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软件逆向-PE头解析-字段说明

推荐 原创

周杰伦

文章分类 游戏基址 二进制漏洞 密码应用 智能设备 阅读数 : 647 阅读时长 : 9分钟

PE头解析-字段说明

一、什么是可执行文件

1、可执行文件(executable file)指的是可以由操作系统进行加载执行的文件。

2、可执行文件的格式:

  • Windows平台:
    • PE(Portable Executable)文件结构
  • Linux平台:
    • ELF(Executable and Linking Format)文件结构

二、如何识别PE文件

1、PE文件的特征（PE指纹)

分别打开.exe .dll .sys等文件,观察特征前2个字节，都是4D5A,变成字母是MZ，是DOS系统开发人员的一个名字，再看3C字节是什么，3C存的是一个地址，这个地址对应的5045，变为字母就是PE。

2、不要仅仅通过文件的后缀名来认定PE文件

三、对齐

对齐是为了读写速度，找起来快，用空间换时间

1、硬盘对齐（200h)

早期计算机硬盘水平比较低，只有很小的几个G，节与节之间的空隙比较小，硬盘对齐为200H，后来随着硬件水平提高了，硬盘对齐与内存对齐一样了为1000H

2、内存对齐(1000h)

四、为什么要分节

1、节省硬盘空间.(这个不是决定的，由编译器决定)

硬盘间隔小，内存间隔大，这是老的编译器

 

任何一个exe程序都会有一个自己独立的4G内存空间，虚拟内存

 

2G是平时写应用程序用的，2G是给操作系统用的

 

这里注意：还有一些exe程序 当我们用winhex打开时

 

它在硬盘上和内存中是一样的

 

这个时候我们要有两个概念 就是硬盘对齐(200h字节)和内存对齐(1000h字节)，它是为了增加读写速度

2、一个应用程序多开

比如一个qq程序有两个部分，数据1(可读)，数据2(可读可写) ,都是100M，我运行一个账号就需要200M，我再开一个，数据1(可读)已经有了，就没必要在复制一份丢在内存中，只需要复制一份数据2就可以了

 

img

 

PE磁盘文件与内存映像图

 

img

 
 

PE文件头/DOS头：对当前整个exe程序做概要性描述

DOS头（64个字节）

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typedef struct IMAGE_DOS_HEADER{
       WORD e_magic;            / / DOS头的标识，为 4Dh 和 5Ah 。分别为字母MZ
       WORD e_cblp;
       WORD e_cp;
       WORD e_crlc;
       WORD e_cparhdr;
       WORD e_minalloc;
       WORD e_maxalloc;
       WORD e_ss;
       WORD e_sp;
       WORD e_csum;
       WORD e_ip;
       WORD e_cs;
       WORD e_lfarlc;
       WORD e_ovno;
       WORD e_res[ 4 ];
       WORD e_oemid;
       WORD e_oeminfo;
       WORD e_res2[ 10 ];
       DWORD e_lfanew;           / / 指向IMAGE_NT_HEADERS的所在(PE头相对于文件的偏移，用于定位PE文件)
}IMAGE_DOS_HEADER, * PIMAGE_DOS_HEADER;
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0x00 WORD e_magic; / / 5A4D * MZ标记用于判断是否为可执行文件
0x02 WORD e_cblp; / / 0090
0x04 WORD e_cp; / / 0003
0x06 WORD e_crlc; / / 0000
0x08 WORD e_cparhdr; / / 0004
0x0a WORD e_minalloc; / / 0000
0x0c WORD e_maxalloc; / / FFFF
0x0e WORD e_ss; / / 0000
0x10 WORD e_sp; / / 00B8
0x12 WORD e_csum; / / 0000
0x14 WORD e_ip; / / 0000
0x16 WORD e_cs; / / 0000
0x18 WORD e_lfarlc; / / 0040
0x1a WORD e_ovno; / / 0000
0x1c WORD e_res[ 4 ]; / / 0000000000000000
0x24 WORD e_oemid; / / 0000
0x26 WORD e_oeminfo; / / 0000
0x28 WORD e_res2[ 10 ]; / / 20
0x3c DWORD e_lfanew; / / 00000080 * PE头相对于文件的偏移，用于定位PE文件

