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[原创]VMProtect保护壳爆破步骤详解（入门级）
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发表于: 2024-5-31 16:09
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VMProtect 软件公司成立于2000年，总部位于俄罗斯叶卡捷琳堡。该公司出品的软件保护软件 VMProtect（目前版本已更新到 3.x，以下简称VMP）可以说是软件破解领域的圣杯，多年来无数逆向分析人员前赴后继，一直试图揭开 VMP 的神秘面纱。
VMP 的特色功能包括虚拟化、混淆、反调试等。本文的测试内容主要针对的是VMP的虚拟化机制，即VMP 可以将受保护的代码放到内置的虚拟机中运行，以防止反编译和破解。
VMP 代码虚拟机是一款栈机，也就是说，VMP 的代码虚拟机与被保护程序的代码处于栈空间中。基于栈的虚拟机指令集主要是通过操作栈顶元素来完成。例如，Java 虚拟机（JVM）就是一个典型的基于栈的虚拟机。与之相对应的还有基于寄存器的虚拟机。指令操作数存储在虚拟寄存器中，指令集直接对寄存器进行操作。Lua 的虚拟机（称为 Lua 虚拟机，LVM）就是基于寄存器的。
而基于栈的 VMP 虚拟机因为要维护出栈入栈，所以执行同样的操作，需要的指令较多，间接使得执行效率较差。 VMP 会让程序变得臃肿、运行速度变慢，但被保护的程序代码膨胀后，也能给逆向分析人员造成很多困扰。
（表格出自《加密与解密（第4版）》）
VMP 虚拟化流程：
系统环境：Windows 7 专业版（32 位）
IDE：Dev-C++ 5.7.1
加壳程序：VMProtect 3.4
编译得到CrackMe.exe
在输入错误密码的情况下，程序仍可打印“successful！”
（测试演示出自B站up主Rairn，文末有提供视频链接）
用 OD 加载CrackMe.exe，找到一个关键且易识别的位置，用 VMP 加密；在 OD 反汇编窗口点击右键，选择中文搜索引擎->智能搜索，搜索源代码中的字符串，例如successful
点进字符串successful对应的地址 0x00401702，分析一下反汇编代码，将加壳位置定为 0x004016B0，这看上去应该是一个函数的起始位置。将004016B0 55 PUSH EBP复制到剪切板，在记事本或其他类似工具记下来。
打开 VMProtect 3.4，点击需保护的进程->添加进程，然后把地址004016B0复制进去，编译类型选择超级（编译+虚拟）
点击选项，除了移除调试信息选“是”，其余都选“否”，因为这次测试只针对虚拟机保护，暂不研究其他内容。
然后点击编译，就可以得到加壳后的文件CrackMe.vmp.exe
用 LordPE 查看，CrackMe.vmp.exe多了一个区段.vmp0
用 OD 加载CrackMe.vmp.exe，做好以下几个准备。
在调试选项中设置，因为记录需要跟踪的信息
打开 RUN 跟踪
点击菜单栏的E，将显示的 DLL 标记为系统 DLL，以免之后调试跟踪（ trace） 时被记录
Ctrl + g 进入之前记下的地址004016B0，在此处 F2 下一个断点然后运行。可以看到，对比加壳前的情况，反汇编代码已经发生了很大变化。
Ctrl + F11 跟踪步过，程序也打印出了
Please enter your pwd >>
在程序中随便输入一个密码，例如55，然后点开 OD 菜单栏中的……，点击右键选择 记录到文件，把调试跟踪的结果保存为 trace.txt，记得勾选“附加到已有文件”和“写入采集的数据”
查看trace.txt
在trace.txt搜索00000040，因为十六进制的00000040的二进制是0100 0000，可以被用来表示 ZF 标志位。在 x86 架构中，ZF 标志位的位置正好对应到 EFLAGS 寄存器的第 6 位（从第 0 位开始算起）。也就是说，当执行某些指令后，如果结果为零，则 ZF 标志位会被置 1。
VMP 会使用以下公式来计算 ZF 的值：
其中，0x40 就是 ZF 标志位的掩码值。当 eflags 寄存器的第 6 位为 1 时，and 运算的结果也会为 1，表示 ZF 标志位为 1。反之，当第 6 位为 0 时，and 运算的结果为 0，表示 ZF 标志位为 0。这样做可以非常高效地判断 ZF 标志位的状态，而不需要进行复杂的计算。
本次爆破测试是比较输入的密码是否是正确的密码，所以代码实现逻辑大概率依靠 CMP、JZ（若为 0 则跳转，ZF 需为 1）或者JE（若相等则跳转，ZF 需为 1）。
这类指令影响的符号位正是 ZF，所以需要搜寻00000040。
找到00000040后还需要在附近寻找类似以下特征的汇编指令
寻找具备这种特征的汇编指令，是因为这是与非门（俗称万用门）的运算逻辑，表示为: Nand(a,b) = ~a & ~b，即将两个数分别取反后再进行与运算。汇编里面最基本的4种逻辑运算，都能用与非门表示。所以 VMP 3.x 版本中大量使用了Nand运算来表示其他的逻辑运算，真实地隐藏了原本的各种逻辑运算，有效地加大了逆向分析的难度。
cmp指令本质上是减法，只不过结果不会写回操作数，Nand 门也能实现减法：
简而言之，看到了not a, not b, and a,b这类特征的反汇编指令，就可以合理怀疑此处是 VMP 处理虚拟机指令的 handler 。VMP 会在 handler 入口处大量使用 nand 门运算来隐藏原本的各种逻辑运算。这些"Nand"指令往往会涉及对EFLAGS寄存器的读写操作。通过精细控制EFLAGS标志位的状态，VMP 可以实现对程序控制流的保护。
找到了疑似的指令，记下做 and 运算指令的地址0049B79E、以及两个寄存器的值ECX=00000040、EAX=00000246
