Фундаментальные основы хакерства. Учимся искать ключевые структуры языков высокого уровня

Исследование алгоритма работы программ, написанных на языках высокого уровня, традиционно начинается с реконструкции ключевых структур исходного языка — функций, локальных и глобальных переменных, ветвлений, циклов и так далее. Это делает дизассемблированный листинг более наглядным и значительно упрощает его анализ.

Фундаментальные основы хакерства

Пятнадцать лет назад эпический труд Криса Касперски «Фундаментальные основы хакерства» был настольной книгой каждого начинающего исследователя в области компьютерной безопасности. Однако время идет, и знания, опубликованные Крисом, теряют актуальность. Редакторы «Хакера» попытались обновить этот объемный труд и перенести его из времен Windows 2000 и Visual Studio 6.0 во времена Windows 10 и Visual Studio 2017.

Читай также:

• Проверка аутентичности и базовый взлом защиты
• Знакомство с отладчиком
• Продолжаем осваивать отладчик
• Новые способы находить защитные механизмы в чужих программах
• Выбираем лучший редактор для вскрытия исполняемых файлов Windows
• Мастер-класс по анализу исполняемых файлов в IDA Pro

Современные дизассемблеры достаточно интеллектуальны и львиную долю распознавания ключевых структур берут на себя. В частности, IDA Pro успешно справляется с идентификацией стандартных библиотечных функций, локальных переменных, адресуемых через регистр ESP, case-ветвлений и прочего. Однако порой она ошибается, вводя исследователя в заблуждение, к тому же ее высокая стоимость не всегда оправдывает применение. Например, студентам, изучающим ассемблер (а лучшее средство изучения ассемблера — дизассемблирование чужих программ), она едва ли по карману.

Разумеется, на IDA свет клином не сошелся, существуют и другие дизассемблеры — скажем, тот же DUMPBIN, входящий в штатную поставку SDK. Почему бы на худой конец не воспользоваться им? Конечно, если под рукой нет ничего лучшего, сойдет и DUMPBIN, но в этом случае об интеллектуальности дизассемблера придется забыть и пользоваться исключительно своей головой.

Первым делом мы познакомимся с неоптимизирующими компиляторами — анализ их кода относительно прост и вполне доступен для понимания даже новичкам в программировании. Затем же, освоившись с дизассемблером, перейдем к вещам более сложным — оптимизирующим компиляторам, генерирующим очень хитрый, запутанный и витиеватый код.

Поставь любимую музыку, выбери любимый напиток и погрузись в глубины дизассемблерных листингов.

Неплохой сборник, как раз для продолжительной работы
 

Идентификация функций

Функция (также называемая процедурой или подпрограммой) — основная структурная единица процедурных и объектно ориентированных языков, поэтому дизассемблирование кода обычно начинается с отождествления функций и идентификации передаваемых им аргументов.

Строго говоря, термин «функция» присутствует не во всех языках, но даже там, где он присутствует, его определение варьируется от языка к языку. Не вдаваясь в детали, мы будем понимать под функцией обособленную последовательность команд, вызываемую из различных частей программы. Функция может принимать один и более аргументов, а может не принимать ни одного; может возвращать результат своей работы, а может и не возвращать — это уже не суть важно. Ключевое свойство функции — возвращение управления на место ее вызова, а ее характерный признак — множественный вызов из различных частей программы (хотя некоторые функции вызываются лишь из одного места).

Откуда функция знает, куда следует возвратить управление? Очевидно, вызывающий код должен предварительно сохранить адрес возврата и вместе с прочими аргументами передать его вызываемой функции. Существует множество способов решения этой проблемы: можно, например, перед вызовом функции поместить в ее конец безусловный переход на адрес возврата, можно сохранить адрес возврата в специальной переменной и после завершения функции выполнить косвенный переход, используя эту переменную как операнд инструкции jump… Не останавливаясь на обсуждении сильных и слабых сторон каждого метода, отметим, что компиляторы в подавляющем большинстве случаев используют специальные машинные команды CALL и RET, соответственно предназначенные для вызова функций и возврата из них.

Инструкция CALL закидывает адрес следующей за ней инструкции на вершину стека, а RET стягивает и передает на него управление. Тот адрес, на который указывает инструкция CALL, и есть адрес начала функции. А замыкает функцию инструкция RET (но внимание: не всякий RET обозначает конец функции!).

Таким образом, распознать функцию можно двояко: по перекрестным ссылкам, ведущим к машинной инструкции CALL, и по ее эпилогу, завершающемуся инструкцией RET. Перекрестные ссылки и эпилог в совокупности позволяют определить адреса начала и конца функции. Немного забегая вперед, заметим, что в начале многих функций присутствует характерная последовательность команд, называемая прологом, которая также пригодна и для идентификации функций. А теперь рассмотрим все эти темы поподробнее.

Источник: xakep.ru