漏洞狩猎与利用 计算器体系结构 1001 x86-64 汇编课程

Architecture 1001: x86-64 Assembly

课程 https://p.ost2.fyi/courses/course-v1:OpenSecurityTraining2+Arch1001_x86-64_Asm+2021_v1/about
要求：必须熟悉 C 语言编程
推荐C 语言编程课程：https://www.learn-c.org/ 与 https://www.edx.org/certificates/professional-certificate/dartmouth-imtx-c-programming-with-linux
课程路线图：https://ost2.fyi/OST2_LP_Vulns_Exploits.pdf

1.环境准备

创建 Broadcom 帐户并登录，下载vmware虚拟机
https://www.vmware.com/products/desktop-hypervisor/workstation-and-fusion

选择 Windows 10专业版，而非其他版本
https://drive.google.com/file/d/1oSyhape3oPsBj07OYxAPtsT7KvDw8WCn/view

建议您仅使用 Windows 10 系统上课。如果您使用 Windows 11，则需要自行调试遇到的任何问题，因为目前该配置不受支持。

Windows VM on Windows Host OS 环境准备教学：https://youtu.be/ZPE9Yva_tys?si=S04VvgmSC4BR9fkN

解压缩文件，将其移动到桌面，然后打开 Visual Studio 解决方案文件 (Arch1001_x86-64_asm.sln)

下载课程幻灯片：https://gitlab.com/opensecuritytraining/arch1001_x86-64_asm_slides_and_subtitles

2.介绍

2.1 为什么要学习汇编语言？

课程视频：https://youtu.be/jAxtQ2k4Naw?si=1FPNL7UwzjyRjimR

2.2 关于这门课程

课程视频：https://youtu.be/EALp2iziAIQ?si=uhmd7PmQTtIsLO_n

可选教程："Introduction to 64 Bit Assembly Programming for Linux and OS X: Third Edition" by Ray Seyfarth

https://www.amazon.com/gp/product/1484921909/ref=as_li_tl?ie=UTF8&camp=1789&creative=390957&creativeASIN=1484921909&linkCode=as2&tag=opensecuinfo-20&linkId=EPDXM3AQYTVSJEET

z-library 搜索（ISBN-13）：978-1484921906
https://github.com/z-libraryopp/z-libraryopp.github.io

《统计结构：恶意软件指纹识别与分类分析》：据统计，仅 14 条汇编指令就占了代码的 90%
http://www.blackhat.com/presentations/bh-usa-06/BH-US-06-Bilar.pdf

x86-64 指令频率 pi 图：
https://web.archive.org/web/20221006192057/https://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.407.5071&rep=rep1&type=pdf

英特尔最初在迈向 64 位时，曾希望彻底抛弃 x86 架构。这就是 IA64（英特尔 64 位架构），也被称为 Itanium（安腾）。然而，AMD 决定自己将 x86 扩展到 64 位，从而诞生了 AMD64 架构。随着 Itanium 的市场普及极其缓慢，英特尔最终决定咬紧牙关，向 AMD 购买了 64 位扩展技术的授权。
在英特尔的手册中，你会看到 64 位扩展技术被称为 IA32e、EM64T 或 Intel 64（但绝不会叫 IA64——再次强调，IA64 指的是 Itanium，那是一套完全不同的架构）。
在英特尔的手册中，这项技术拥有许多不同的称呼，比如 IA32e、EM64T 以及 Intel 64。

你有时可能会看到微软或某些 Linux 发行版将它称为 amd64 或 x64。
而在本门课程中，我们将统一采用 x86-64 这个称呼。

那么，x86-64 究竟应用在哪些领域呢？你大概已经知道，它主要用于需要高计算能力的场景，例如个人电脑（PC）、服务器，甚至超级计算机。极大概率，你现在用来观看本课程的这台电脑就是一台 x86-64 机器。不过，基于 ARM 架构的系统——比如微软的 Surface，或是苹果搭载 M1 芯片的 Mac（我曾参与过该芯片 SecureBoot 安全启动系统的设计）——正在 PC 领域异军突起，给英特尔带来巨大的竞争压力。

英特尔确实有一些更专注于功耗受限设备（如嵌入式系统）的芯片，但这些只占英特尔芯片出货量极小的一部分。

同一套C语言源代码在所有反编译软件中的总体脉络是差不多了，至于部分汇编代码目前为止还不清楚它们是干嘛的，属于实际情况。

我认为，只要掌握大约 20 到 30 条核心指令（不算变体），就足够让你在大部分时候都极少需要去查阅参考手册了

2.3 可选复习：二进制到十六进制到十进制

十进制：00
二进制：0000b
十六进制（Hex）：0x00
其他用工具转换即可

2.4 可选复习：二进制补码负数

C 语言：“有符号”类型可以表示正值或负值，“无符号”类型只能表示正值
例如：unsigned char与signed char（用谷歌的gemini解释一下即可）
负值用其正值的“二进制补码”表示。二进制补码的计算方法是将所有位翻转，然后加 1

