滴水逆向-重定位表

相关知识点

文字版知识点

摘自WINNT.H
//
// Optional header format.
//

typedef struct _IMAGE_OPTIONAL_HEADER {
    //
    // Standard fields.
    //

    WORD    Magic;
    BYTE    MajorLinkerVersion;
    BYTE    MinorLinkerVersion;
    DWORD   SizeOfCode;
    DWORD   SizeOfInitializedData;
    DWORD   SizeOfUninitializedData;
    DWORD   AddressOfEntryPoint;
    DWORD   BaseOfCode;
    DWORD   BaseOfData;

    //
    // NT additional fields.
    //

    DWORD   ImageBase;
    DWORD   SectionAlignment;
    DWORD   FileAlignment;
    WORD    MajorOperatingSystemVersion;
    WORD    MinorOperatingSystemVersion;
    WORD    MajorImageVersion;
    WORD    MinorImageVersion;
    WORD    MajorSubsystemVersion;
    WORD    MinorSubsystemVersion;
    DWORD   Win32VersionValue;
    DWORD   SizeOfImage;
    DWORD   SizeOfHeaders;
    DWORD   CheckSum;
    WORD    Subsystem;
    WORD    DllCharacteristics;
    DWORD   SizeOfStackReserve;
    DWORD   SizeOfStackCommit;
    DWORD   SizeOfHeapReserve;
    DWORD   SizeOfHeapCommit;
    DWORD   LoaderFlags;
    DWORD   NumberOfRvaAndSizes;
    IMAGE_DATA_DIRECTORY DataDirectory[IMAGE_NUMBEROF_DIRECTORY_ENTRIES];
} IMAGE_OPTIONAL_HEADER32, *PIMAGE_OPTIONAL_HEADER32;

// Directory Entries

#define IMAGE_DIRECTORY_ENTRY_EXPORT          0   // Export Directory
#define IMAGE_DIRECTORY_ENTRY_IMPORT          1   // Import Directory
#define IMAGE_DIRECTORY_ENTRY_RESOURCE        2   // Resource Directory
#define IMAGE_DIRECTORY_ENTRY_EXCEPTION       3   // Exception Directory
#define IMAGE_DIRECTORY_ENTRY_SECURITY        4   // Security Directory
#define IMAGE_DIRECTORY_ENTRY_BASERELOC       5   // Base Relocation Table
#define IMAGE_DIRECTORY_ENTRY_DEBUG           6   // Debug Directory
//      IMAGE_DIRECTORY_ENTRY_COPYRIGHT       7   // (X86 usage)
#define IMAGE_DIRECTORY_ENTRY_ARCHITECTURE    7   // Architecture Specific Data
#define IMAGE_DIRECTORY_ENTRY_GLOBALPTR       8   // RVA of GP
#define IMAGE_DIRECTORY_ENTRY_TLS             9   // TLS Directory
#define IMAGE_DIRECTORY_ENTRY_LOAD_CONFIG    10   // Load Configuration Directory
#define IMAGE_DIRECTORY_ENTRY_BOUND_IMPORT   11   // Bound Import Directory in headers
#define IMAGE_DIRECTORY_ENTRY_IAT            12   // Import Address Table
#define IMAGE_DIRECTORY_ENTRY_DELAY_IMPORT   13   // Delay Load Import Descriptors
#define IMAGE_DIRECTORY_ENTRY_COM_DESCRIPTOR 14   // COM Runtime descriptor

1.程序加载的过程

一个exe文件会被拉伸加载至内存，加载完成之后她在内存获得了她想要的那份内存空间，同时exe
需要加载dll模块，此时也会占用内存空间；

特别说明：
（1）一般情况下，EXE都是可以按照ImageBase的地址进行加载的.因为Exe拥有自己独立的4GB 的虚拟内存空间
   但DLL 不是  DLL是有EXE使用它，才加载到相关EXE的进程空间的.
（2）为了提高搜索的速度，模块间地址也是要对齐的 模块地址对齐为10000H 也就是64K
	10000H --> 65536D --> 65536byte --> 65536/1024=64K

2.为什么要用重定位表

打开一个程序，观察一下全局变量的反汇编

00401D58 A1 44 CA 42 00       mov         eax,[x (0042ca44)]
00401D5D 50                   push        eax
00401D5E 68 EC 91 42 00       push        offset string "%d
" (004291ec)
00401D63 E8 28 62 00 00       call        printf (00407f90)

编译时生成的地址 = ImageBase + RVA
这个地址在程序编译完成后，已经写入文件了
那假设，程序在加载的时候，没有按照预定的400000 载入到指定的位置
但程序执行的时候，仍然会按照0042ca44 和 004291ec 的地址去使用这个值！

