PE文件格式(加密与解密3)(一)

时间:2024-03-19 07:41:07

本次的了解主要讲解 PE的基本概念、MS-DOS文件头、PE文件头、区块、输入表、输出表等。

这里我将会结合一个简单的小程序来加深我对PE文件结构的了解。

 

使用学习工具:有StudyPE、LordPE、PEID。

 学习PE建议看书。。和自己动手。。。

 

PE文件:

  在WIN上,32位的可执行文件是PE文件,64位的是PE32+文件 ,DLL文件的格式和PE格式差不多,唯一的区别是PE和DLL的有一个字段标识这个文件是EXE还是DLL。

  PE文件格式(加密与解密3)(一)

如上就是一个PE文件的结构图,PE文件使用的是一个平面地址空间,所有的数据都融合在一起,文件的内容又被分割为不同的区块(Section),

各个区块按页的边界来对齐。每个块都有自己的属性(是否可读,是否可写,是否可执行等等)。

 

基地址:

      当PE文件被装载器装载了之后,内存中的板块被称为模块。映射文件的起始地址被称为模块句柄---内存中的模块代表这进程从这个可执行文件中所需要的代码、数据、资源、输入表、输出表及其他东西所使用的东西放在一个连续的内存块中。在装载中,PE文件的一个字段会告诉系统把文件映射到内存需要多少内存,不能被映射的数据被放置在文件的尾部。

      在WIN32中,可以使用HMODULE GetModuleHandle(LPCTSTR lpModuleName)来获得一个模块的名称。当传递一个可执行文件或者DLL作为参数,

如果系统成功找到这个文件,就会返回该可执行文件或者DLL文件映像加载到的基地址。

      在PE文件中,有一个字符设置了基地址,VC++建立的exe文件的基地址是0x00400000h,DLL文件的基地址是0x10000000h。

 

相对虚拟地址:

    为了让程序的载入更加的灵活-也为了在PE文件中出现有确定的内存地址,出现了相对虚拟地址(Relative Vritual Address, RVA),当你的程序加载后,假设你的text块的RVA = 0x00001000h,映射到程序中时,VA(虚拟地址) = ImagineBase(基地址)+RVA(相对虚拟地址),你的代码区块在内存中就开始与0x00401000h。

 

文件偏移地址:

    因为我们的文件是存储在磁盘上的,某个数据相对于文件头的偏移量就是这个数据的偏移地址,称为文件偏移地址(File Offset)或者物理地址(RAW Offset),偏移地址的起始值是0。

 

MS-DOS头部(IMAGE_DOS_HEADER):

   每个PE文件是以一个DOS程序开始的,还有MZ header之后的DOS stub(DOS块)。如果这个可执行文件不能被这个系统支持,会打印一串提示符

"This program cannot be run is MS-DOS mode",DOS头部中主要是WORD e_magic和 LONG e_lfanew这个字段比较重要。这些数据结构可以在winnt.h中找到。

#define IMAGE_DOS_SIGNATURE 0x5A4D
#define IMAGE_OS2_SIGNATURE 0x454E
#define IMAGE_OS2_SIGNATURE_LE 0x454C
#define IMAGE_VXD_SIGNATURE 0x454C
#define IMAGE_NT_SIGNATURE 0x00004550

#include "pshpack2.h"
//这里就是IMAGE_DOS_HEADER的结构了。
    typedef struct _IMAGE_DOS_HEADER {
      WORD e_magic; // DOS可执行文件标记“MZ”
      WORD e_cblp;
      WORD e_cp;
      WORD e_crlc;
      WORD e_cparhdr;
      WORD e_minalloc;
      WORD e_maxalloc;
      WORD e_ss;
      WORD e_sp;
      WORD e_csum;
      WORD e_ip;       //DOS代码入口IP
      WORD e_cs;      //DOS代码的入口CS
      WORD e_lfarlc;
      WORD e_ovno;
      WORD e_res[4];
      WORD e_oemid;
      WORD e_oeminfo;
      WORD e_res2[10];
      LONG e_lfanew;   // 指向PE文件头, “PE”,0,0
    } IMAGE_DOS_HEADER,*PIMAGE_DOS_HEADER;

