【文章标题】: 看雪论坛.腾讯公司2008软件安全技术竞赛第一题分析过程 
【文章作者】: chimney
【作者邮箱】: chimney88@163.com
【软件大小】: 3K
【使用工具】: LoadPE PEID UE32 Stu_PE
【操作平台】: WINXP+SP2
【作者声明】: 只是感兴趣，没有其他目的。失误之处敬请诸位大侠赐教!
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【详细过程】
  1.整体分析
       题目要求是：
    1.为DLL文件新增输出表，同时增加输出函数OpenUrlA;
    2.OpenUrlA函数功能是调用IE浏览器打开http://bbs.pediy.com，打开后无其他操作；
    3.不得改变pediy.dll的ImageBase的值400000h；
       程序要求的是在原有的dll中导出一个函数，函数的功能是调用IE浏览器打开看雪论坛，打开后没 

       有其他操作，而且注明了下不得改变原有dll的ImageBase的值400000h。先用Stud_PE对pediy.dll 

       进行分析：
  
  No  | 名称      | VSize      | VOffset    | RSize      | ROffset    | Charact.   
  01  | .text     | 000000CA   | 00001000   | 00000200   | 00000400   | 60000020   
  02  | .rdata    | 000000AA   | 00002000   | 00000200   | 00000600   | 40000040   
  03  | .data     | 00000054   | 00003000   | 00000200   | 00000800   | C0000040   
  04  | .reloc    | 0000004C   | 00004000   | 00000200   | 00000A00   | 42000040   
  
  dll中有四个节，分别是代码节，只读数据节，数据节和重定位表节。还有在dll中输入了三个函数：
  USER32.dll
    MessageBoxA  ord:446 rva: 0000200C
    
  KERNEL32.dll
    GetProcessHeap  ord:320 rva: 00002000
    HeapAlloc  ord:409 rva: 00002004
  在dll中没有发现导出函数。基本的情况就是这么多。分析完程序后，得出我们要做的有以下几点：
      a.要导出函数，我们必须先要在程序中构造输出表，导出OpenUrlA函数。
      b.要调用IE打开网址，我们一般用的API有：
       HINSTANCE ShellExecuteA(HWND hwnd,
       LPCTSTR lpOperation,
       LPCTSTR lpFile,
       LPCTSTR lpParameters,
       LPCTSTR lpDirectory,
       INT nShowCmd
       );
       和
       BOOL ShellExecuteExA(LPSHELLEXECUTEINFO lpExecInfo);
       这两个函数的详细用法大家可以参考MSDN.这里我们选哪个函数好呢？在这里我开始选择了
      ShellExecuteA后来又改成了ShellExecuteExA。为什么？因为他的参数只有一个而ShellExecuteA
      有六个，在本题要求OpenUrlA函数尽量下，试问压一个参数与压六个参数入栈哪个用的代码少点呢 

      ？那么我在这里为什么要提ShellExecuteA函数呢?大家可以想以下，我在这里卖个关子后面在说.  

    这两个函数都在shell32.dll中，程序中没有引入shell32.dll。那我们要增加这个输入函数。
      c.构造参数，完成具体的OpenUrlA函数。
      d.因为要在dll中增加代码而且dll的基址又设为了400000H不能更改，所以一定得考虑数据重定
      位的问题。具体在我们这题有哪些要重定位呢？在下面详细的介绍中会说到。
  
  有了上面的整体分析，下面来一项项的来完成题目。
  
  2.首先我们来完成输出表的添加，因为dll中没有任何输出函数，所以也就没有输出表，我们就要考
   虑把输出表放在什么地方。这里可以增加一个节来存放，我没有这么做。我把他放到了.rdata节中
   了。.rdata中只放了输入表，后面还有很多的空闲空间可以用.
  
