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无论PE文件在磁盘中还是在内存中,都少不了地址的概念,理解一下几个概念至关重要。

虚拟地址(VA): 在一个程序运行起来的时候,会被加载到内存中,并且每个进程都有自己的4GB,这个4GB当中的某个位置叫做**虚拟地址**,由物理地址映射过来的,4GB的空间,并没有全部被用到。

基地址(Imagebase):磁盘中的文件加载到内存当中的时候可以加载到任意位置,而这个位置就是程序的基址。EXE默认的加载基址是400000h,DLL文件默认基址是10000000h。需要注意的是基地址不是程序的入口点。

相对虚拟地址(RVA):为了避免PE文件中有确定的内存地址,引入了相对虚拟地址的概念。RVA是在内存中相对与载入地址(基地址)的偏移量,所以你可以发现前三个概念的关系:虚拟地址(VA)= 基地址+相对虚拟地址(RVA)

文件偏移地址(FOA):当PE文件储存在某个磁盘当中的时候,某个数据的位置相对于文件头的偏移量。

入口点(OEP):首先明确一个概念就是OEP是一个RVA,然后使用OEP +Imagebase ==入口点的VA,通常情况下,OEP指向的不是main函数。

存了张图比较好的解释了各部分的关系:

接下来依次介绍PE结构框图的每个部分。


2. DOS头部

每个PE文件都是以DOS头开始的,IMAGE_DOS_HEADER 结构如下所示:

(最左边是文件头的偏移量。)

IMAGE_DOS_HEADER STRUCT

+0h WORD    e_magic//   MZ(4Dh 5Ah)     DOS可执行文件标记

+2h     WORD    e_cblp

+4h WORD    e_cp

+6h WORD    e_crlc

+8h WORD    e_cparhdr

+0ah    WORD    e_minalloc

+0ch    WORD    e_maxalloc

+0eh    WORD    e_ss

+10h    WORD    e_sp

+12h    WORD    e_csum

+14h    WORD    e_ip

+16h    WORD    e_cs

+18h    WORD    e_lfarlc

+1ah    WORD    e_ovno

+1ch    WORD    e_res[4]

+24h    WORD    e_oemid

+26h    WORD    e_oeminfo

+29h    WORD    e_res2[10]

+3ch    DWORD   e_lfanew//  RVA     指向PE文件头

} IMAGE_DOS_HEADER ENDS

需要关注的点是结构体的第一个和第二个元素。

e_magic:DOS头的标记位,值为4D5Ah。ASCII为”MZ“,判断一个文件是否为PE文件是会用。

e_lfanew:这是一个RVA,代表了PE文件头到基址的偏移量,我们可以用它来找到PE文件头的位置。

我们用010editor打开一个exe文件:

+0h       DWORD    Signature

+4h       IMAGE_FILE_HEADER    FileHeader

+18h      IMAGE_OPTIONAL_HEADER32   OptionalHeader

} IMAGE_NT_HEADERS ENDS

Signature  字段

在一个PE文件中Signature字段被设置为4550h,ASCII码为”PE00“。如上图所示。

IMAGE_FILE_HEADER  结构体

structIMAGE_FILE_HEADER

WORD Machine;//运行平台

WORD NumberOfSections;//区块表的个数

DWORD TimeDataStamp;//文件创建时间,是从1970年至今的秒数

DWORD PointerToSymbolicTable;//指向符号表的指针

DWORD NumberOfSymbols;//符号表的数目

WORD SizeOfOptionalHeader;//IMAGE_NT_HEADERS结构中OptionHeader成员的大小,对于win32平台这个值通常是0x00e0

WORD Characteristics;//文件的属性值

在010 Editor上查看一下:

+18h    WORD    Magic;// 标志字, ROM 映像(0107h),普通可执行文件(010Bh)