（1）也就是说，如果程序能够按照预定的ImageBase来加载的话，那么就不需要重定位表
这也是为什么exe很少有重定位表，而DLL大多都有重定位表的原因
（2）一旦某个模块没有按照ImageBase进行加载，那么所有类似上面中的地址就都需要修正，否则，引用的地址就是无效的.
（3）一个EXE中，需要修正的地方会很多，那我们如何来记录都有哪些地方需要修正呢？
答案就是重定位表

重定位表定位

数据目录项的第6个结构，就是重定位表.

typedef struct _IMAGE_DATA_DIRECTORY {
    DWORD   VirtualAddress;
    DWORD   Size;
} IMAGE_DATA_DIRECTORY, *PIMAGE_DATA_DIRECTORY;

上面的VirtualAddress同样需要从RVA转到FOA

typedef struct _IMAGE_BASE_RELOCATION {
	DWORD   VirtualAddress;
    DWORD   SizeOfBlock;
} IMAGE_BASE_RELOCATION;
typedef IMAGE_BASE_RELOCATION ，* PIMAGE_BASE_RELOCATION;

下面重定位表是摘自WINNT.T

typedef struct _IMAGE_BASE_RELOCATION {
    DWORD   VirtualAddress;
    DWORD   SizeOfBlock;
//  WORD    TypeOffset[1];
} IMAGE_BASE_RELOCATION;
typedef IMAGE_BASE_RELOCATION UNALIGNED * PIMAGE_BASE_RELOCATION;

#define IMAGE_SIZEOF_BASE_RELOCATION         8

解析说明：

（1）通过IMAGE_DATA_DIRECTORY结构的VirtualAddress
属性 找到第一个IMAGE_BASE_RELOCATION

（2）判断一共有几块数据：
最后一个结构的VirtualAddress与SizeOfBlock都为0

（3）具体项 宽度：2字节
也就是这个数据
内存中的页大小是1000H 也就是说2的12次方 就可以表示
一个页内所有的偏移地址 具体项的宽度是16字节 高四位
代表类型：值为3 代表的是需要修改的数据 值为0代表的是
用于数据对齐的数据，可以不用修改.也就是说 我们只关注
高4位的值为3的就可以了.
1000H --> 4096D --> 2的12次方
12 + 4 = 16 bit

（4）VirtualAddress 宽度：4字节
当前这一个块的数据，每一个低12位的值+VirtualAddress 才是
真正需要修复的数据的RVA
真正的RVA = VirtualAddress + 具体项的低12位

（5）SizeOfBlock 宽度：4字节
当前块的总大小
具体项的数量 = (SizeOfBlock - 8)/2
这是指具体要修改的项

课后练习相关代码演示

#include "stdafx.h"
#include <windows.h>
#include "stdlib.h"
#include "stdio.h"


#define FilePath_In "C:\cntflx\dtljkcntf.dll"
#define debug 0

//RVA格式转换FOA  --- RvaToFileOffset
DWORD RvaToFileOffset(IN LPVOID pFileBuffer,IN DWORD dwRva)
{
    PIMAGE_DOS_HEADER pDosHeader = NULL;
    PIMAGE_NT_HEADERS pNTHeader = NULL;
    PIMAGE_FILE_HEADER pPEHeader = NULL;
    PIMAGE_OPTIONAL_HEADER32 pOptionHeader = NULL;
    PIMAGE_SECTION_HEADER pSectionHeader = NULL;
    DWORD numberOfSection = 0;
    DWORD dwFOAValue = 0;

    //判断指针是否有效
    if (!pFileBuffer)
    {
        printf("pFileBuffer 指针无效
");
        return 0;
    }
    //判断是否是有效的MZ标志
    if (*((PWORD)pFileBuffer) != IMAGE_DOS_SIGNATURE)
    {
        printf("pFileBuffer不是有效的MZ标志
");
        return 0;
    }
    //判断是否是一个有效的PE标志
    pDosHeader = (PIMAGE_DOS_HEADER)pFileBuffer;
    if (*((PWORD)((DWORD)pFileBuffer+pDosHeader->e_lfanew)) != IMAGE_NT_SIGNATURE)
    {
        printf("pFileBuffer不是一个有效的PE标志
");
        return 0;
    }

