纯手工构造超小pe

最近构造了一个微型的 PE 文件,下面把构造的方法和一点心得写出来和大家交流,也算是 
对 PE 格式的一个复习吧。 

最终构造好的文件大小是 180 字节,可以在 Win2k 下运行,运行后会弹出一个消息框。 

来看看最后生成的文件的内容: 

00000000 4D 5A 00 00 50 45 00 00 4C 01 01 00 75 73 65 72 MZ..PE..L...user 
00000010 33 32 2E 64 6C 6C 00 00 70 00 0F 01 0B 01 6A 00 32.dll..p.....j. 
00000020 B8 8C 00 40 00 50 50 6A 00 EB 05 00 1E 00 00 00 ...@.PPj........ 
00000030 FF 15 78 00 40 00 C3 00 00 00 40 00 04 00 00 00 ..x.@.....@..... 
00000040 04 00 00 00 04 00 00 00 00 00 00 00 04 00 00 00 ................ 
00000050 00 00 00 00 B4 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 ................ 
00000060 02 00 00 00 00 00 10 00 00 00 00 00 00 00 10 00 ................ 
00000070 00 10 00 00 00 00 00 00 C4 01 00 80 00 00 00 00 ................ 
00000080 00 00 00 00 9C 00 00 00 28 00 00 00 5A 54 53 B1 ........(...ZTS. 
00000090 E0 D0 B4 00 B4 00 00 00 00 00 00 00 B4 00 00 00 ................ 
000000A0 00 00 00 00 00 00 00 00 0C 00 00 00 78 00 00 00 ............x... 
000000B0 E0 00 00 E0                                      ....             

用 dumpbin 显示文件结构如下: 

FILE HEADER VALUES 
              14C machine (i386) 
                1 number of sections 
         72657375 time date stamp Sat Oct 26 21:21:57 2030 
         642E3233 file pointer to symbol table 
             6C6C number of symbols 
               70 size of optional header 
              10F characteristics 
                    Relocations strippe
                    Executable 
                    Line numbers strippe
                    Symbols strippe
                    32 bit word machine 

OPTIONAL HEADER VALUES 
              10B magic # 
           106.00 linker version 
         40008CB8 size of code 
         6A505000 size of initialized data 
            5EB00 size of uninitialized data 
               1E RVA of entry point   <---- 
           7815FF base of code 
           C30040 base of data 
           400000 image base 
                4 section alignment 
                4 file alignment 
             4.00 operating system version 
             0.00 image version 
             4.00 subsystem version 
                0 Win32 version 
               B4 size of image 
                0 size of headers 
                0 checksum 
                2 subsystem (Windows GUI) 
                0 DLL characteristics 
           100000 size of stack reserve 
                0 size of stack commit 
           100000 size of heap reserve 
             1000 size of heap commit 
                0 loader flags 
         800001C4 number of directories 
                0 [        0] RVA [size] of Export Directory 
               9C [       28] RVA [size] of Import Directory <---- 
                0 [        0] RVA [size] of Resource Directory 
                0 [        0] RVA [size] of Exception Directory 
                0 [        0] RVA [size] of Certificates Directory 
                0 [        0] RVA [size] of Base Relocation Directory 
                0 [        0] RVA [size] of Debug Directory 
                0 [        0] RVA [size] of Architecture Directory 
                0 [        0] RVA [size] of Special Directory 
                0 [        0] RVA [size] of Thread Storage Directory 
                0 [        0] RVA [size] of Load Configuration Directory 
                0 [        0] RVA [size] of Bound Import Directory 
                0 [        0] RVA [size] of Import Address Table Directory 
                0 [        0] RVA [size] of Delay Import Directory 
                0 [        0] RVA [size] of Reserved Directory 
                0 [        0] RVA [size] of Reserved Directory 

现在开始具体的步骤 

1. Dos Header 

IMAGE_DOS_HEADER STRUCT 
e_magic    <-- 4D 5A 
...    <-- 其他的都填 0 
e_lfanew   <-- 04 00 00 00 
IMAGE_DOS_HEADER ENDS 

为了把文件做得尽可能的小,所以 PE Header 准备放在文件偏移 4 的地方,本来还可以 
往前放,由于 Dos Header 的 e_lfanew 必须指向 PE Header 的偏移位置。当放在偏移 
4 的地方,Dos Header 的 e_lfanew 正好对应着 PE Header 的 SectionAlignment, 
我们只需要把 SectionAlignment 设为 4 就可以达到两个目的。 

2. PE Header 

IMAGE_NT_HEADERS STRUCT 
Signature    <-- 50 45 00 00 
FileHeader 
OptionalHeader 
IMAGE_NT_HEADERS ENDS 

下面打了 * 标志的意味着不能随便填数据,具体的数据可以参考上面 dumpbin 显示的数 
据。凡是没有打 * 标志的可以填入任意数据,我们的代码就准备塞在这些结构里面。

IMAGE_FILE_HEADER STRUCT 
Machine     * 
NumberOfSections   * 
TimeDateStamp 
PointerToSymbolTable 
NumberOfSymbols 
SizeOfOptionalHeader   * 
Characteristics    * 
IMAGE_FILE_HEADER ENDS 