  DataDirector(数据目录表)的第一个成员指向输出表。该指针具体位置是在PE文件头的78h偏移处。
  数据目录表的的结构为:
  IMAGE_DATA_DIRECTORY  STRUCT
       VirtualAddress   DWORD  ?      ;数据块的起始RVA
       Size        DWORD  ?         ;数据块的长度
  IMAGE_DATA_DIRECTORY  ENDS
  
  pediy.dll的PE文件头起始位置是D0h，输出表指针就是在整个文件的D0h+78h=148h处，用十六进制
  工具看了下，发现了8个字节都是零，因为此dll中根本就没有导出表的缘故。我们来修改他。
  在.rdata中选择块空地方来放导出表，我选择的是偏移为700h的地方，转换为RVA为 2100h，输出
  表大小为32h。所以数据目录的这项修改为：
  00 21  00 00 28 00 00 00
  
  下面构造输出表，输出表的结构为：
  
  typedef struct _IMAGE_EXPORT_DIRECTOR{
  
  ULONG Characteristics            ;未使用，总是0  
  ULONG TimeDateStamp         ;文件生成时间  
  USHORT MajorVersion        ;主版本号，0      
  USHORT MinorVersion          ;次版本号，0
  ULONG  Name         ;模块真实名称
  ULONG  Base         ;基数,加上序数就是函数地址数组的索引
  ULONG  NumberOfFunctions      ;AddressOfFunctions阵列中元素的个数
  ULONG  NumberOfNames         ;AddressOfNames 阵列中元素的个数
  PULONG *AddressOfFunctions           ;指向函数地址数组
  PULONG  *AddressOfNames            ;函数名字的指针地址
  PUSHORT *AddressOfNameOrdinals   ;指向输出序列号数组
  
  }IMAGE_EXPORT_DIRECTORY,*PIMAGE_EXPORT_DIRECTORY;
  
  给该结构赋值为：
  00000700h: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 32 21 00 00 ; ............2!..
  00000710h: 00 00 40 00 01 00 00 00 01 00 00 00 28 21 00 00 ; ..@.........(!..
  00000720h: 2C 21 00 00 30 21 00 00 E0 10 00 00 3C 21 00 00 ; ,!..0!..?..<!..
  00000730h: 00 00 70 65 64 69 79 2E 64 6C 6C 00 4F 70 65 6E ; ..pediy.dll.Open
  00000740h: 55 72 6C 41 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 ; UrlA............
  
  AddressOfFunctions是一个指向的存放导出函数RVA地址的数组指针，有几个函数导出，数组就有几
  项。这里只要导出一个函数OpenUrlA。所以就只有一项。所以2128h(RVA)=728(RAW)存放的就是
  OpenUrlA的地址(RVA)。这里我选取的OpenUrlA函数地址是在.text节中，偏移为4E0h(RAW)=10E0h(RVA)

。
  AddressOfNames：是一个指向存放函数名字符串地址的数组的指针。
  AddressOfNameOrdinals：是一个指向输出序号数组的指针。
  
  3.修改输入表结构。
    PE文件头的可选映像头(IMAGE_OPTIONAL_HEADER32)中有一项DataDirector(数据目录表),该数组的第

二成员指向输出表。输入表以一个IMAGE_IMPORT_DESCRIPTOR(简称IID)数组开始。每个被PE文件隐式地链

接进来的DLL都有一个IID。在这个数组中，没有字段指出该结构数组的项数，但它的最后一个单元是NULL

，可以由此计算出该数组的项数。例如，pediy.dll从两个DLL文件引入函数，就存在两个IID结构来描述

这些DLL文件。IID结构如下：
  
  IMAGE_IMPORT_DESCRIPTOR struct
  union{
     DWORD Characteristics;       ;00h
     DWORD OriginalFirstThunk;    ;
     };
  TimeDateStamp    DWORD          ;04h
  ForwarderChain   DWORD          ;08h
  Name             DWORD          ;0Ch
  FirstThunk       DWORD          ;10h
  IMAGE_IMPORT_DESCRIPTOR ends;
  pediy.dll的输入表地址是 614h(RAW)=2014(RVA)。
  
  00000610h: 00 00 00 00 5C 20 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 ; ....\ ..........
  00000620h: 72 20 00 00 0C 20 00 00 50 20 00 00 00 00 00 00 ; r ... ..P ......
  00000630h: 00 00 00 00 9C 20 00 00 00 20 00 00 00 00 00 00 ; ....?... ......
  00000640h: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 ; ................
  
  我们要增加shell32.dll的引用，就要增加一个IID结构。如果在原有的输入表后面增加，势必对后面的
  数据进行修改增加工作量，我们将原有的输入表复制到786h(RAW)=2186h(RVA).修改后的输入表如下：
  
  00000760h: 53 48 45 4C 4C 33 32 2E 44 4C 4C 00 00 00 53 68 ; SHELL32.DLL...Sh
  00000770h: 65 6C 6C 45 78 65 63 75 74 65 45 78 41 00 6C 21 ; ellExecuteExA.l!
  00000780h: 00 00 00 00 00 00 5C 20 00 00 00 00 00 00 00 00 ; ......\ ........
  00000790h: 00 00 72 20 00 00 0C 20 00 00 50 20 00 00 00 00 ; ..r ... ..P ....
  000007a0h: 00 00 00 00 00 00 9C 20 00 00 00 20 00 00 7E 21 ; ......?... ..~!
  000007b0h: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 60 21 00 00 7E 21 ; ..........`!..~!
  
