PE文件解析 基础篇

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 \n");
    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 \n");
    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。

 

============== End

 

posted @ 2018-10-20 17:04  lsgxeva  阅读(905)  评论(0)    收藏  举报