（FL 是 Flags标志位的缩写，FL=0 意味着在执行指令and ecx, eax后没有发生任何标志位的改变。因为and ecx, eax执行结果为0x40，也就是说原本的 ZF 标志位就是 1。在后面的操作中，我们只需要将修改 ecx ，就能将 ZF 的标志位改为 0， 就能改变程序原本的跳转逻辑。例如，在输入错误时，原本打印“failed”，就能跳转到 “successful！“）
保存为script.txt
OD 重新加载CrackMe.vmp.exe，在反汇编窗口点击右键，选择运行脚本->script.txt
此时程序会运行，并打印字符串Please enter your pwd >>，随便输入 66 按回车键，会弹出窗口显示“脚本运行完成”。
点击“确定”后，发现 EIP 停留在了0049B79E，因为之前脚本就在这个地址下了断点。注意此时的寄存器窗口，各个寄存器的值
F7 走一下，寄存器的值没有发生任何变化
我们将 ECX 的值从00000040改为00000000
然后再点击运行，破解成功，注意此时的 ZF 标志位为 0；
对比看一下，在输入错误密码且没有修改 ecx 的情况下，ZF 标志位为1
参考链接：
https://bbs.kanxue.com/thread-224732.htm
https://www.cnblogs.com/theseventhson/p/14274653.html
https://www.bilibili.com/video/BV1vK4y1Q7K7/?spm_id_from=333.337.search-card.all.click&vd_source=e5b65cf3bea873b0cfe83c6f3d30a710
《加密与解密（第4版）》
| 基本块名称 | 功能 |
|---|---|
| VStartVM | 从真实环境到虚拟环境的转换，开启新的虚拟空间给虚拟机使用，将除 esp 外的所有寄存器压入堆栈，esp 寄存器原来的值存放在 ebp 寄存器中 |
| VMDispatcher | 虚拟指令调度分流 |
| VHandler1..N | 不同功能的虚拟指令 |
| VCheckESP | 检查堆栈基本块,如果 esp (VMP 使用的堆栈)与 ebp (真实堆栈)即将被覆盖,则跟踪转到下一个基本块来开辟堆栈地址（sub esp, xxx），并将原来的 VMContext 中的内容复制到新的堆栈地址处，否则跳回 VMDispatcher |
| VRet | 这个指令存在于 VHandler 集合中。这个指令将堆栈中压入的寄存器值还原到物理寄存器中，然后退出整个虚拟机环境，并切换回真实的 CPU 环境。注意：这个指令的作用是退出虚拟环境，并不等于汇编语义上的 retn。 |
#include<bits/stdc++.h>#include<windows.h>using namespace std;int main()
{ printf("Please enter your pwd >> ");
string s;
cin>>s;
if(s=="123456")
printf("successful!\n");
else
printf("failed!\n");
system("pause");
return 0;
}#include<bits/stdc++.h>#include<windows.h>using namespace std;int main()
{ printf("Please enter your pwd >> ");
string s;
cin>>s;
if(s=="123456")
printf("successful!\n");
else
printf("failed!\n");
system("pause");
return 0;
}zf = and(0x40, eflags)
zf = and(0x40, eflags)
not a
not b
and a,b
//这三行代码通常不是连续出现，中间会有无用的代码隔开
//a, b皆为通用寄存器
not a
not b
and a,b
//这三行代码通常不是连续出现，中间会有无用的代码隔开
//a, b皆为通用寄存器
Not(a) = ~a = ~a & ~a = Nand(a,a)
Or(a,b) = a | b = ~(~a & ~b) = Nand(Nand(a,b),Nand(a,b))
And(a,b) = a & b = ~~a & ~~b = Nand(Nand(a,a),Nand(b,b))
Xor(a,b) = (~a & b) | (a & ~b) = (0 | (a & ~b)) | (0 | (b & ~a)) = (a & (~a | ~b)) | (b & (~a | ~b)) = (~a | ~b) & (a | b) = ~(a & b) | ~(~a & ~b) = Nand(And(a,b),Nand(a,b)) =Nand(Nand(Nand(a,a),Nand(b,b)),Nand(a,b))
Not(a) = ~a = ~a & ~a = Nand(a,a)
Or(a,b) = a | b = ~(~a & ~b) = Nand(Nand(a,b),Nand(a,b))
And(a,b) = a & b = ~~a & ~~b = Nand(Nand(a,a),Nand(b,b))
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这个特征太明显了，已经用泄露的源码把这段魔改了
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值得学习，过程思路清晰可见，感谢~~
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