从文件开始的地方算，过80个字节，就是PE文件真正开始的地方

 

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中间这一部分大小是不确定的

 

留了一块空间，可以放一些随意的数据

 

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PE文件头(NT头)

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typedef struct IMAGE_NT_HEADERS{
0x00      DWORD Signature;                    / / PE标识
0x04      IMAGE_FILE_HEADER FileHeader;        / / 标准PE头（ 20 字节）
0x18      IMAGE_OPTIONAL_HEADER32 OptionalHeader;  / / 扩展PE头(大小不确定)
}IMAGE_NT_HEADERS, * PIMAGE_NT_HEADERS;

标准PE头（20字节）

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0x00 WORD Machine;  / / 014C * 程序运行的CPU型号， 0x0 任何处理器 / 0x14C Intel 386 及后续处理器
0x02 WORD NumberOfSections; / / 0008 * 文件中存在的节的总数，除了头，还有几节数据，如果要新增节或者合并节就要修改这个值.
0x04 DWORD TimeDateStamp; / / 3E22F0DF * 时间戳:文件的创建时间（和操作系统的创建时间无关），编译器填写的
0x08 DWORD PointerToSymbolTable; / / 00000000
0x0c DWORD NumberOfSymbols; / / 00000000
0x10 WORD SizeOfOptionalHeader; / / 00E0 * 可选PE头的大小， 32 位PE文件默认E0h = 16 * 14 ， 64 位PE文件默认为F0h，大小可以自定义
0x12 WORD Characteristics; / / 010E * 每个位有不同的含义，可执行文件值为 10F 即 0 1 2 3 8 位置 1

TimeDateStamp

 

.map文件是对.exe文件中函数的描述，对.exe文件的说明

 

当.map文件和.exe文件 不同步时

 

就是检查 时间戳是否 一致

 

Characteristics

 

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打勾的 即为1

 

把所有值 对应起来 0 1 0 E

 

（第六位是标志保留位，但是没有显示出来）

1
0000 0001 0000 1110

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可选PE头(大小是不确定的)

程序入口 + 内存镜像基址 才是真正的地址

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0x00 WORD Magic; * 说明文件类型： 10B - > 32 位下的PE文件 20B - > 64 位下的PE文件
0x02 BYTE MajorLinkerVersion;
0x03 BYTE MinorLinkerVersion;
0x04 DWORD SizeOfCode; * 代码大小 / 所有代码节的和，必须是FileAlignment的整数倍 编译器填的 没用
0x08 DWORD SizeOfInitializedData; * 已初始化数据大小的和，必须是 FileAlignment的整数倍 编译器填的 没用
0x0c DWORD SizeOfUninitializedData; * 未初始化数据大小的和，必须是 FileAlignment的整数倍 编译器填的 没用
0x10 DWORD AddressOfEntryPoint; * 程序入口
0x14 DWORD BaseOfCode; * 代码开始的基址，编译器填的 没用
0x18 DWORD BaseOfData; * 数据开始的基址，编译器填的 没用
0x1c DWORD ImageBase; * 内存镜像基址
0x20 DWORD SectionAlignment; * 内存对齐，区段对齐
0x24 DWORD FileAlignment; * 文件对齐
0x28 WORD MajorOperatingSystemVersion;
0x2a WORD MinorOperatingSystemVersion;
0x2c WORD MajorImageVersion;
0x2e WORD MinorImageVersion;
0x30 WORD MajorSubsystemVersion;
0x32 WORD MinorSubsystemVersion;
0x34 DWORD Win32VersionValue;
0x38 DWORD SizeOfImage; * 镜像大小 / 内存中整个PE文件的映射的尺寸，可以比实际的值大，但必须是SectionAlignment的整数倍，是拉伸之后的大小，，，
0x3c DWORD SizeOfHeaders; * 所有头 + 节表，技照‘文件对齐 FileAlignment’后的大小，否则加载会出错
0x40 DWORD CheckSum; * 校验和，一些系统文件有要求，用来判断文件是否被修改
0x44 WORD Subsystem;
0x46 WORD DllCharacteristics;
0x48 DWORD SizeOfStackReserve; * 初始化时保留的堆栈大小
0x4c DWORD SizeOfStackCommit; * 初始化时实际提交的大小
0x50 DWORD SizeOfHeapReserve; * 初始化时保留的堆大小
0x54 DWORD SizeOfHeapCommit; * 初始化时实践提交的大小
0x58 DWORD LoaderFlags;
0x5c DWORD NumberOfRvaAndSizes; * 目录项数目，RVA数目和大小
0x60 _IMAGE_DATA_DIRECTORY DataDirectory[ 16 ]; 16 个结构体，每个结构体是 8 个字节

