[PE结构分析] 8.输入表结构和输入地址表（IAT）

在 PE文件头的 IMAGE_OPTIONAL_HEADER 结构中的 DataDirectory(数据目录表) 的第二个成员就是指向输入表的。每个被链接进来的 DLL文件都分别对应一个 IMAGE_IMPORT_DESCRIPTOR (简称IID) 数组结构。

typedef struct _IMAGE_IMPORT_DESCRIPTOR {
    union {
        DWORD   Characteristics;            // 0 for terminating null import descriptor
        DWORD   OriginalFirstThunk;         // RVA to original unbound IAT (PIMAGE_THUNK_DATA)
    } DUMMYUNIONNAME;
    DWORD   TimeDateStamp;                  // 0 if not bound,
                                            // -1 if bound, and real date	ime stamp
                                            // in IMAGE_DIRECTORY_ENTRY_BOUND_IMPORT (new BIND)
                                            // O.W. date/time stamp of DLL bound to (Old BIND)

    DWORD   ForwarderChain;                 // -1 if no forwarders
    DWORD   Name;
    DWORD   FirstThunk;                     // RVA to IAT (if bound this IAT has actual addresses)
} IMAGE_IMPORT_DESCRIPTOR;
typedef IMAGE_IMPORT_DESCRIPTOR UNALIGNED *PIMAGE_IMPORT_DESCRIPTOR;

在这个 IID数组中，并没有指出有多少个项(就是没有明确指明有多少个链接文件)，但它最后是以一个全为NULL(0) 的 IID 作为结束的标志。

下面只摘录比较重要的字段：

OriginalFirstThunk

它指向first thunk，IMAGE_THUNK_DATA，该 thunk 拥有 Hint 和 Function name 的地址。

Name

它表示DLL 名称的相对虚地址（译注：相对一个用null作为结束符的ASCII字符串的一个RVA，该字符串是该导入DLL文件的名称。如：KERNEL32.DLL）。

FirstThunk

它包含由IMAGE_THUNK_DATA定义的 first thunk数组的虚地址，通过loader用函数虚地址初始化thunk。

在Orignal First Thunk缺席下，它指向first thunk：Hints和The Function names的thunks。

下面来解释下OriginalFirstThunk和FirstThunk。就个人理解而言：

1. 在文件中时，他们都分别指向一个RVA地址。这个地址转换到文件中，分别对应两个以 IMAGE_THUNK_DATA 为元素的的数组，这两个数组是以一个填充为 0 的IMAGE_THUNK_DATA作为结束标识符。虽然他们这两个表位置不同，但实际内容是一模一样的。此时，每个 IMAGE_THUNK_DATA 元素指向的是一个记录了函数名和相对应的DLL文件名的 IMAGE_IMPORT_BY_NAME结构体。

2. 为什么会有两个一模一样的数组呢？是有原因的：

OriginalFirstThunk 指向的数组通常叫做  hint-name table，即 HNT ，他在 PE 加载到内存中时被保留了下来且永远不会被修改。但是在 Windows 加载过 PE 到内存之后，Windows 会重写 FirstThunk 所指向的数组元素中的内容，使得数组中每个 IMAGE_THUNK_DATA 不再表示指向带有函数描述的 IMAGE_THUNK_DATA 元素，而是直接指向了函数地址。此时，FirstThunk 所指向的数组就称之为输入地址表（Import Address Table ，即经常说的 IAT）。

重写前：

重写后：

 

（以上两张图片来自：http://www.dematte.org/2006/03/04/InterceptingWindowsAPIs.aspx）

typedef struct _IMAGE_THUNK_DATA32 {
    union {
        DWORD ForwarderString;      // PBYTE  指向一个转向者字符串的RVA
        DWORD Function;             // PDWORD 被输入的函数的内存地址
         DWORD Ordinal;              // 被输入的 API 的序数值
         DWORD AddressOfData;        // PIMAGE_IMPORT_BY_NAME   指向 IMAGE_IMPORT_BY_NAME
    } u1;
} IMAGE_THUNK_DATA32;
typedef IMAGE_THUNK_DATA32 * PIMAGE_THUNK_DATA32;

根据 _IMAGE_THUNK_DATA32 所指虚拟地址转到文件地址可以得到实际的 _IMAGE_IMPORT_BY_NAME 数据

typedef struct _IMAGE_IMPORT_BY_NAME {
    WORD   Hint;     // 序号 

    CHAR   Name[1];  // 实际上是一个可变长的以0为结尾的字符串

} IMAGE_IMPORT_BY_NAME, *PIMAGE_IMPORT_BY_NAME;

例如有程序：

文字版：

#include <windows.h>
int WINAPI WinMain(_In_ HINSTANCE hInstance, 
    _In_opt_ HINSTANCE hPrevInstance,
    _In_ LPSTR lpCmdLine,
    _In_ int nShowCmd)
{
    MessageBoxA(0, "hello", "my message", MB_OK);
    SetWindowTextA(0, "Si Wang");
    
    return 0;
}

此程序使用了两个 Windows API ： MessageBoxA 和 SetWindowTextA

编译得到程序（为简化说明，区段位置由软件计算出）：

我们试着找出 MessageBoxA。首先分析 PE 头文件，找到导出表在文件中的位置：

输入表位置在 .rdata 区段内， 0x2264 – 0x2000 = 0x0264 得到偏移量。加上文件地址 0x0E00 得到实际文件偏移量（0x0E00 + 0x264 = 0x1064）：0x1064。

接下来查看 0x1064 处：

可以得到三个 DLL 的描述，最后一个_IMAGE_IMPORT_DESCRIPTOR 以0填充表示结束：

那么只要一个个查看每个DLL对应的数据就能找到，不过之前我把所有的数据都看了下，在第一个DLL中

根据第一个DLL描述的 OriginalFirstThunk 的 0x2350 转换可以知道，_IMAGE_THUNK_DATA32 在文件的 0x1150处，FirstThunk 指向的数据相同：

于是就得到了文件中的 MessageBoxA 的信息。

最后，在内存中 FirstThunk 所指位置上的_IMAGE_THUNK_DATA32 数组被 Windows 加载后被重写后就成了传说中的 IAT ，Import Address Table，输入地址表。使用 OllyDbg 查看运行时情况：