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用OD調(diào)試器調(diào)試程序時(shí)看到的地址與使用C32Asm以十六進(jìn)制形式查看程序時(shí)的地址形式有所差異。程序在內(nèi)存中與在文件中有著不同的地址形式，而且PE相關(guān)的地址不只有這兩種形式。與PE結(jié)構(gòu)相關(guān)的地址形式有3種，且這3種地址形式可以進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
1. 與PE結(jié)構(gòu)相關(guān)的3種地址
與PE結(jié)構(gòu)相關(guān)的3種地址是VA（虛擬地址）、RVA（相對(duì)虛擬地址）和FileOffset（文件偏移地址）。
VA（虛擬地址）：PE 文件映射到內(nèi)存后的地址。
RVA（相對(duì)虛擬地址）：內(nèi)存地址相對(duì)于映射基地址的偏移地址。
FileOffset（文件偏移地址）：相對(duì) PE 文件在磁盤(pán)上的文件開(kāi)頭的偏移地址。
PE文件在磁盤(pán)上和在內(nèi)存中的結(jié)構(gòu)是一樣的。所不同的是，在磁盤(pán)上，文件是按照IMAGE_OPTIONAL_HEADER的FileAlignment值進(jìn)行對(duì)齊的。而在內(nèi)存中，映像文件是按照IMAGE_OPTIONAL_HEADER的SectionAlignment進(jìn)行對(duì)齊的。FileAlignment是以磁盤(pán)上的扇區(qū)為單位的，也就是說(shuō)，F(xiàn)ileAlignment最小為512字節(jié)，十六進(jìn)制的0x200字節(jié)。而SectionAlignment是以?xún)?nèi)存分頁(yè)為單位來(lái)對(duì)齊的，通常Win32平臺(tái)一個(gè)內(nèi)存分頁(yè)為4KB，也就是十六進(jìn)制的0x1000字節(jié)。一般情況下，F(xiàn)ileAlignment的值會(huì)與SectionAlignment的值相同，這樣磁盤(pán)文件和內(nèi)存映像的結(jié)構(gòu)是完全一樣的。當(dāng)FileAlignment的值和SectionAlignment的值不相同的時(shí)候，就存在一些細(xì)微的差異了，其主要區(qū)別在于，根據(jù)對(duì)齊的實(shí)際情況而多填充了很多0值。PE文件映射如圖1所示。
圖1 PE文件映射圖
除了文件對(duì)齊與內(nèi)存對(duì)齊的差異以外，文件的起始地址從0地址開(kāi)始，用C32Asm的十六進(jìn)制模式查看PE文件時(shí)起始位置是0x00000000。而在內(nèi)存中，它的起始地址為IMAGE_OPTIONAL_HEADER結(jié)構(gòu)體的ImageBase字段（該說(shuō)法只針對(duì)EXE文件，DLL文件的映射地址不一定固定，但是絕對(duì)不會(huì)是0x00000000地址）。
2. 3種地址的轉(zhuǎn)換
當(dāng)FileAlignment和SectionAlignment的值不相同時(shí)，磁盤(pán)文件與內(nèi)存映像的同一節(jié)表數(shù)據(jù)在磁盤(pán)和內(nèi)存中的偏移也不相同，這樣兩個(gè)偏移就發(fā)生了一個(gè)需要轉(zhuǎn)換的問(wèn)題。當(dāng)知道某數(shù)據(jù)的RVA，想要在文件中讀取同樣的數(shù)據(jù)的時(shí)候，就必須將RVA轉(zhuǎn)換為FileOffset。反之，也是同樣的情況。
下面用一個(gè)例子來(lái)介紹如何進(jìn)行轉(zhuǎn)換。一個(gè)用MessageBox()輸出“Hello World”的例子程序，用PEID打開(kāi)它，查看它的節(jié)表情況，如圖2所示。
圖2 PEID顯示的節(jié)表內(nèi)容