进行了拉伸，完成之后完全遵守操作系统，就可以执行了

 

程序入口 + 内存镜像基址 才是真正的入口点地址

 

image-20220828181443181

编写程序读取一个.exe文件，输出所有的PE头信息.

第一种通过指针偏移方式实现
 

代码有个极大的缺点，就是只能加载打印特定固定的notepad.exe文件，而且在
不同的操作系统下面会有异常，可移植性差

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#include "stdafx.h"
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
 
int * OpenFile()
{
     FILE * PointToFile = NULL;
     int FileSize = 0 ;
     int * StrBuffer = NULL;
     int Num = 0 ;
 
     / / 打开文件
     if ((PointToFile = fopen( "C:\\notepad.exe" , "rb" )) = = NULL) {
         printf( "打开文件失败!\n" );
         exit( 1 );
     }
 
     / / 获取文件大小
     fseek(PointToFile, 0 , 2 );
     FileSize = ftell(PointToFile);
 
     / / 重定位指针
     fseek(PointToFile, 0 , 0 );
 
     / / buffer 指向申请的堆
     StrBuffer = ( int * )(malloc(FileSize));
     if (!StrBuffer)
     {
         printf( "堆空间分配失败!\n" );
         free(StrBuffer);
         return 0 ;
     }
 
     / / 读取文件内容
     Num = fread(StrBuffer,FileSize, 1 ,PointToFile);
     if (!Num)
     {
         printf( "读取文件内容失败!\n" );
         free(StrBuffer);
         return 0 ;
     }
 
     / / 关闭文件
     fclose(PointToFile);
 
     / / 将缓冲区内的文件内容的地址返回到调用函数的地方
     return StrBuffer;
}
 
int * FileSizes = OpenFile();
 
int PrintfNtHeaders()
{
     / / 文件指针
     unsigned int * PointBuffer = (unsigned int * )FileSizes;
     unsigned short * pBuffer = (unsigned short * )PointBuffer;
     unsigned char * pcBuffer = (unsigned char * )PointBuffer;
 
     / / 判断MZ和PE的标志
     unsigned short Cmp1 = 0x5A4D ;
     unsigned int Cmp2 = 0x00004550 ;
 
     / / 判断文件是否读取成功
     if (!PointBuffer)
     {
         printf( "文件读取失败！\n" );
         free(PointBuffer);
         return 0 ;
     }
 
     / / 判断是否为MZ标志
     if ( * pBuffer ! = Cmp1)
     {
         printf( "不是有效MZ标志！\n" );
         printf( "%X\n" , * pBuffer);
         free(PointBuffer);
         return 0 ;
     }
     printf( "*********打印DOS头*********\n" );
     printf( "e_magic:\t\t\t%X\n" , * (pBuffer));
     printf( "e_ifanew:\t\t\t%08X\n\n\n" , * (PointBuffer + 15 ));
 