    //printf("当前的Rva地址: %#X 
",dwRva);
    pNTHeader = (PIMAGE_NT_HEADERS)((DWORD)pFileBuffer+pDosHeader->e_lfanew);
    pPEHeader = (PIMAGE_FILE_HEADER)((DWORD)pNTHeader+0x04);
    pOptionHeader = (PIMAGE_OPTIONAL_HEADER32)((DWORD)pPEHeader+IMAGE_SIZEOF_FILE_HEADER);
    pSectionHeader = (PIMAGE_SECTION_HEADER)((DWORD)pOptionHeader + pPEHeader->SizeOfOptionalHeader);

    //定义个临时节表指针进行下面的计算操作
    numberOfSection = pPEHeader->NumberOfSections;
    PIMAGE_SECTION_HEADER pTempSectionHeader = pSectionHeader;


    //判断dwRva所处的节
    if (dwRva <= pOptionHeader->SizeOfHeaders)
    {
        return (DWORD)dwRva;
    }
    //上面是判断如果rva地址所处的节在第一个节之前那么直接返回rva的地址；
    //否则下面就是开始遍历查找节；
    else
    {
        for (DWORD n = 0; n < numberOfSection; n++)
        {//下面是判断在哪个节的范围，然后根据rva所在的地址减去所在节的VirtualAddress得到的偏移值加上文件中对应节的偏移值PointerToRawData
            if ((dwRva >= pTempSectionHeader[n].VirtualAddress) && (dwRva < pTempSectionHeader[n].VirtualAddress + pTempSectionHeader[n].Misc.VirtualSize))
            {
                dwFOAValue = dwRva - pTempSectionHeader[n].VirtualAddress + pTempSectionHeader[n].PointerToRawData;
            }
        }
    }
    return dwFOAValue;
}

DWORD ReadPEFile(IN LPSTR lpszFile,OUT LPVOID* pFileBuffer )
{
	FILE	*pFile		=	NULL;
	DWORD	fileSize	=	0;			//文件大小
	LPVOID	pTempFileBuffer	=	NULL;	//缓冲区首地址


	pFile = fopen(lpszFile,"rb");	//打开文件
	if(!pFile)
	{
		printf("打开文件失败");
		return NULL;
	}

	//读取文件大小
	fseek(pFile,0,SEEK_END);		//将指针从开始的位置移动到末尾
	fileSize = ftell(pFile);		//获取数据大小

	//分配缓冲区（申请内存）
	pTempFileBuffer = malloc(fileSize);
	if(!pTempFileBuffer)
	{
		printf("分配空间失败");
		fclose(pFile);
		return NULL;
	}

	//将文件数据读取到缓冲区
	fseek(pFile,0,SEEK_SET);	//将指针指向开始
	size_t n = fread(pTempFileBuffer,fileSize,1,pFile);	//将数据读取到缓冲区中
	if(!n)
	{
		printf("读取数据失败");
		free(pTempFileBuffer);		//释放内存
		fclose(pFile);			//关闭文件
		return NULL;
	}

	//关闭文件
	*pFileBuffer = pTempFileBuffer;
	pTempFileBuffer = NULL;
	fclose(pFile);				//关闭文件
	return fileSize;
}


DWORD GetDataDirectoyOfBaseRelocation(IN PVOID pFileBuffer)
{
    // 初始化PE头部结构体
    PIMAGE_DOS_HEADER pDosHeader = NULL;
    PIMAGE_NT_HEADERS pNTHeader = NULL;
    PIMAGE_FILE_HEADER pPEHeader = NULL;
    PIMAGE_OPTIONAL_HEADER32 pOptionHeader = NULL;
    PIMAGE_SECTION_HEADER pSectionHeader = NULL;
    PIMAGE_DATA_DIRECTORY pDataDirectory = NULL;
    PIMAGE_BASE_RELOCATION pBaseRelocation = NULL;
    DWORD RVA_BaseRelocationTable = 0;
    DWORD SizeOfBlock_BaseRelocationTable = 0;
    
    // 判断指针是否有效
    if (!pFileBuffer)
    {
        printf("pFileBuffer不是有效的指针
");
        return 0;
    }
    //判断是否是有效的MZ标志
    if (*((PWORD)pFileBuffer) != IMAGE_DOS_SIGNATURE)
    {
        printf("pFileBuffer不是有效的MZ文件
");
        return 0;
    }
    //判断是否是一个有效的PE标志
    pDosHeader = (PIMAGE_DOS_HEADER)pFileBuffer;
    if (*((PWORD)((DWORD)pFileBuffer+pDosHeader->e_lfanew)) != IMAGE_NT_SIGNATURE)
    {
        printf("pFileBuffer不是一个有效的PE标志
");
        return 0;
    }
    