  最后记住改数据目录中，指向输入表项的地址，在偏移地址为150h处，改为：
  
  00000150h: 86 21 00 00 3C 00 00 00                         ; ?..<...
  
  在这里可以用LoadPE添加一个新的IID结构，不过用LoadPE会产生个新节。这里有个取巧的方法，就是
  用LoadPE添加完后，再复制新的导入表结构放到.RDADA节中的空隙中。然后只要修改数据目录中导入
  表的位置和最后一个IID就可以了。调用ShellExecuteExA代码为：CALL [基址+ThunkRVA]即 
  CALL [0400000+217E]。
  
  4.编写OpenUrlA代码。
  
  ShellExecuteExA(LPSHELLEXECUTEINFO lpExecInfo);
  转化为汇编最简单的为
  
  push lpExecInfo
  call ShellExecutexA
  ret
  
  下面来在数据段中构造参数，LPSHELLEXECUTEINFO结构如下;
  typedef struct _SHELLEXECUTEINFO {
      DWORD cbSize;
      ULONG fMask;
      HWND hwnd;
      LPCTSTR lpVerb;
      LPCTSTR lpFile;
      LPCTSTR lpParameters;
      LPCTSTR lpDirectory;
      int nShow;
      HINSTANCE hInstApp;
      LPVOID lpIDList;
      LPCTSTR lpClass;
      HKEY hkeyClass;
      DWORD dwHotKey;
      union {
          HANDLE hIcon;
          HANDLE hMonitor;
       } DUMMYUNIONNAME;
     HANDLE hProcess;
  } SHELLEXECUTEINFO, *LPSHELLEXECUTEINFO
  
  这里只关心几个值，其余的用零填充就可以了。这个结构体应先在数据段中构造出来，选择的构造该结

构体偏移地址为860H.
  cbSize=0000003C;
  fMask=00000040;
  lpFile=004030C0("C:\\Program Files\\Internet Explorer\\iexplore.exe")
  注:在这里你可能发现了问题，如果我系统不在D盘，那调用不就失败了吗？不错，这就是我们上面要介

绍ShellExecyteA函数
  的缘故。ShellExecute(0,0,"bbs.pediy.com",0,0,SW_SHOW)就可以打开网址了，不需要给定程序地址

就行了。但为了函数足够
  小，我还是选择了ShellExecuteExA了。
  lpParameters=00403100("http://bbs.pediy.com")。
  nShow=5；
  其他值都可以用0填充。 lpFile，lpParameters都要自己构造出来。构造后结构体如下：
  
  00000860h: 3C 00 00 00 40 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 ; <...@...........
  00000870h: C0 30 40 00 00 31 40 00 00 00 00 00 05 00 00 00 ; ?@..1@.........
  00000880h: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 ; ................
  00000890h: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 ; ................
  000008a0h: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 ; ................
  000008b0h: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 ; ................
  000008c0h: 43 3A 5C 5C 50 72 6F 67 72 61 6D 20 46 69 6C 65 ; C:\\Program File
  000008d0h: 73 5C 5C 49 6E 74 65 72 6E 65 74 20 45 78 70 6C ; s\\Internet Expl
  000008e0h: 6F 72 65 72 5C 5C 69 65 78 70 6C 6F 72 65 2E 65 ; orer\\iexplore.e
  000008f0h: 78 65 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 ; xe..............
  00000900h: 68 74 74 70 3A 2F 2F 62 62 73 2E 70 65 64 69 79 ; http://bbs.pediy
  00000910h: 2E 63 6F 6D 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 ; .com............
  