IMAGE_OPTIONAL_HEADER32 STRUCT 
Magic     * 
MajorLinkerVersion 
MinorLinkerVersion 
SizeOfCode 
SizeOfInitializedData 
SizeOfUninitializedData 
AddressOfEntryPoint   * 
BaseOfCode 
BaseOfData 
ImageBase    * 
SectionAlignment   * 
FileAlignment    * 
MajorOperatingSystemVersion * 
MinorOperatingSystemVersion * 
MajorImageVersion   * 
MinorImageVersion   * 
MajorSubsystemVersion   * 
MinorSubsystemVersion   * 
Win32VersionValue   * 
SizeOfImage    * 
SizeOfHeaders    * 
CheckSum 
Subsystem    * 
DllCharacteristics   * 
SizeOfStackReserve   * 
SizeOfStackCommit   * 
SizeOfHeapReserve   * 
SizeOfHeapCommit   * 
LoaderFlags 
NumberOfRvaAndSizes   * 
DataDirectory 
IMAGE_OPTIONAL_HEADER32 ENDS 

对于 DataDirectory 中不需要的成员可以不要,只留下 Export Directory 和 Import Directory。 

整个 PE Header 的大小为 88h 字节,其中 Optional Header 的大小为 70h 字节。 

3. Section Table 

IMAGE_SECTION_HEADER STRUCT 
     Name1     <-- ZTS 编写 
     union Misc 
         PhysicalAddress 
         VirtualSize    <-- B4 00 00 00 
     ends 
     VirtualAddress    <-- 00 00 00 00 
     SizeOfRawData    <-- B4 00 00 00 
     PointerToRawData    <-- 00 00 00 00 
     PointerToRelocations   <-- 00 00 00 00 
     PointerToLinenumbers   <-- 00 00 00 00 
     NumberOfRelocations    <-- 00 00 
     NumberOfLinenumbers    <-- 00 00 
     Characteristics    <-- E0 00 00 E0 
IMAGE_SECTION_HEADER ENDS 

整个文件的内容就是节的内容,最后文件的全部内容会被完整的映射到 400000h 的地址处。 

因为映射到内存中后文件的内容后面都是 0,所以相当于节表以一个全 0 元素结束。 

4. Import 

文件只需要从 user32.dll 中输入一个函数 MessageBoxA,所以输入表中有一个非 0 成员 
和一个结束的全 0 成员。就因为要保证有一个全 0 成员来结束输入表,所以也把输入表放 
在文件的末尾,和节的情况一样,当文件被映射到内存中后,文件后面的内容都是 0,就相当 
于有一个全 0 成员。 

一个输入表成员的大小是 20 字节,在节表当中找出没有被利用的域用来放输入表,找到了从 
SizeOfRawData 开始的位置。输入表中的 originalFirstThunk ,TimeDateStamp 和 
ForwarderChain 都是没用的域,不用管他们是什么值,所以不会因为在节表中插入输入表而 
改变节表中有用的域:SizeOfRawData 和 PointerToRawData 。 

还有的就是 Name 和 FirstThunk 啦,在文件中找到偏移 0Ch 的地方写入 user32.dll,然 
后把 Name 指向偏移 0Ch,这个偏移就是文件头中 TimeDateStamp 的偏移位置。在文件中再 
找到一个偏移位置 78h 来放 IAT,然后把 FirstThunk 指向偏移 78h,这个偏移是文件头中 
NumberOfRvaAndSizes 的偏移位置。在上面虽然说了 NumberOfRvaAndSizes 域不能随便填 
数据(打了 * 标志),但这个域只要不填 2 以下的值就可以,所以我们可以利用。 

填好的样子如下: 

00000070                          C4 01 00 80 00 00 00 00 ................ 
00000080 
00000090                                      B4 00 00 00 ................ 
000000A0 00 00 00 00 00 00 00 00 0C 00 00 00 78 00 00 00 ............x... 

为了减少文件的大小,输入 MessageBoxA 函数是通过序号的方式引入的。 

手工写好输入表之后把输入表的偏移和大小填到 DataDirectory 数组的 Import Directory 
成员中去,偏移为 9Ch,大小为 28h。 

5. 代码 

所有准备工作做完就开始写代码,代码也需要从文件头中间找没用的域来存放。找找文件头发现 
还有两个地方没有被使用,一个是 MajorLinkerVersion 开始的 14 个字节,偏移为 1Eh,另 
一个是 BaseOfCode 开始的 8 个字节,偏移为 30h。 

需要的代码写好就是下面的样子: 

0000001E: 6A00             push         0 
00000020: B88C004000       mov          eax,40008C 
00000025: 50               push         eax 
00000026: 50               push         eax 
00000027: 6A00             push         0 
00000029: EB05             jmp          000000030 

00000030: FF1578004000     call         dword ptr [00400078] 
00000036: C3               ret 

把代码对应的 16 进制值填到偏移 1Eh 和 30h 处就行了。 

保存文件,所有的工作就结束了。最后把注意事项再总结一下: 

1. 如果 FileAlignment 小于 200h,则要求 FileAlignment == SectionAlignment >= 2 

2. 如果 FileAlignment 小于 200h,则要求 VirtualAddress == PointerToRawData 

3. VirtualSize <= SizeOfRawData 

4. SizeOfHeaders < SizeOfImage 

5. NumberOfRvaAndSizes >= 2 数据目录结构的数量要求不小于 2 

6. 节表和输入表都要求有一个结束的全 0 成员 




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