    // 强制结构体类型转换
    pNTHeader = (PIMAGE_NT_HEADERS)((DWORD)pFileBuffer + pDosHeader->e_lfanew);
    pPEHeader = (PIMAGE_FILE_HEADER)((DWORD)pNTHeader + 0x04); // 这里必须强制类型转换
    pOptionHeader = (PIMAGE_OPTIONAL_HEADER32)((DWORD)pPEHeader + IMAGE_SIZEOF_FILE_HEADER);
    pSectionHeader = (PIMAGE_SECTION_HEADER)((DWORD)pOptionHeader + pPEHeader->SizeOfOptionalHeader);
    //pSectionHeader = (PIMAGE_SECTION_HEADER)(pNTHeader+0x01);
    //上述表示节表指针pSectionHeader的另一种写法，就是通过NT头的这个一个整体的结构体宽度进行移动；
    //因为NT头整体结构体宽度是4+20+224=248 --> 16进制F8，通过加0x01就直接移动F8的字节，刚好落在节表位置；
    pDataDirectory = (PIMAGE_DATA_DIRECTORY)pOptionHeader->DataDirectory;

    //定位重定位表VirtualAddress，即RVA地址
    RVA_BaseRelocationTable = pDataDirectory[IMAGE_DIRECTORY_ENTRY_BASERELOC].VirtualAddress;
    //定位重定位表SizeOfBlock, 即块的大小
    SizeOfBlock_BaseRelocationTable = pDataDirectory[IMAGE_DIRECTORY_ENTRY_BASERELOC].Size;

    if (!debug)
    {
        printf("重定位表VirtualAddress地址: %#010X
", RVA_BaseRelocationTable);
        printf("重定位表SizeOfBlock大小: %#010X
", SizeOfBlock_BaseRelocationTable);
    }
    
    if (!RVA_BaseRelocationTable)
    {
        printf("这个程序没有导出表.
");
        return 0;
    }

    //重定位表FOA地址,这里的FOA地址是为从数据目录数组[5]获取的RVA并转换为FOA，目的是为了下面
    //偏移到FileBuffer中准确的BaseRelocation重定位表起始位置
    DWORD FOA_BaseRelocationTable = RvaToFileOffset(pFileBuffer,RVA_BaseRelocationTable);

    //定位重定位表文件偏移的位置，即：FIleBuffer的文件偏移
    pBaseRelocation = (PIMAGE_BASE_RELOCATION)((DWORD)pFileBuffer + FOA_BaseRelocationTable);

    if (!debug)
    {
        printf("重定位表FOA地址: %#010X
", FOA_BaseRelocationTable);
        printf("重定位表文件偏移地址: %#010X
", pBaseRelocation);
    }

    //定义节里面名称的数组变量，并置为0
    BYTE secName[9] = {0};//这里是定义9个宽度的字节数组并置为0，为后面的节操作做准备

    //
    for (DWORD i = 0;pBaseRelocation->SizeOfBlock && pBaseRelocation->VirtualAddress; i++)
    {
        //参数pVirtualOfFOA_BaseReloc的FOA地址是从重定位表处获取的VirtualAddress将其转换为FOA地址；
        DWORD pVirtualOfFOA_BaseReloc = RvaToFileOffset(pFileBuffer,pBaseRelocation->VirtualAddress);
        DWORD pSizeOfBlock_BaseReloc = (pBaseRelocation->SizeOfBlock - 8)/2;
        /*上面是根据VirtualAddress，SizeOfBlock总共占8个字节，SizeOfBlock是当前块的中大小
        进行计算，为了算出真正具体项的数量，然后判断哪些是需要修改的项;
        
        具体项宽度：2字节
        也就是这个数据,内存中的页大小是1000H 也就是说2的12次方 就可以表示,一个页内所有的偏移地址
        具体项的宽度是16字节高四位,代表类型：值为3代表的是需要修改的数据值为0代表的是,用于数据对齐的数据
        可以不用修改.也就是说 我们只关注高4位的值为3的就可以了.
        1000H --> 4096D --> 2的12次方
        12 + 4 = 16 bit
        */

        //开始通过计算确定该结构所属哪个节里面
        for (DWORD j = 0; j < pPEHeader->NumberOfSections; j++)
        {
            DWORD pLowAddressOfFoa = RvaToFileOffset(pFileBuffer,pSectionHeader[j].VirtualAddress);
            DWORD pHighAddressOfFoa = RvaToFileOffset(pFileBuffer,pSectionHeader[j].Misc.VirtualSize);

            if (pVirtualOfFOA_BaseReloc >= pLowAddressOfFoa && pVirtualOfFOA_BaseReloc <= pHighAddressOfFoa)
            {
                memcpy(secName,pSectionHeader[j].Name,8);
                break;
            }
        }
        //下面是打印本页的主要信息
        printf("节:%X -> 重定位表VA:%#010X -> 节的名称:%s -> 具体项大小:%#010X
",
            i,pBaseRelocation->VirtualAddress,secName,pSizeOfBlock_BaseReloc);
        