  完成OpenUrlA。
  函数的起始偏移地址位4E0H,
  
    PUSH          68 60 30 40 00     ;bbs.pediy.com
    CALL          FF 15 7E 21 40 00  ;ShellExecuteExA 地址
    ret        c3 
  
  注意这里还要考虑到重定位的问题，重定位有4处： lpFile，lpParameters这两个地址要重定位，在数

据段中。还有两处在我们增加的代码中，一个是push lpExecInfo的lpExecInfo须重定位，第二是call 

ShellExecutexA中的ShellExecutexA也须重定位。
  
  
  5.重定位数据。
   上面介绍了有四处重要重定位。DataDirector(数据目录)的第五个成员指向重定位表，该指针具体位

置是在PE文件头A0h偏移处，重定位表是由许多段串接成，每一段存放这4KB大小的重定位信息。他们以一

个IMAGE_BASE_RELOCATION结构开始，格式如下：

  typedef struct _IMAGE_BASE_RELOCATION{
     DWORD   VirtualAddress;        ;重定位数据开始RVA地址
     DWORD   SizeOfBlock;           ;这一块的大小
     WORD    TypeOffset[];          ;重定位项数
  }IMAGE_BASE_RELOCATION
  
  VirtualAddress:是这一组重定位数据的开始RVA地址。各重定位项的地址加上这个值才是该重定位项完

整的RVA地址。
  SizeOfBlock：是这一结构的大小。
  TypeOffset:是一个数组。数组每项大小为两个字节，共16位。它又分为高4位与低12位，高4位代表重

定位类型，TypeOffset高4位一般为0003；低12位是重定位地址，它与VirtualAddress相加即是指向PE映

像中需要修改的地址数据的指针。
  举个例子：
      我这里来重定位lpExecInfo的地址。他在代码段中4e2h中用到。4e2h(raw)=10e2(RVA)

  000004e0h: 68 60 30 40 00 FF 15 7E 21 40 00 C3 00 00 00 00 ; h`0@..~!@.?...
  
  看看程序中的重定位表：
  00000a00h: 00 10 00 00 20 00 00 00 03 30 08 30 10 30 2F 30 ; .... ....0.0.0/0
  00000a10h: 34 30 83 30 8E 30 96 30 9F 30 BE 30 C5 30 00 00 ; 40??????..
  00000a20h: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 ; ................
  现在已经有了一个重定位表项，他的VirtualAddress=1000h正好是在代码段中，这里我们就不需要在构

造个IMAGE_BASE_RELOCATION直接改这个就行了。SizeOfBlock=20h(有12个重定位数据，（20h-

08h）/0x2=12),数数 后面的TypeOffset只有11个，还可以放下去一个。填什么呢？高4位为003h，低12位

为10e2h-1000h=0e2h,所以整个 数就是30E2h
  
  00000a00h: 00 10 00 00 20 00 00 00 03 30 08 30 10 30 2F 30 ; .... ....0.0.0/0
  00000a10h: 34 30 83 30 8E 30 96 30 9F 30 BE 30 C5 30 E2 30 ; 40??????..
  00000a20h: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 ; ................
  
  ShellExecutexA的地址也是在代码段中用到，和lpExecInfo差不多，差别在与如果要增加他就要修改

SizeOfBlock的大小。
  
  数据段中的重定位和上面的有些区别，需要增加个IMAGE_BASE_RELOCATION，其他差不多。修改的重定

位表如下：
  
  00000a00h: 00 10 00 00 22 00 00 00 03 30 08 30 10 30 2F 30 ; ...."....0.0.0/0
  00000a10h: 34 30 83 30 8E 30 96 30 9F 30 BE 30 C5 30 E1 30 ; 40???????
  00000a20h: E7 30 00 30 00 00 0C 00 00 00 70 30 74 30 00 00 ; ?.0......p0t0..
  00000a30h: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 ; ................
  
  最后别忘了修改数据目录中重定位表项的大小：
  00000170h: 00 40 00 00 2E 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 ; .@..............
  
  6.完成测试程序。这里用VC来完成。见附件。
  
  

  
      
  
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【经验总结】
     文件修改所有的区段。因为把导出表和增加的导入函数表放到了.rdata段的空隙中，所以程序的大

小没有发生变化。增加的导出函数为12个字节。
     完成这个题目后，发觉自己又进一步增加了对PE结构的了解。本题涉及到了对导入表，导出表，重

定位表的结构知识，感觉到出题的花了心思的。
     其实改造过程<<加密与解密>>中有很详细的描述。第一次写这种文章，写的不是很清楚，大家如有

疑问可参考<<加密与解密 >>或和我讨论。写给新手看的，老鸟嘛就飘过吧，欢迎板砖！！
  
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                                                       2008年10月04日 13:13:06

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