基于VC++实现PE的修改编程

在Windows系统下的可执行文件的一种（还有NE、LE），是微软设计、TIS（Tool Interface Standard,工具接口标准）委员会批准的一种可执行文件格式。PE的意思是Portable Executable（可移植可执行）。所有Windows下的32位或64位可执行文件都是PE文件格式，其中包括DLL、EXE、FON、OCX、LIB和部分SYS文件。

DOS-stub(DOS-头)

　　DOS-根的概念很早从16位windows的可执行文件（当时是“NE”格式）时就广为人知了。根原来是用于OS/2系统的可执行文件的，也用于自解压档案文件和其它的应用程序。对于PE文件来说，它是一个总是由大约100个字节所组成的和MS-DOS 2.0兼容的可执行体，用来输出象“This program needs windows NT”之类的错误信息。

　　你可以通过确认DOS-头部分是否为一个IMAGE_DOS_HEADER（DOS头）结构来认出DOS-根，它的前两个字节必须为连续的两个字母“MZ”（有一个#define IMAGE_DOS_SIGNATURE的定义是针对这个WORD单元的）。

　　你可以通过跟在后面的签名来将一个PE二进制文件和其它含有根的二进制文件区分开来，跟在后面的签名可由头成员'e_lfanew'（它是从字节偏移地址60处开始的，有32字节长）所设定的偏移地址找到。对于OS/2系统和Windows系统的二进制文件来说，签名是一个16位的word单元；对于PE文件来说，它是一个按照8位字节边界对齐的32位的longword单元，并且IMAGE_NT_SIGNATURE（NT签名）的值已由#defined定义为0x00004550（即字母“PE/0/0”）。

file-header(文件头)

　　要到达IMAGE_FILE_HEADER（文件头）结构，请先确认DOS-头“MZ”（起始的2个字节），然后找出DOS-根的头部的成员“e_lfanew”，并从文件开始处跳过那么多的字节。在核实你在那里找到的签名后，IMAGE_FILE_HEADER（文件头）结构的文件头就紧跟其后开始了。

optional header(可选头)

　　紧跟在文件头后面的就是IMAGE_OPTIONAL_HEADER（尽管它名叫“可选头”，它却一直都在那里）。它包含有怎样去准确处理PE文件的信息。

data directories(数据目录)

　　IMAGE_NUMBEROF_DIRECTORY_ENTRIES (16)（映象文件目录项数目）个IMAGE_DATA_DIRECTORY（映象文件数据目录）数组。这些目录中的每一个目录都描述了一个特定的、位于目录项后面的某一节中的信息的位置（32位的RVA，叫“VirtualAddress（虚拟地址）”）和大小（也是32位，叫“Size（大小）”）。

　　例如，安全目录能在索引4中给定的RVA处发现并具有索引4中给定的大小。

section headers(节头)

　　节由两个主要部分组成：首先，是一个节描述(IMAGE_SECTION_HEADER[意为“节头”]类型的)，然后是原始的节数据。因此，我们会在数据目录后发现一“NumberOfSections”个节头组成的数组，它们按照各节的RVA排序。

sections(节数据)

　　所有的节在载入内存后都按“SectionAlignment”（节对齐）对齐，在文件中则以“FileAlignment”（文件对齐）对齐。节由节头中的相关项来描述：在文件中你可通过“PointerToRawData”（原始数据指针）来找到，在内存中你可通过“VirtualAddress”（虚拟地址）来找到；长度由“SizeOfRawData”（原始数据长度）决定。

　　根据节中包含的内容，可分为好几种节。大多数（并非所有）情况下，节中至少由一个数据目录，并在可选头的数据目录数组中有一个指针指向它。

下面我们实现编程修改PE

// Pe.cpp: 实现 CPe类.
//
#include "stdafx.h"
#include "Pe.h"

CPe::CPe()
{
}

CPe::~CPe()
{
}

void CPe::ModifyPe(CString strFileName,CString strMsg)
{
	CString strErrMsg;

	HANDLE hFile, hMapping;
	void *basepointer;
	
	// 打开要修改的文件.
	if ((hFile = CreateFile(strFileName, GENERIC_READ|GENERIC_WRITE, 
		FILE_SHARE_READ|FILE_SHARE_WRITE, 0, 
		OPEN_EXISTING, FILE_FLAG_SEQUENTIAL_SCAN, 0)) == INVALID_HANDLE_VALUE)
	{
		AfxMessageBox("Could not open file.");
		return;
	}