 LONG e_lfanew是指向PE文件头的一个地址,它的文件偏移地址是0x3C--也就是60字节开始,然后占据了4个字节,指向PE文件头,具体看下图

PE文件格式(加密与解密3)(一)

我们可以看到0x000000F8在偏移60字节的地方,看到PE文件头在0x000000F8,具体可以自己找一个文件来测试(加深印象)

PE文件格式(加密与解密3)(一)

 DOS文件头就到这里了,接下来继续介绍PE头,也就是IMAGE_NT_HEADER,下面的代码是对于定义32还是64的PE头,我们可以看到相应的宏语句

和对应的数据结构定义。

#ifdef _WIN64             //如果采用64的架构
    typedef IMAGE_OPTIONAL_HEADER64 IMAGE_OPTIONAL_HEADER;
    typedef PIMAGE_OPTIONAL_HEADER64 PIMAGE_OPTIONAL_HEADER;
#define IMAGE_SIZEOF_NT_OPTIONAL_HEADER IMAGE_SIZEOF_NT_OPTIONAL64_HEADER
#define IMAGE_NT_OPTIONAL_HDR_MAGIC IMAGE_NT_OPTIONAL_HDR64_MAGIC
#else  /* _WIN64 */      //如果不是采用64而是32位的架构
    typedef IMAGE_OPTIONAL_HEADER32 IMAGE_OPTIONAL_HEADER;
    typedef PIMAGE_OPTIONAL_HEADER32 PIMAGE_OPTIONAL_HEADER;
#define IMAGE_SIZEOF_NT_OPTIONAL_HEADER IMAGE_SIZEOF_NT_OPTIONAL32_HEADER
#define IMAGE_NT_OPTIONAL_HDR_MAGIC IMAGE_NT_OPTIONAL_HDR32_MAGIC
#endif /* _WIN64 */ //上面的typedef都是改变结构体的名称

    typedef struct _IMAGE_NT_HEADERS64 {//这里是64位的PE头的结构体的定义
      DWORD Signature;
      IMAGE_FILE_HEADER FileHeader;
      IMAGE_OPTIONAL_HEADER64 OptionalHeader;
    } IMAGE_NT_HEADERS64,*PIMAGE_NT_HEADERS64;

    typedef struct _IMAGE_NT_HEADERS {//这里是32位的PE头的结构体的定义
      DWORD Signature;
      IMAGE_FILE_HEADER FileHeader;
      IMAGE_OPTIONAL_HEADER32 OptionalHeader;
    } IMAGE_NT_HEADERS32,*PIMAGE_NT_HEADERS32;

在PE的文件头中,第一个DWORD Signature, 被定义为了0x00004550h,也就是"PE\0\0"这四个字符。这个标志没有什么作用。(DOS中指向的地方)。

主要是IMAGE_FILE_HEADER和IMAGE_OPTIONAL_HEADER这两个结构体中的几个字段重要。

我么接下来观看PE文件头中的IMAGE FILE_HEADER FileHeader这个结构体

typedef struct _IMAGE_FILE_HEADER {
      WORD Machine;                     //这里定义的是运行平台,i386= 0x014Ch这个值,还有其他平台,看书吧。。
      WORD NumberOfSections;       //这个是标识区块的数目,紧跟在PE头的后面,也就是IMAGE_NT_HEADERS的后面
      DWORD TimeDateStamp;
      DWORD PointerToSymbolTable;
      DWORD NumberOfSymbols;
      WORD SizeOfOptionalHeader;     //这里表明了IMAGE_NT_HEADERS中的大小(RAW SIZE),32位一般是0x00E0, 64位PE+一般是0x00F0
      WORD Characteristics;       //普通的EXE是0x010fh, DLL文件是0x210Eh
    } IMAGE_FILE_HEADER,*PIMAGE_FILE_HEADER;