     / / 判断是否为PE标志
     if ( * (PointBuffer + 56 ) ! = Cmp2)
     {
         printf( "不是有效的PE标志！\n" );
         printf( "%X\n" , * (PointBuffer + 56 ));
         free(PointBuffer);
         return 0 ;
     }
 
     printf( "*********打印标准PE文件头*********\n" );
 
     printf( "PE标志:\t\t\t\t%X\n" , * (PointBuffer + 56 ));
 
     printf( "Machine:\t\t\t%04X\n" , * (pBuffer + 114 ));
     printf( "NumberOfSection:\t\t%04X\n" , * (pBuffer + 115 ));
     printf( "TimeDateStamp:\t\t\t%08X\n" , * (PointBuffer + 58 ));
     printf( "PointerToSymbolTable:\t\t%08X\n" , * (PointBuffer + 59 ));
     printf( "NumberOfSymbols:\t\t%08X\n" , * (PointBuffer + 60 ));
     printf( "SizeOfOptionalHeader:\t\t%04X\n" , * (pBuffer + 122 ));
     printf( "Chrarcteristics:\t\t%04X\n\n\n" , * (pBuffer + 123 ));
 
     printf( "*********打印标准可选PE头*********\n" );
 
     printf( "Magic:\t\t\t\t%04X\n" , * (pBuffer + 124 ));
     printf( "MajorLinkerVersion:\t\t%02X\n" , * (pcBuffer + 250 ));
     printf( "MinorLinkerVersion:\t\t%02X\n" , * (pcBuffer + 251 ));
     printf( "SizeOfCode:\t\t\t%08X\n" , * (PointBuffer + 63 ));
     printf( "SizeOfInitializedData:\t\t%08X\n" , * (PointBuffer + 64 ));
     printf( "SizeOfUninitializedData:\t%08X\n" , * (PointBuffer + 65 ));
     printf( "AddressOfEntryPoint:\t\t%08X\n" , * (PointBuffer + 66 ));
     printf( "BaseOfCode:\t\t\t%08X\n" , * (PointBuffer + 67 ));
     printf( "BaseOfData:\t\t\t%08X\n" , * (PointBuffer + 68 ));
     printf( "ImageBase:\t\t\t%08X\n" , * (PointBuffer + 69 ));
     printf( "SectionAlignment:\t\t%08X\n" , * (PointBuffer + 70 ));
     printf( "FileAlignment:\t\t\t%08X\n" , * (PointBuffer + 71 ));
     printf( "MajorOperatingSystemVersion:\t%04X\n" , * (pBuffer + 144 ));
     printf( "MinorOperatingSystemVersion:\t%04X\n" , * (pBuffer + 145 ));
     printf( "MajorImageVersion:\t\t%04X\n" , * (pBuffer + 146 ));
     printf( "MinorImageVersion:\t\t%04X\n" , * (pBuffer + 147 ));
     printf( "MajorSubsystemVersion:\t\t%04X\n" , * (pBuffer + 148 ));
     printf( "MinorSubsystemVersion:\t\t%04X\n" , * (pBuffer + 149 ));
     printf( "Win32VersionValue:\t\t%08X\n" , * (PointBuffer + 75 ));
     printf( "SizeOfImage:\t\t\t%08X\n" , * (PointBuffer + 76 ));
     printf( "SizeOfHeaders:\t\t\t%08X\n" , * (PointBuffer + 77 ));
     printf( "CheckSum:\t\t\t%08X\n" , * (PointBuffer + 78 ));
     printf( "Subsystem:\t\t\t%04X\n" , * (pBuffer + 158 ));
     printf( "DllCharacteristics:\t\t%04X\n" , * (pBuffer + 159 ));
     printf( "SizeOfStackReserve:\t\t%08X\n" , * (PointBuffer + 80 ));
     printf( "SizeOfStackCommit:\t\t%08X\n" , * (PointBuffer + 81 ));
     printf( "SizeOfHeapReserve:\t\t%08X\n" , * (PointBuffer + 82 ));
     printf( "SizeOfHeapCommit:\t\t%08X\n" , * (PointBuffer + 83 ));
     printf( "LoaderFlags:\t\t\t%08X\n" , * (PointBuffer + 84 ));
     printf( "NumberOfRvaAndSizes:\t\t%08X\n" , * (PointBuffer + 85 ));
 
     free(PointBuffer);
     return 0 ;
}
 
int main()
{
     PrintfNtHeaders();
     OpenFile();
     return 0 ;
}
第二种写法
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#include "stdafx.h"
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <windows.h>
#include <malloc.h>
 
