; // 与调试有关，默认为 0 +74h DWORD NumberOfRvaAndSizes; // 下边数据目录的项数，这个字段自Windows NT 发布以来一直是16+78h IMAGE_DATA_DIRECTORY DataDirectory[IMAGE_NUMBEROF_DIRECTORY_ENTRIES]; // 数据目录表} IMAGE_OPTIONAL_HEADER32, *PIMAGE_OPTIONAL_HEADER32; |
重要的有
AddressOfEntryPoint: 也就是上文提到的OEP，程序源入口点。
ImageBase: 默认加载基址，
SectionAlignment: 内存当中的块对齐数，一般为0x1000
FileAlignment:磁盘当中块对齐数，一般为0x200
SizeOfHeaders:所有头部大小 也就是DOS头 文件头 以及区块头的总大小 ，文件主体相对文件其实的偏移。
IMAGE_DATA_DIRECTORY DataDirectory[IMAGE_NUMBEROF_DIRECTORY_ENTRIES]：数据目录表，保存了各种表的RVA及大小。
来看一下数据目录的定义
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IMAGE_DATA_DIRECTORY STRUCT VirtualAddress DWORD ? ; 数据的起始RVA Size DWORD ? ; 数据块的长度IMAGE_DATA_DIRECTORY ENDS |
在010 Editor上查看一下
4.写代码操作一下
主要解析了DOS头与PE文件头比较重要的字段，直接放代码。
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//打开文件m_hFile = CreateFile( m_DeleFileName,GENERIC_READ,NULL,NULL,OPEN_EXISTING, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL,NULL);DWORD dwSize = GetFileSize(m_hFile, NULL);PBYTE pBuf = new BYTE[dwSize]{};//读取ReadFile(m_hFile,pBuf,dwSize,&dwSize,NULL);//判断是否为PE文件m_pDos = PIMAGE_DOS_HEADER(pBuf);if (m_pDos->e_magic!=IMAGE_DOS_SIGNATURE){ MessageBox(L"不是有效的PE文件
"); CloseHandle(m_hFile); m_hFile = NULL; return;}m_pNTHeader = PIMAGE_NT_HEADERS(pBuf+m_pDos->e_lfanew);if (m_pNTHeader->Signature!= IMAGE_NT_SIGNATURE){ MessageBox(L"不是有效的PE文件
"); CloseHandle(m_hFile); m_hFile = NULL; return;}//读取文件头信息m_pFileHeader = &(m_pNTHeader->FileHeader);m_NumberOfSections.Format(L"%X",m_pFileHeader->NumberOfSections);m_TimeDateStamp.Format(L"%p", m_pFileHeader->TimeDateStamp);m_SizeOfOptionalHeader.Format(L"%X", m_pFileHeader->SizeOfOptionalHeader);//拓展头信息m_pOptionalHeader = &(m_pNTHeader->OptionalHeader);m_AddressOfEntryPoint.Format(L"%X",m_pOptionalHeader->AddressOfEntryPoint);m_SizeOfHeaders.Format(L"%X", m_pOptionalHeader->SizeOfHeaders);m_ImageBase.Format(L"%X", m_pOptionalHeader->ImageBase);m_SizeOfImage.Format(L"%X", m_pOptionalHeader->ImageBase);m_BaseOfCode.Format(L"%X", m_pOptionalHeader->BaseOfCode);m_DllCharacteristics.Format(L"%X", m_pOptionalHeader->DllCharacteristics);m_BaseOfData.Format(L"%X", m_pOptionalHeader->BaseOfData);m_NumberOfRvaAndSizes.Format(L"%X", m_pOptionalHeader->NumberOfRvaAndSizes);m_SectionAlignment.Format(L"%X", m_pOptionalHeader->SectionAlignment);m_FileAlignment.Format(L"%X", m_pOptionalHeader->FileAlignment);m_CheckSum.Format(L"%X", m_pOptionalHeader->CheckSum);m_Magic.Format(L"%X", m_pOptionalHeader->CheckSum);m_Subsystem.Format(L"%X", m_pOptionalHeader->Subsystem); |
实现的效果如下：
第一部分比较简单，完整代码放到附件。
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