2.5 复习：C 数据类型大小

取自 2020 年 11 月 Intel 手册 ，Vol 1 Sec 4.1 - page 4-1（PDF每页下方有该标志）：显示了基本 C 数据类型的大小
https://ost2images.s3.amazonaws.com/PDFs/325462-sdm-vol-1-2abcd-3abcd.pdf
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“word”（字）这个术语最初指的是当 x86 还是 16 位架构时，英特尔原生的 16 位数据大小。因此，当它扩展到 32 位时，该大小就被称为“double word”（双字）。这种“双字”的称谓随后在 Windows 编程中被采纳为“DWORD”数据类型名称。同样地，对于 64 位，“QWORD”（四字）也经常被用于 Windows 系统中。

2.6 背景知识：字节序

https://youtu.be/tPJgoVxqlnU?si=_ymoQUdaJ6zic5XH

视频对应的幻灯片：https://gitlab.com/opensecuritytraining/arch100x_slides_and_subtitles

书写或显示值：0x1234567887654321
书写或显示值在内存中存放为，内存小端序：现在内存地址最小的在左上角，值为0x21，读取书写或显示出来就是最右侧；而最大的内存地址的值0x12，读取书写或显示出来就是最左侧
书写或显示值在寄存器中存放为，大端序：0x1234567887654321

注意Intel 手册 Vol. 1 4-1：https://ost2images.s3.amazonaws.com/PDFs/325462-sdm-vol-1-2abcd-3abcd.pdf
字节序适用于内存，不适用于寄存器；字节序适用于字节，不是位
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如果改变字节的显示大小，这个也很好理解
书写或显示值：0x1234567887654321（小端序放入内存4个字节为一个整体即0x87654321）
如果你改成4个字节为整体来显示，它首先要把值放到内存里面然后再显示出来，0x87654321为一个整体放到最小内存地址的地方，0x12345678继续放
而寄存器为大端序（与书写或显示值保持一致）：即0x1234567887654321
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改成4个字节为整体来显示，源代码中的变量的值即为书写或显示值
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基于以上理解，对于所有的反汇编软件而已，只需要关注书写或显示值是什么，几个字节为整体来显示，即可区分它们不同的大小端风格。

比如GDB，你要求它已2，4，8字节为整体，它就表现出了大端序的风格：你把0x55，0x48从内存取出来，放到书写或显示值中为0x4855（因为从内存读取到显示值为小端序），然后再对比2，4，8字节为整体的显示风格（所谓的大小端风格就出来了）
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3.计算机寄存器

3.1 内存层次结构

教学视频：https://youtu.be/Zph6GkevMzo?si=_IHWYgY5urjjTZ7h

幻灯片：https://gitlab.com/opensecuritytraining/arch100x_slides_and_subtitles

3.2 x86-64 通用寄存器

教学视频：https://youtu.be/T9FUYHrnLUM?si=G3Ripj1rufABhRdH

x86-64 寄存器速查表：https://ost2images.s3.amazonaws.com/Arch101_x86-64_Asm/CheatSheet_x86-64_Registers.pdf

3.3 英特尔推荐的寄存器约定

教学视频：https://youtu.be/_HOfsOFhFxw?si=LGN6CyjfPafTG-XR

Intel Arch v1 Section 3.4.1 - General-Purpose Registers, page 3-11

微软编译器寄存器约定： https://docs.microsoft.com/en-us/cpp/build/x64-software-conventions?view=msvc-160

这些是英特尔给编译器开发者（以及汇编手写代码者）的建议。寄存器并不强制要求必须这样使用，但如果你看到它们被这样用了，就会明白其中的缘由。不过我对部分描述做了简化
RAX - 存储函数的返回值
RBX - 指向数据段的基址指针
RCX - 用于字符串和循环操作的计数器
RDX - I/O（输入/输出）指针
RSI - 字符串操作的源索引指针（Source Index）
RDI - 字符串操作的目的索引指针（Destination Index）
RSP - 栈顶指针（Stack Pointer）
RBP - 栈帧基址指针（Base Pointer）
RIP - 指向下一条待执行指令的指针（即“指令指针”，Instruction Pointer）

4.你的第一条指令：空操作 (NOP)

posted @ 2026-07-25 19:09  sec875  阅读(2)  评论(0)    收藏  举报