#define F_PATH "C:\\cntflx\\ipmsg.exe"
 
FILE * open_file(char * file_path,char * open_mode);
int compute_file_size( FILE * file_address);
char * allocate_buffer( int file_size);
char * readfile2memory(char * file_buffer, int file_size, FILE * file_address);
void analysis_PE_head(char * File_buffer);
 
VOID PrintNTHeaders()
{
     / / 初始化
     / / char file_path[] = "C:\\Windows\\System32\\notepad.exe" ;
     char file_path[] = F_PATH;
     char open_mode[] = "rb" ;
     / / 打开文件,返回文件指针
     FILE * file_address = open_file(file_path,open_mode);
     / / 计算文件长度
     int file_size = compute_file_size(file_address);
     / / 分配内存
     char * File_buffer = allocate_buffer(file_size);
     / / 写入内存,返回内存地址
     File_buffer = readfile2memory(File_buffer,file_size,file_address);
     / / 打印PE头部信息
     analysis_PE_head(File_buffer);
     / / 释放内存、关闭文件流
     free(File_buffer);
     fclose(file_address);
}
 
FILE * open_file(char * file_path,char * open_mode)
{
     FILE * file_address = fopen(file_path,open_mode);  / / fopen() 参数是字符串也就是常量指针类型
     if (!file_address)
     {
         printf( "打开文件失败!\r\n" );
         return 0 ;
     }
     return file_address;
}
 
int compute_file_size( FILE * file_address)
{
     int size = 0 ;
     fseek(file_address, 0 ,SEEK_END);
     size = ftell(file_address);
     fseek(file_address, 0 ,SEEK_SET);
     return size;
}
 
char * allocate_buffer( int file_size)
{
     char * file_buffer = (char * )malloc(file_size);
     if (!file_buffer)
     {
         printf( "申请内存失败!\r\n" );
         return 0 ;
     }
     memset(file_buffer, 0 ,file_size);
     return file_buffer;
}
 
char * readfile2memory(char * file_buffer, int file_size, FILE * file_address)
{
     if (!(fread(file_buffer,file_size, 1 ,file_address)))
     {
         printf( "从文件向内存中读取数据失败!\r\n" );
         return 0 ;
     }
     return file_buffer; / / 如果写入内存成功，则返回内地址
}
 
void analysis_PE_head(char * File_buffer)
{
     / / 实例化PE文件头几个结构体
     PIMAGE_DOS_HEADER pDosHeader = NULL;
     PIMAGE_NT_HEADERS pNTHeader = NULL;
     PIMAGE_FILE_HEADER pPEHeader = NULL;
     PIMAGE_OPTIONAL_HEADER32 pOptionHeader = NULL;
     PIMAGE_SECTION_HEADER pSectionHeader = NULL;
     / / 强制类型转换
     pDosHeader = (PIMAGE_DOS_HEADER)File_buffer;
     / / 判断是不是有效的MZ标志
     if ( * ((PWORD)pDosHeader) ! = IMAGE_DOS_SIGNATURE)
     {
         printf( "不是有效的MZ标志!\r\n" );
         free(File_buffer);
         return ;
     }
     / / 强制类型转换 PIMAGE_DOS_HEADER结构体
     pDosHeader = (PIMAGE_DOS_HEADER)File_buffer;
     / / 打印DOS头
     printf( "=============================DOS头信息如下=============================\r\n" );
     printf( "MZ标志：\t\t\t%04X\r\n" ,pDosHeader - >e_magic);
     printf( "PE偏移：\t\t\t%08X\r\n" ,pDosHeader - >e_lfanew);
 