        //打印一个页中所有重定位信息和地址

        //下面是通过偏移8个字节指向块中第一个具体项，因为宽度是2个字节，所以使用WORD并带指针类型
        WORD* recAddr = (WORD*)((BYTE*)pBaseRelocation+0x08);
        
        for(j=0; j<pSizeOfBlock_BaseReloc; j++)//每个结构的内容进行遍历
        {
            /*下面算法解释：
            第一行代码：通过获得的第一个具体项2个字节的地址与0x0FFF进行与操作，结果就去除了高4位;
            然后就得到了准确的后面12位的偏移，刚好是咱想要的，直接按照算法来操作，使用该节所属的
            VirtualAddress进行相加偏移，当然这里的VirtualAddress是需要转换为FOA的地址之后进行计算
            此时便得到了准确需要偏移的值offset参数，通过这个参数进行偏移可得到准确的需要修改的偏移
            地址，而参数type，就是我们所说的高4位代表一个类型，我们需要使用右移的方式将其置为0x0011
            也就是3，所以代码中操作对其进行右移12位即可得到0x0011-->3;
            这里回顾下右移：因为int如果是有符号的整形数,最左端的1位是符号位，0正1负，而现在我们的最
            左端是0011，符号位是0表示正，那么右移的时候前面补0即可，所以移动12位置之后type参数的结果
            就是0x0011->3

            下面是计算其中一个节的具体数据例子：
            节:0 -> 重定位表VA:0X00001000 -> 节的名称:.text -> 具体项大小:0X00000088
            recAddr[j]:0X0000315F ---> 0x315F ---> 0011 0001 0101 1111
            offset:0X0000115F     ---> 0011 0001 0101 1111 & 0000 1111 1111 1111 --->0x015F
            0x015F + 0x1000 = 0x115F ---> offset:0X0000115F
            type:0X00000003  ---> 0011 0001 0101 1111 >> 12 ---> 0000 0000 0000 0011 --> 0x0011 --> 3
            0X0000215F,0X00000003
            */
            DWORD pRepair_RvaOffset = (recAddr[j] & 0x0FFF) + pVirtualOfFOA_BaseReloc;
            //printf("recAddr[j]:%#010X 
",recAddr[j]);
            //printf("offset:%#010X 
",offset);
            WORD type = recAddr[j] >> 12;//三位
            //printf("type:%#010X 
",type);
            
            if(type!=0)
            {
                printf("%#010X,%#010X
",pRepair_RvaOffset,type);
                //	system("pause");
            }
        }
        memset(secName, 0, 9);
        pBaseRelocation = (PIMAGE_BASE_RELOCATION )((BYTE *)pBaseRelocation + pBaseRelocation->SizeOfBlock);
    }
    return 0;
}

void PrintBaseRelocation()
{
    LPVOID pFileBuffer = NULL;
    DWORD FileBufferSize = 0;
    DWORD BaseName_FunctionAddr = 0;
    DWORD BaseOrdinals_FUnctionAddr = 0;
    
    //File-->FileBuffer
    FileBufferSize = ReadPEFile(FilePath_In,&pFileBuffer);
    if (FileBufferSize == 0 || !pFileBuffer)
    {
        printf("文件-->缓冲区失败
");
        return ;
    }
    printf("FileBufferSize: %#X 
",FileBufferSize);

    GetDataDirectoyOfBaseRelocation(pFileBuffer);
    
    free(pFileBuffer);
}

int main(int argc, char* argv[])
{
    PrintBaseRelocation();
    printf("Hello World That Fuck Successfully!
");
    return 0;
}

• 由于需要修改的重定位表信息过多，默认使用VC6 打印出来，显示不全，所以我这配置好环境变量通过命令行编译，并修改命令显示参数；
• 相关命令行配置bat如下：其他配置参加为博客文章

@echo off

cd C:cntflxcommandlx
del *.obj
del *.exe
cl /c /W3 /WX C:cntflxcommandlxpelx.cpp
link pelx.obj
pelx.exe
pause

• 展示结果
  
  
  
  省略一部分.........
  
  
  
• 工具解析验证
  
• 手工打开winhex比对验证
• 首先是根据得出的FOA地址0x35000定位到重定位表位置，然后比对；
  
• 根据上面结果，再比对工具里面的内容，可确认解析成功，没问题；