	// 创建一个映射文件.
	if (!(hMapping = CreateFileMapping(hFile, 0, PAGE_READONLY | SEC_COMMIT, 0, 0, 0)))
	{
		AfxMessageBox("Mapping failed.");
		CloseHandle(hFile);
		return;
	}

	// 把文件头映象存入baseointer.
	if (!(basepointer = MapViewOfFile(hMapping, FILE_MAP_READ, 0, 0, 0)))
	{
		AfxMessageBox("View failed.");
		CloseHandle(hMapping);
		CloseHandle(hFile);
		return;
	}

	CloseHandle(hMapping);
	CloseHandle(hFile);

	CalcAddress(basepointer); // 得到相关地址.
	UnmapViewOfFile(basepointer);
	
	if(dwSpace<50)
	{
		AfxMessageBox("No room to write the data!");
	}
	else
	{
		WriteFile(strFileName,strMsg); // 写文件.
	}
	
	if ((hFile = CreateFile(strFileName, GENERIC_READ|GENERIC_WRITE, 
		FILE_SHARE_READ|FILE_SHARE_WRITE, 0, 
		OPEN_EXISTING, FILE_FLAG_SEQUENTIAL_SCAN, 0)) == INVALID_HANDLE_VALUE)
	{
		AfxMessageBox("Could not open file.");
		return;
	}
	
	CloseHandle(hFile);
}

void CPe::CalcAddress(const void *base)
{
	IMAGE_DOS_HEADER * dos_head =(IMAGE_DOS_HEADER *)base;

	if (dos_head->e_magic != IMAGE_DOS_SIGNATURE)
	{
		AfxMessageBox("Unknown type of file.");
		return;
	}
	
	peHeader * header;

	// 得到PE文件头.
	header = (peHeader *)((char *)dos_head + dos_head->e_lfanew);

	if(IsBadReadPtr(header, sizeof(*header)))
	{
		AfxMessageBox("No PE header, probably DOS executable.");
		return;
	}

	DWORD mods;
	char tmpstr[4]={0};
	if(strstr((const char *)header->section_header[0].Name,".text")!=NULL)
	{
		// 此段的真实长度.
		dwVirtSize=header->section_header[0].Misc.VirtualSize;

		// 此段的物理偏移.
		dwPhysAddress=header->section_header[0].PointerToRawData;

		// 此段的物理长度.
		dwPhysSize=header->section_header[0].SizeOfRawData;
		
		// 得到PE文件头的开始偏移.
		dwPeAddress=dos_head->e_lfanew; 
		
		// 得到代码段的可用空间，用以判断可不可以写入我们的代码
		// 用此段的物理长度减去此段的真实长度就可以得到.
		dwSpace=dwPhysSize-dwVirtSize;

		// 得到程序的装载地址，一般为0x400000.
		dwProgRAV=header->opt_head.ImageBase; 

		// 得到代码偏移，用代码段起始RVA减去此段的物理偏移
		// 应为程序的入口计算公式是一个相对的偏移地址，计算公式为：
		// 代码的写入地址＋dwCodeOffset.
		dwCodeOffset=header->opt_head.BaseOfCode-dwPhysAddress;
		
		// 代码写入的物理偏移.
		dwEntryWrite=header->section_header[0].PointerToRawData+header->
			section_header[0].Misc.VirtualSize;

		//对齐边界.
		mods=dwEntryWrite%16;

		if(mods!=0)
		{
			dwEntryWrite+=(16-mods);
		}
		
		// 保存旧的程序入口地址.
		dwOldEntryAddress=header->opt_head.AddressOfEntryPoint;

		// 计算新的程序入口地址.        
		dwNewEntryAddress=dwEntryWrite+dwCodeOffset;
		return;
	}
}	

