PE文件格式(加密与解密3)(一)
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。
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
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)
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！