     / / 判断是不是有效的PE标志
     if ( * ((PDWORD)((DWORD)File_buffer + pDosHeader - >e_lfanew)) ! = IMAGE_NT_SIGNATURE)
     {
         printf( "不是有效的PE标志!\r\n" );
         free(File_buffer);
         return ;
     }
     / / 强制类型转换 PIMAGE_NT_HEADERS结构体
     pNTHeader = PIMAGE_NT_HEADERS((DWORD)File_buffer + pDosHeader - >e_lfanew);
     / / 打印NT头
     printf( "=============================NT头信息如下===============================\r\n" );
     printf( "NT:\t\t\t\t%04X\r\n" ,pNTHeader - >Signature);
     / / 强制类型转换 PIMAGE_FILE_HEADER结构体
     pPEHeader = (PIMAGE_FILE_HEADER)((DWORD)pNTHeader + 4 );
     / / 打印标准PE文件头
     printf( "=============================标准PE头信息如下============================\r\n" );
     printf( "PE_machine:\t\t\t%04X\r\n" ,pPEHeader - >Machine);
     printf( "NumberOfSections:\t\t%04X\n" ,pPEHeader - >NumberOfSections);
     printf( "SizeOfOptionalHeader：\t\t%04X\r\n" ,pPEHeader - >SizeOfOptionalHeader);
     / / 强制类型转换
     pOptionHeader = (PIMAGE_OPTIONAL_HEADER32)((DWORD)pPEHeader + IMAGE_SIZEOF_FILE_HEADER); / /
     / / 打印可选PE头
     printf( "==============================可选PE头信息如下==============================\r\n" );
     printf( "Magic：\t\t\t\t%04X\r\n" ,pOptionHeader - >Magic);
     printf( "AddressOfEntryPoint:\t\t%08X\r\n" ,pOptionHeader - >AddressOfEntryPoint);
     printf( "ImageBase:\t\t\t%08X\r\n" ,pOptionHeader - >ImageBase);
     printf( "SizeOfImage:\t\t\t%08X\r\n" ,pOptionHeader - >SizeOfImage);
     printf( "SizeOfHeaders:\t\t\t%08X\r\n" ,pOptionHeader - >SizeOfHeaders);
     printf( "SectionAlignment:\t\t%08X\r\n" ,pOptionHeader - >SectionAlignment);
     printf( "FileAlignment:\t\t\t%08X\r\n" ,pOptionHeader - >FileAlignment);
     / / 强制类型转换
     pSectionHeader = (PIMAGE_SECTION_HEADER)((DWORD)pOptionHeader + pPEHeader - >SizeOfOptionalHeader);
     printf( "==============================节表信息如下===============================\n" );
     / / printf( "name:%s\n" ,pSectionHeader - >Misc);
     DWORD dwNumberOfSection = pPEHeader - >NumberOfSections;
     / *
     printf( "%x\n" ,pPEHeader - >NumberOfSections);
     printf( "IMAGE_SIZEOF_SHORT_NAME:%x\n" ,IMAGE_SIZEOF_SHORT_NAME);
     printf( "option_add:%x\n" ,pOptionHeader);
     printf( "psection_add:%x\n" ,pSectionHeader);
     printf( "==============================================================\n" ); * /
     for (DWORD i = 0 ;i<dwNumberOfSection;i + + ,pSectionHeader + + )
     {
         printf( "========================第%d个节信息：===============================\n" ,i + 1 );
         printf( "section_name:" );
         for (DWORD j = 0 ;j<IMAGE_SIZEOF_SHORT_NAME;j + + )
         {
             printf( "%c" ,pSectionHeader - >Name[j]);
         }
         printf( "\r\n" );
         printf( "Misc:\t\t\t\t%08X\r\n" ,pSectionHeader - >Misc);
         printf( "VirtualAddress:\t\t\t%08X\r\n" ,pSectionHeader - >VirtualAddress);
         printf( "SizeOfRawData:\t\t\t%08X\r\n" ,pSectionHeader - >SizeOfRawData);
         printf( "PointerToRawData:\t\t%08X\r\n" ,pSectionHeader - >PointerToRawData);
         printf( "Characteristics:\t\t%08X\r\n" ,pSectionHeader - >Characteristics);
     }
}
 
int main( int argc, char * argv[])
{
     PrintNTHeaders();
     / / getchar();
     return 0 ;
}


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