從圖2的標(biāo)題欄可以看到，這里不叫“節(jié)表”，而叫“區(qū)段”。還有別的資料上稱(chēng)之為“區(qū)塊”或“節(jié)區(qū)”，只是叫法不同，內(nèi)容都是一樣的。
從圖2中可以看到，節(jié)表的第一個(gè)節(jié)區(qū)的節(jié)名稱(chēng)為“.text”。通常情況下，第一個(gè)節(jié)表項(xiàng)都是代碼區(qū)，入口點(diǎn)也通常落在這個(gè)節(jié)表項(xiàng)。在早期殼不流行時(shí)，通過(guò)判斷入口點(diǎn)是否在第一個(gè)節(jié)區(qū)就可以判斷該程序是否被病毒感。如今，由于殼的流行，這種判斷方法就不可靠了。關(guān)鍵要看的是“R.偏移”，表明了該節(jié)區(qū)在文件中的起始位置。PE頭部包括DOS頭、PE頭和節(jié)表，通常不會(huì)超過(guò)512字節(jié)，也就是說(shuō)，不會(huì)超過(guò)0x200的大小。如果這個(gè)“R.偏移”為0x00001000，那么通常情況下可以確定該文件的磁盤(pán)對(duì)齊大小為0x1000。測(cè)試驗(yàn)證一下這個(gè)程序，看到“V.偏移”與“R.偏移”相同，則說(shuō)明磁盤(pán)對(duì)齊與內(nèi)存對(duì)齊是一樣的，這樣就沒(méi)辦法完成演示轉(zhuǎn)換的工作了。不過(guò)，可以人為地修改文件對(duì)齊大小。也可以通過(guò)工具來(lái)修改文件對(duì)齊的大小。這里借助LordPE來(lái)修改其文件對(duì)齊大小。修改方法很簡(jiǎn)單，先將要修改的測(cè)試文件復(fù)制一份，以與修改后的文件做對(duì)比。打開(kāi)LordPE，單擊“重建PE”按鈕，然后選擇剛才復(fù)制的那個(gè)測(cè)試文件，如圖3和圖4所示。
圖3 LordPE界面
圖4 重建PE功能結(jié)果
PE重建功能中有壓縮文件大小的功能，這里的壓縮也就是修改磁盤(pán)文件的對(duì)齊值，避免過(guò)多地因?qū)R而進(jìn)行補(bǔ)0，使其少占用磁盤(pán)空間。用PEID查看這個(gè)進(jìn)行重建的PE文件的節(jié)表，如圖5所示。
圖5 重建PE文件后的節(jié)表
現(xiàn)在可以看到“V.偏移”與“R.偏移”的值不相同了，它們的對(duì)齊值也不相同了，大家可以自己驗(yàn)證一下FileAlignment和SectionAlignment的值是否相同。
現(xiàn)在有兩個(gè)功能完全一樣，而且PE結(jié)構(gòu)也一樣的兩個(gè)文件了，唯一的不同就是其磁盤(pán)對(duì)齊大小不同?，F(xiàn)在在這兩個(gè)程序中分別尋找一個(gè)節(jié)表中的數(shù)據(jù)，學(xué)習(xí)不同地址之間的轉(zhuǎn)換。
先用OD打開(kāi)未進(jìn)行重建PE結(jié)構(gòu)的測(cè)試程序，找到反匯編中調(diào)用MessageBox()處要彈出對(duì)話框的兩個(gè)字符串參數(shù)的地址，如圖6和圖7所示。
圖6 MessageBox()函數(shù)中使用的字符串地址
圖7 兩個(gè)字符串的地址在數(shù)據(jù)窗口的顯示
從圖6和圖7中可以看到，字符串“hello world !”的地址為0x00406030，字符串“hello”的地址為0x00406040。這兩個(gè)地址都是虛擬地址，也就是VA。
將VA（虛擬地址）轉(zhuǎn)換為RVA（相對(duì)虛擬地址）是很容易的，RVA（相對(duì)虛擬地址）為VA（虛擬地址）減去IMAGE_OPTIONAL_HEADER結(jié)構(gòu)體中的ImageBase（映像文件的裝載虛擬地址）字段的值，即RVA = VA – ImageBase = 0x00406030 – 0x00400000 = 0x0000 6030。由于IMAGE_OPTIONAL_HEADER中的SectionAlignment和FileAlignment的值相同，因此其FileOffset的值也為0x00006030。用C32Asm打開(kāi)該文件查看文件偏移地址0x00006030處的內(nèi)容，如圖8所示。