CString CPe::StrOfDWord(DWORD dwAddress)
{
	unsigned char waddress[4]={0};
	
	waddress[3]=(char)(dwAddress>>24)&0xFF;
	waddress[2]=(char)(dwAddress>>16)&0xFF;
	waddress[1]=(char)(dwAddress>>8 )&0xFF;
	waddress[0]=(char)(dwAddress    )&0xFF;
   
	return waddress;
}

BOOL CPe::WriteNewEntry(int ret,long offset, DWORD dwAddress)
{
	CString strErrMsg;
	long retf;
	unsigned char waddress[4]={0};

	retf=_lseek(ret,offset,SEEK_SET);
	if(retf==-1)
	{
		AfxMessageBox("Error seek.");
		return FALSE;
	}

    memcpy(waddress,StrOfDWord(dwAddress),4);
	retf=_write(ret,waddress,4);
	
	if(retf==-1)
	{
		strErrMsg.Format("error write: %d",GetLastError());
		AfxMessageBox(strErrMsg);
		return FALSE;
	}

	return TRUE;
}

BOOL CPe::WriteMessageBox(int ret,long offset,CString strCap,CString strTxt)
{
	CString strAddress1,strAddress2;
	unsigned char waddress[4]={0};
	DWORD dwAddress;

	// 获取MessageBox在内存中的地址.
	HINSTANCE gLibMsg=LoadLibrary("user32.dll"); 
	dwMessageBoxAadaddress=(DWORD)GetProcAddress(gLibMsg,"MessageBoxA");

    // 计算校验位. 
	int nLenCap1 =strCap.GetLength()+1;   // 加上字符串后面的结束位. 
	int nLenTxt1 =strTxt.GetLength()+1;   // 加上字符串后面的结束位. 
	int nTotLen=nLenCap1+nLenTxt1+24;

    // 重新计算MessageBox函数的地址.
	dwAddress=dwMessageBoxAadaddress-(dwProgRAV+dwNewEntryAddress+nTotLen-5);
   	strAddress1=StrOfDWord(dwAddress);

	// 计算返回地址.
	dwAddress=0-(dwNewEntryAddress-dwOldEntryAddress+nTotLen);
	strAddress2=StrOfDWord(dwAddress);

    // 对话框头代码(固定).
	unsigned char cHeader[2]={0x6a,0x40};
    
	// 标题定义.	
	unsigned char cDesCap[5]={0xe8,nLenCap1,0x00,0x00,0x00};
    
	// 内容定义.
	unsigned char cDesTxt[5]={0xe8,nLenTxt1,0x00,0x00,0x00};
    
	// 对话框后部分的代码段. 
	unsigned char cFix[12]
		 ={0x6a,0x00,0xe8,0x00,0x00,0x00,0x00,0xe9,0x00,0x00,0x00,0x00};
    
	// 修改对话框后部分的代码段. 
	for(int i=0;i<4;i++)
		cFix[3+i]=strAddress1.GetAt(i);

	for(i=0;i<4;i++)
		cFix[8+i]=strAddress2.GetAt(i);

	char* cMessageBox=new char[nTotLen];
	char* cMsg; 

	// 生成对话框命令字符串.
	memcpy((cMsg  = cMessageBox),(char*)cHeader,2);
	memcpy((cMsg += 2),cDesCap,5);
	memcpy((cMsg += 5),strCap,nLenCap1);
	memcpy((cMsg += nLenCap1),cDesTxt,5);
	memcpy((cMsg += 5),strTxt,nLenTxt1);
	memcpy((cMsg += nLenTxt1),cFix,12);

    // 向应用程序写入对话框代码.
	CString strErrMsg;
	long retf;
	retf=_lseek(ret,(long)dwEntryWrite,SEEK_SET);
	if(retf==-1)
	{
		delete[] cMessageBox;
		AfxMessageBox("Error seek.");
		return FALSE;
	}

	retf=_write(ret,cMessageBox,nTotLen);
	if(retf==-1)
	{
		delete[] cMessageBox;
		strErrMsg.Format("error write: %d",GetLastError());
		AfxMessageBox(strErrMsg);
		return FALSE;
	}
	delete[] cMessageBox;

	return TRUE;
}

void CPe::WriteFile(CString strFileName,CString strMsg)
{
	CString strAddress1,strAddress2;
	int ret;
	unsigned char waddress[4]={0};
	
	ret=_open(strFileName,_O_RDWR | _O_CREAT | _O_BINARY,_S_IREAD | _S_IWRITE);
	if(!ret)
	{
		AfxMessageBox("Error open.");
		return;
	}

    // 把新的入口地址写入文件,程序的入口地址在偏移PE文件头开始第40位.
	if(!WriteNewEntry(ret,(long)(dwPeAddress+40),dwNewEntryAddress)) return;

    // 把对话框代码写入到应用程序中.
	if(!WriteMessageBox(ret,(long)dwEntryWrite,"Test",strMsg)) return;