接下来我们看一下IMAGE_OPTIONAL_HEADER这个结构体,一样下面的是这个结构体在winnt.h中的定义,下面这个是32位的,还有64位的,但是差不多的,可以看winnt.htypedef struct _IMAGE_OPTIONAL_HEADER

typedef struct _IMAGE_OPTIONAL_HEADER {

      WORD Magic;
      BYTE MajorLinkerVersion;
      BYTE MinorLinkerVersion;
      DWORD SizeOfCode;           //这里定义了包含代码区块的大小
      DWORD SizeOfInitializedData;    //这里定义了已经初始化的变量的区块的大小
      DWORD SizeOfUninitializedData;   //这里是未初始化的变量的区块的大小
      DWORD AddressOfEntryPoint;     //这里是程序入口的RVA(相对虚拟地址)
      DWORD BaseOfCode;          //这里是程序代码块的起始RVA
      DWORD BaseOfData;          //这里是数据块起始RVA
      DWORD ImageBase;           //这里是程序默认装入的基地址(ImageBase)
      DWORD SectionAlignment;       //内存中区块的对齐值,非常重要
      DWORD FileAlignment;        //文件中区块的对齐值,非常重要
      WORD MajorOperatingSystemVersion;
      WORD MinorOperatingSystemVersion;
      WORD MajorImageVersion;
      WORD MinorImageVersion;
      WORD MajorSubsystemVersion;
      WORD MinorSubsystemVersion;
      DWORD Win32VersionValue;
      DWORD SizeOfImage;
      DWORD SizeOfHeaders;
      DWORD CheckSum;
      WORD Subsystem;          //这里定义了文件的子系统,图形接口子系统,字符子系统,具体可以看具体的定义
      WORD DllCharacteristics;
      DWORD SizeOfStackReserve;
      DWORD SizeOfStackCommit;
      DWORD SizeOfHeapReserve;
      DWORD SizeOfHeapCommit;
      DWORD LoaderFlags;
      DWORD NumberOfRvaAndSizes;   //这里定义了数据目录表的项数,一直保持为16
      IMAGE_DATA_DIRECTORY DataDirectory[IMAGE_NUMBEROF_DIRECTORY_ENTRIES]; //这个是数据目录表,指向输入、输出表、资源块等数据,很重要
    } IMAGE_OPTIONAL_HEADER32,*PIMAGE_OPTIONAL_HEADER32;

 这个IMAGE_OPTIONAL_HEADER只需要关注一些关键字段就行了,记住。。

接下来我么就看一看这个数据目录表,数据目录表简单点说就是一个长度为16的IMAGE_DATA_DIRECTORY结构体数组而已

typedef struct _IMAGE_DATA_DIRECTORY {
      DWORD VirtualAddress;            //数据块的其实RVA,很重要
      DWORD Size;             //数据块的长度
    } IMAGE_DATA_DIRECTORY,*PIMAGE_DATA_DIRECTORY;

这是一个16位的数组,最有一个数组元素作为保留,全部为0,其他的从开头一直到倒数第二个数据都是已经规定好了的,我们看一下这个数据目录表成员

#define IMAGE_DIRECTORY_ENTRY_EXPORT 0              //Export Table
#define IMAGE_DIRECTORY_ENTRY_IMPORT 1        //Import Table              输入表这里比较重要
#define IMAGE_DIRECTORY_ENTRY_RESOURCE 2
#define IMAGE_DIRECTORY_ENTRY_EXCEPTION 3
#define IMAGE_DIRECTORY_ENTRY_SECURITY 4
#define IMAGE_DIRECTORY_ENTRY_BASERELOC 5
#define IMAGE_DIRECTORY_ENTRY_DEBUG 6
#define IMAGE_DIRECTORY_ENTRY_ARCHITECTURE 7
#define IMAGE_DIRECTORY_ENTRY_GLOBALPTR 8
#define IMAGE_DIRECTORY_ENTRY_TLS 9
#define IMAGE_DIRECTORY_ENTRY_LOAD_CONFIG 10
#define IMAGE_DIRECTORY_ENTRY_BOUND_IMPORT 11
#define IMAGE_DIRECTORY_ENTRY_IAT 12          //IAT (import address table), 这里也很重要
#define IMAGE_DIRECTORY_ENTRY_DELAY_IMPORT 13
#define IMAGE_DIRECTORY_ENTRY_COM_DESCRIPTOR 14

还有也可以使用LordPE的PE editor来查看这个目录,现在的查看目录表的工具很多。。。。。

PE的第一阶段到这里,接下来会继续学习,增加熟悉度。。。。。。。。。。-----------好好学习,天天向上!