圖8 文件偏移0x00006030處的內(nèi)容為“hello world！”字符串
從這個(gè)例子中可以看出，當(dāng)SectionAlignment和FileAlignment相同時(shí)，同一節(jié)表項(xiàng)中數(shù)據(jù)的RVA（相對(duì)虛擬地址）和FileOffset（文件偏移地址）是相同的。RVA的值是用VA – ImageBase計(jì)算得到的。
再用OD打開(kāi)“重建PE”后的測(cè)試程序，同樣找到反匯編中調(diào)用MessageBox()函數(shù)使用的那個(gè)字符串“hello world !”，看其虛擬地址是多少。它的虛擬地址仍然是0x00406030。同樣，用虛擬地址減去裝載地址，相對(duì)虛擬地址的值仍然為0x00006030。不過(guò)用C32Asm打開(kāi)該文件查看的話會(huì)有所不同。用C32Asm看一下0x00006030地址處的內(nèi)容，如圖9所示。
圖9 文件偏移0x00006030處沒(méi)有“hello world！”字符串
從圖9中可以看到，用C32Asm打開(kāi)該文件后，文件偏移0x00006030處并沒(méi)有“hello world！”和“hello”字符串。這就是由文件對(duì)齊與內(nèi)存對(duì)齊的差異所引起的。這時(shí)就要通過(guò)一些簡(jiǎn)單的計(jì)算把RVA轉(zhuǎn)換為FileOffset。
把RVA轉(zhuǎn)換為FileOffset的方法很簡(jiǎn)單，首先看一下當(dāng)前的RVA或者是FileOffset屬于哪個(gè)節(jié)。0x00006030這個(gè)RVA屬于.data節(jié)。0x00006030這個(gè)RVA相對(duì)于該節(jié)的起始RVA地址0x00006000來(lái)說(shuō)偏移0x30字節(jié)。再看.data節(jié)在文件中的起始位置為0x00004000，以.data節(jié)的文件起始偏移0x00004000加上0x30字節(jié)的值為0x00004030。用C32Asm看一下0x00004030地址處的內(nèi)容，如圖10所示。
圖10 0x00004030文件偏移處的內(nèi)容
從圖10中可以看出，該文件偏移處保存著“hello world !”字符串，也就是說(shuō)，將RVA轉(zhuǎn)換為FileOffset是正確的。通過(guò)LordPE工具來(lái)驗(yàn)證一下，如圖11所示。
圖11 用LordPE計(jì)算RVA為0x00006030的文件偏移
再來(lái)回顧一下這個(gè)過(guò)程。
某數(shù)據(jù)的文件偏移 = 該數(shù)據(jù)所在節(jié)的起始文件偏移 + （某數(shù)據(jù)的RVA –該數(shù)據(jù)所在節(jié)的起始RVA）。
除了上面的計(jì)算方法以外，還有一種計(jì)算方法，即用節(jié)的起始RVA值減去節(jié)的起始文件偏移值，得到一個(gè)差值，再用RVA減去這個(gè)得到的差值，就可以得到其所對(duì)應(yīng)的FileOffset?？梢允褂美映绦蜻M(jìn)行手工計(jì)算，然后通過(guò)LordPE進(jìn)行驗(yàn)證。
知道如何通過(guò)RVA轉(zhuǎn)換為文件偏移，那么通過(guò)文件偏移轉(zhuǎn)換為RVA的方法也就不難了。這3種地址相互的轉(zhuǎn)換方法就介紹完了。如果沒(méi)有理解，就可以反復(fù)地按照公式進(jìn)行學(xué)習(xí)和計(jì)算。只要在頭腦中建立關(guān)于磁盤(pán)文件和內(nèi)存映像的結(jié)構(gòu)，那么理解起來(lái)就不會(huì)太吃力。
文章標(biāo)題：網(wǎng)絡(luò)安全編程：PE結(jié)構(gòu)的地址與地址的轉(zhuǎn)換
網(wǎng)站路徑：http://www.dlmjj.cn/article/ccogspe.html