	_close(ret);
}

 

 下面我们实现编程修改OEP

#include <windows.h>
#include <stdio.h>

BOOL ReadOEPbyMemory(LPCSTR szFileName);
BOOL ReadOEPbyFile(LPCSTR szFileName);

void main()
{
	ReadOEPbyFile("..\\calc.exe");
	ReadOEPbyMemory("..\\calc.exe");
	getchar();
}

// 通过文件读取OEP值.
BOOL ReadOEPbyFile(LPCSTR szFileName)
{
	HANDLE hFile;
	
	// 打开文件.
	if ((hFile = CreateFile(szFileName, GENERIC_READ,
		FILE_SHARE_READ, 0, OPEN_EXISTING, 
		FILE_FLAG_SEQUENTIAL_SCAN, 0)) == INVALID_HANDLE_VALUE)
	{
		printf("can't not open file.\n");
		return FALSE;
	}
	
	DWORD dwOEP,cbRead;
	IMAGE_DOS_HEADER dos_head[sizeof(IMAGE_DOS_HEADER)];
    if (!ReadFile(hFile, dos_head, sizeof(IMAGE_DOS_HEADER), &cbRead, NULL)){ 
		printf("read image_dos_header failed.\n");
		CloseHandle(hFile);
		return FALSE;
	}
	
	int nEntryPos=dos_head->e_lfanew+40;
    SetFilePointer(hFile, nEntryPos, NULL, FILE_BEGIN);
	
    if (!ReadFile(hFile, &dwOEP, sizeof(dwOEP), &cbRead, NULL)){ 
		printf("read OEP failed.\n");
		CloseHandle(hFile);
		return FALSE;
	}
	
	// 关闭文件.
	CloseHandle(hFile);
	
	// 显示OEP地址.
	printf("OEP by file:%d\n",dwOEP);
	return TRUE;
}

// 通过文件内存映射读取OEP值.
BOOL ReadOEPbyMemory(LPCSTR szFileName)
{
	struct PE_HEADER_MAP
	{
		DWORD signature;
		IMAGE_FILE_HEADER _head;
		IMAGE_OPTIONAL_HEADER opt_head;
		IMAGE_SECTION_HEADER section_header[6];
	} *header;

	HANDLE hFile;
	HANDLE hMapping;
	void *basepointer;
	
	// 打开文件.
	if ((hFile = CreateFile(szFileName, GENERIC_READ,
		FILE_SHARE_READ,0,OPEN_EXISTING, 
		FILE_FLAG_SEQUENTIAL_SCAN,0)) == INVALID_HANDLE_VALUE)
	{
		printf("can't open file.\n");
		return FALSE;
	}
	
	// 创建内存映射文件.
	if (!(hMapping = CreateFileMapping(hFile,0,PAGE_READONLY|SEC_COMMIT,0,0,0)))
	{
		printf("mapping failed\n");
		CloseHandle(hFile);
		return FALSE;
	}
	
	// 把文件头映象存入baseointer.
	if (!(basepointer = MapViewOfFile(hMapping,FILE_MAP_READ,0,0,0)))
	{
		printf("view failed.\n");
		CloseHandle(hMapping);
		CloseHandle(hFile);
		return FALSE;
	}
	IMAGE_DOS_HEADER * dos_head =(IMAGE_DOS_HEADER *)basepointer;
	
	// 得到PE文件头.
	header = (PE_HEADER_MAP *)((char *)dos_head + dos_head->e_lfanew);
	
	// 得到OEP地址.
	DWORD dwOEP=header->opt_head.AddressOfEntryPoint;
	
    // 清除内存映射和关闭文件.
	UnmapViewOfFile(basepointer);
	CloseHandle(hMapping);
	CloseHandle(hFile);	
	
	// 显示OEP地址.
	printf("OEP by memory:%d\n",dwOEP);
	return TRUE;
}

弹出对话框汇编代码如下

;msgbx.asm file.
.386p
.model flat, stdcall
option casemap:none

include \masm32\include\windows.inc
include \masm32\include\user32.inc
includelib \masm32\lib\user32.lib 

.code

start:
    push MB_ICONINFORMATION or MB_OK
    call Func1
    db "Test",0
Func1:
    call Func2
    db "Hello",0
Func2:
    push NULL    
    call MessageBoxA
;    ret
end start