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[原创]学写压缩壳心得系列之二掌握PE结构，曲径通幽

发表于: 2012-2-5 17:41 16766

[原创]学写压缩壳心得系列之二掌握PE结构，曲径通幽

小小的心

2012-2-5 17:41

16766

1.数据与指令，以及加载前期相关概念(已完成)
2.pe文件的结构解析(已完成)
3.pe文件load的过程(已完成)
4.壳的处理(已完成)

PE文件中的结构众多，但是其实，这些结构一多半是告诉loader怎么去加载自身PE的。正常的PE文件总是很严格去填充自身的内部结构，但是也有一小部分变形PE文件没有那么的中规中矩，所以PE结构中有的信息到了loader可能最终也只是起到了一个校验作用。在纵观PE整个大结构的时候，不应该去拘泥于每一个数据结构的特征，应该从大体上去把握它。本文试图通过loader加载方式的类比和举例的角度，介绍了loader是如何讲PE结构中相关重要数据进行加载的。因为介绍PE的优秀文章有很多加上作者水平很有限，如果有错误，请各位指正。

下面，就开始逐一的介绍相关重要的结构：
1.各种表头
  1.1 Dos表头
  1.2 pe文件头
  1.3 区块表头
2.导入表
3.导出表
4.重定位表
5.资源
6.附加数据

1.表头

一共包含了有三个类型的表头，一个是Dos表头，目的是为了兼容以前的平台。一个是pe文件头，包含了pe自身加载的各个配置信息，还有一个就是区块表头，包含pe文件各个区块的信息。整个表头，就给loader提供了一个这样的信息：“这个PE是什么属性，整个PE如何在内存分布的，又会被加载到哪里去“。

1.1 Dos表头
为了兼容以前的DOS平台，MS在设计的PE格式的时候考虑到了MS-DOS头部。其中有一个结构是MZ值，也就是相对偏移00处。在壳程序判断是否是PE文件的时候，这个是条件之一。另一个条件就是距离偏移0X3Ch处。这里保存了一个地址，这个地址指向了（PE header）PE文件头。这个才是装载器开始装载真正意义上的PE开始的地方。在相对于PE header偏移0h的地方，保存着一个“PE”标识。

根据上面两个信息，我们就可以判断被加壳的文件是否为PE文件了。

1.2 pe文件头
PE标识的下面一个偏移，就是FILE_HEADER了，它被称之为PE头，其中相对FILE_HEADER偏移0x06h的NumberOfSections表示的是文件的块数目。0x14h偏移处的SizeOfOptionalHeader表示的是可选头的大小，这个值可以用来定位节表可选头OptionalHeader的大小。

PE头0x18h偏移处就是OptionalHeader了。OptionalHeader是PE中相对重要的结构。虽然译做可选头，但是里面的很多选项都是必选的。

其中以下的结构是比较重要的：

AddressOfEntryPoint
指出文件载入内存后，代码开始执行的地方，也就是我们常说的OEP。例如我们对文件进行加壳之后，原来的入口点保存后，修改其中的值，指向外壳代码，使加壳的后PE能够先进行解压，再跳到原始的入口点继续运行。

ImageBase
指出文件的优先装入地址。Loader优先将文件装入到由ImageBase字段指定的地址中，若指定地址装载失效，才被装入到其他地址中。
EXE文件通常即指定，即装载，所以EXE总是能够按照这个地址装入。因为ms为每一个exe文件设定了单独的4GB进程空间，对于装载来说，exe的地位是优先的，所以总能够保证其装载ImageBase成功。
而DLL文件来说，不能保证优先装入地址没有被其他的DLL使用，因为一个exe可以装载不同的dll到其地址空间去，所以DLL通常含有重定位信息来进行二次定位，即该地址若被占用，调用重定位表的偏移，重新定位。

SectionAlignment 和 FileAlignment
这里即是内存对齐粒度和文件对齐粒度，参见第一篇的阐述。

DataDirectory
数据表它由16个相同的IMAGE_DATA_DIRECTORY结构组成，因为PE文件中有很多的表块，例如导入表，导出表，重定位表等等，这样就需要有一个结构，保存着这些表的相关信息，来告诉Loader去加载哪里并且如何加载这些表。IMAGE_DATA_DIRECTORY结构指出了某种数据表的位置和长度。

1.3 区块表头
紧跟在IMAGE_NT_HEADERS后面的是区块表。在未载入这个块表信息之前Loader只知道根据前面提供的NumberOfSections，知道有多少个块，可是块的大小，块的各个偏移和名称却不知道，所以有一个结构来告诉Loader。这样loader就可以按照载入的规则将所以的块信息放入内存了。

注意：在进行区块装载的时候，有可能被装载的PE是个变形文件，所以，当其结构提供的数据代码和loader装载规律不一致的时候，就要按照loader对齐粒度来进行装载了。

那么如何读取了，首先要定位到各个头的起始位置（参见前面介绍的判断是否是PE文件中的方法定位），因为偏移是固定的，只需移动的固定的偏移读取即可。

至此，头表的重要结构都介绍完毕了，我们发现，这些结构都是按照固定偏移寻址读取的，告诉loader怎么去装载PE文件的，从宏观上，大致的表述了一个PE文件粗枝大叶的部分。可以说，这就如同之前所形容的那样，loader只是将这些作为数据来对待，进行读取，然后和自身的装载规则作比较。

下面就来介绍PE中比较重要的几个区块：
2.导入表
  Exe要用到外部DLL提供函数，在装载的时候，loader需要将各个函数的地址分配过去。在生成exe的时候，连接器为了统一一种形式将所有的调用函数统一成call [xxxxxxxx]的形式，而这个地址一开始会被PE文件预留，只有当要被加载的时候，loader进行填充真正的函数地址到xxxxxxxx地址处。

例如某一处的代码：

00401000  CALL  [[COLOR="Red"]00404000[/COLOR]]

 Dword OriginalFirstThunk //输入名称表结构 IMAGE_THUNK_DATA ->指向 IMAGE_IMPORT_BY_NAME
  Dword TimeDateStamp 
  Dword ForwarderChain 
  Dword Name1             //DLL名字指针
  Dword FirstThunk        //输入地址表结构 IMAGE_THUNK_DATA ->指向 IMAGE_IMPORT_BY_NAME

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