汇编指令级混淆器
之前在脱壳的时候遇到不少的花指令,指令膨胀,虚拟机之类的壳, 然后想要尝试一下也弄一个这样的壳, 于是便有了写一个指令混淆器的想法, 起初是想写一个直接对opcode进行混淆膨胀的混淆器的, 难度不是一般地小, 这其中包括了膨胀之后call指令和jmp等以偏移作为操作数的指令的操作数的偏移量会被破坏. 虽然能写,但非常麻烦, 需要重组整个代码段, 后来就没有直接写, 写了一个汇编指令级别的混淆器尝试尝试. 这种汇编指令级别的混淆器之所以写得比较容易, 是因为汇编指令可以使用标识符来表示偏移量,而这些标识符在汇编器开始编译汇编代码时会自行计算, 因此, 在汇编指令之间插入指令完全是可行的, 如果想要将指令拆分, 只需将指令的opcode求出,然后拆分重组直接将opcode作为数据定义在源文件中交给编译器是完全没有问题的.
下面便是汇编指令混淆器的实现思路
实现思路
db伪指令不仅仅可以在数据段中定义数据, 也可以在.code 段中定义数据, 而这些数据如果被eip指向就会被当成代码执行, 如果eip永不指向它, 它虽在代码段中,但也不会被执行. 那么我们完全可以这样做:
.code
push ebp
mov ebp , esp
jmp _START
db 'this is data, this is code too'
_START:
mov eax , 1
mov esp , ebp
pop ebp
ret
这段小程序执行起来之后, 在执行了前两句之后,会接着jmp到_START标签之后, 而那段我们在代码中定义的数据将永远不会被使用到. 但有时候这种小伎俩很容易被识破 , 我们再观察另外的情况:
.rdata
g_str db 'hello' , 0
.code
push offset g_str
call ctr_cprintf ; printf("hello")
add esp , 4
上面这段代码比较正常, 调用printf函数打印hello字符串嘛. 但再看以下这段:
.code
call _PUSHSTR
db 'hello'
_PUSHSTR:
call ctr_cprintf
add esp , 4
这段代码仍然还是打印字符串hello, 但它的执行流程就没有上面的清晰了, 例如, 它运行之后, 先call到了标签_PUSHSTR处, 因为这是一条call条指令,执行之后是会将返回地址入栈的, 而入栈的地址好巧不巧正是字符串hello在代码段中的地址. 而调用printf函数时, 栈中已经保存了一个字符串的地址. 因此,最后输出的正式字符串hello. 而由于字符串被保存在了代码段中, 当这个程序被OD反编译时,将会被当成opcode解析出来.,在分析时自然就不是很好看了.
一些指令执行之后是不会产生任何作用, 例如 :
or eax,080000000h
js J_H_Z_L_XXXXX
db "hello i am a string"
J_H_Z_L_XXXXX:
and eax,0xFFFFFFFF
JCC J_H_Z_L_XXXXX
这段指令看似会有分支执行 ,但实际不会, 因为or eax,080000000h执行之后, SF符号标志位必定被置1. js指令也必定会被执行. 后续的代码也一样.
混淆器的设计
整个混淆器的工作流程是这样的:
- 从.asm文件中读取出汇编指令.
- 将该汇编指令输入给一个混淆器对象,这个混淆器对象输出包含有这条指令的混淆指令数组.(一条变多条)
- 将混淆指令数组写到另一个文件中.
- 完成.
因此, 它看起来大概是这样的:
char line[200];
vector<Instruction> vecIns;
// 获取每一行汇编源文件的代码
while( iFile.getline(line,200) ) {
// 将这行汇编指令交给混淆器对象出来, 混淆器将多行混淆后的指令输出到vector中.
if( mixer.mix( line , &vecIns ) ) {
// 混淆成功，则将混淆后的内容输出到文件
for( auto &i : vecIns ) {
oFile << i << endl;
}
}
else {
// 混淆失败则将原指令输出到文件。
oFile << line << endl;
}
}
至于混淆器对象 , 它是这样做的:
virtual bool mix( const Instruction& pInsObj , vector<Instruction>* vecMixer ) = 0;
没错,这是个纯虚函数, 因为我把指令分成了不同种类,有数据传输的,有算术运算的,有位运算的, 不同的指令有不同的混淆, 而我不想将所有的代码都放在此函数中实现, 因此, 我派生了几个混淆不同种类指令的混淆器类来,它们分别有:
- MixEngine_tran : 数据传输指令
- MixEngine_bit : 位运算指令
- MixEngine_jcc : 条件转移指令
- MixEngine_call : 调用指令
例如, 对数据传输指令的操作是这样的:
// 对数据传输指令进行简单的混淆
bool MixEngine_tran::mix(const Instruction& pInsObj, vector<Instruction>* vecMixer)
{
static int ___ = srand(time(nullptr));
if (pInsObj.type() != e_tran)
{
return false;
}
if (vecMixer == nullptr)
return false;
vecMixer->clear();
/**
* 混淆方式：
* 将预定义的指令加入到原指令的周围.
*/
char* ins[10] =
{
"add esp,2;add esp,2;sub esp,4",
"ADD EAX,ECX; NEG ECX; ADD ECX,EAX;SUB EAX,ECX;XCHG EAX,ECX",
};
int count = m_hardness > _countof(ins) ? _countof(ins) : m_hardness;
int pos = rand() % count;
for (int i = 0; i<count; ++i)
{
InstructionGroup insGrp(ins[i]);
for (auto&item : insGrp)
{
if( i == pos)
vecMixer->push_back(item);
}
}
vecMixer->push_back(pInsObj);
return true;
}
这其中, 涉及到了一个叫做Instruction的类, 这个类没什么逻辑, 它主要提供了操作一条婚变指令的功能.
const char* mnemonic( )const; // 得到指令的助记符
const char* operator1()const; // 得到指令的操作数1
const char* operator2( )const;// 得到指令的操作数2
const char* operator3( )const;// 得到指令的操作数3
void setMnemonic( const char* mnemonic ); // 设置指令的助记符
void setOperator1(const char* pOperator ); // 设置指令的操作数1
void setOperator2( const char* pOperator );// 设置指令的操作数2
void setOperator3( const char* pOperator );// 设置指令的操作数3
这个类一般接收一条字符串,例如:mov eax , 1 , 然后通过这个指令的几个成员函数, 就可以得到一条汇编指令的操作数,或者替换指令的操作数了.
还有一个InstructionGroup类, 它负责保存一组指令, 实际上就是一个vector<Instruction>
这毕竟只是花了一个下午写出来的, 因此, 只能当汇编中的高级知识来学学啦, 真心没有啥用.
代码:https://github.com/enoorez/win32-sources-mixer
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