+1Ah    BYTE    MajorLinkerVersion;// 链接程序的主版本号

+1Bh    BYTE    MinorLinkerVersion;// 链接程序的次版本号

+1Ch    DWORD   SizeOfCode;// 所有含代码的节的总大小

+20h    DWORD   SizeOfInitializedData;// 所有含已初始化数据的节的总大小

+24h    DWORD   SizeOfUninitializedData;// 所有含未初始化数据的节的大小

+28h    DWORD   AddressOfEntryPoint;// 程序执行入口RVA

+2Ch    DWORD   BaseOfCode;// 代码的区块的起始RVA

+30h    DWORD   BaseOfData;// 数据的区块的起始RVA

// NT additional fields.    以下是属于NT结构增加的领域。

+34h    DWORD   ImageBase;// 程序的首选装载地址

+38h    DWORD   SectionAlignment;// 内存中的区块的对齐大小

+3Ch    DWORD   FileAlignment;// 文件中的区块的对齐大小

+40h    WORD    MajorOperatingSystemVersion;// 要求操作系统最低版本号的主版本号

+42h    WORD    MinorOperatingSystemVersion;// 要求操作系统最低版本号的副版本号

+44h    WORD    MajorImageVersion;// 可运行于操作系统的主版本号

+46h    WORD    MinorImageVersion;// 可运行于操作系统的次版本号

+48h    WORD    MajorSubsystemVersion;// 要求最低子系统版本的主版本号

+4Ah    WORD    MinorSubsystemVersion;// 要求最低子系统版本的次版本号

+4Ch    DWORD   Win32VersionValue;// 莫须有字段,不被病毒利用的话一般为0

+50h    DWORD   SizeOfImage;// 映像装入内存后的总尺寸

+54h    DWORD   SizeOfHeaders;// 所有头 + 区块表的尺寸大小

+58h    DWORD   CheckSum;// 映像的校检和

+5Ch    WORD    Subsystem;// 可执行文件期望的子系统

+5Eh    WORD    DllCharacteristics;// DllMain()函数何时被调用,默认为 0

+60h    DWORD   SizeOfStackReserve;// 初始化时的栈大小

+64h    DWORD   SizeOfStackCommit;// 初始化时实际提交的栈大小

+68h    DWORD   SizeOfHeapReserve;// 初始化时保留的堆大小

+6Ch    DWORD   SizeOfHeapCommit;// 初始化时实际提交的堆大小

+70h    DWORD   LoaderFlags;// 与调试有关,默认为 0

+74h    DWORD   NumberOfRvaAndSizes;// 下边数据目录的项数,这个字段自Windows NT 发布以来一直是16

+78h    IMAGE_DATA_DIRECTORY DataDirectory[IMAGE_NUMBEROF_DIRECTORY_ENTRIES];

// 数据目录表

} IMAGE_OPTIONAL_HEADER32, *PIMAGE_OPTIONAL_HEADER32;

重要的有:

AddressOfEntryPoint: 也就是上文提到的OEP,程序源入口点。

ImageBase: 默认加载基址。

SectionAlignment:  内存当中的块对齐数,一般为0x1000。

FileAlignment:磁盘当中块对齐数,一般为0x200。

SizeOfHeaders:所有头部大小 也就是DOS头 文件头 以及区块头的总大小,文件主体相对文件其实的偏移。

IMAGE_DATA_DIRECTORY DataDirectory[IMAGE_NUMBEROF_DIRECTORY_ENTRIES]:数据目录表,保存了各种表的RVA及大小。

来看一下数据目录的定义:

IMAGE_DATA_DIRECTORY STRUCT

VirtualAddress    DWORD       ?   ; 数据的起始RVA

Size             DWORD       ?   ; 数据块的长度

IMAGE_DATA_DIRECTORY ENDS

在010 Editor上查看一下:

m_hFile = CreateFile(

m_DeleFileName,GENERIC_READ,NULL,NULL,OPEN_EXISTING,

FILE_ATTRIBUTE_NORMAL,NULL);

DWORD dwSize = GetFileSize(m_hFile,NULL);

PBYTE pBuf =newBYTE[dwSize]{};

ReadFile(m_hFile,pBuf,dwSize,&dwSize,NULL);

//判断是否为PE文件

m_pDos = PIMAGE_DOS_HEADER(pBuf);

if(m_pDos->e_magic!=IMAGE_DOS_SIGNATURE)

MessageBox(L"不是有效的PE文件 \n");

CloseHandle(m_hFile);

m_hFile =NULL;

return;

m_pNTHeader = PIMAGE_NT_HEADERS(pBuf+m_pDos->e_lfanew);

if(m_pNTHeader->Signature!= IMAGE_NT_SIGNATURE)

MessageBox(L"不是有效的PE文件 \n");

CloseHandle(m_hFile);

m_hFile =NULL;

return;

//读取文件头信息

m_pFileHeader = &(m_pNTHeader->FileHeader);

m_NumberOfSections.Format(L"%X",m_pFileHeader->NumberOfSections);

m_TimeDateStamp.Format(L"%p", m_pFileHeader->TimeDateStamp);

m_SizeOfOptionalHeader.Format(L"%X", m_pFileHeader->SizeOfOptionalHeader);

//拓展头信息

m_pOptionalHeader = &(m_pNTHeader->OptionalHeader);

m_AddressOfEntryPoint.Format(L"%X",m_pOptionalHeader->AddressOfEntryPoint);

m_SizeOfHeaders.Format(L"%X", m_pOptionalHeader->SizeOfHeaders);

m_ImageBase.Format(L"%X", m_pOptionalHeader->ImageBase);

m_SizeOfImage.Format(L"%X", m_pOptionalHeader->ImageBase);

m_BaseOfCode.Format(L"%X", m_pOptionalHeader->BaseOfCode);

m_DllCharacteristics.Format(L"%X", m_pOptionalHeader->DllCharacteristics);

m_BaseOfData.Format(L"%X", m_pOptionalHeader->BaseOfData);

m_NumberOfRvaAndSizes.Format(L"%X", m_pOptionalHeader->NumberOfRvaAndSizes);

m_SectionAlignment.Format(L"%X", m_pOptionalHeader->SectionAlignment);

m_FileAlignment.Format(L"%X", m_pOptionalHeader->FileAlignment);

m_CheckSum.Format(L"%X", m_pOptionalHeader->CheckSum);

m_Magic.Format(L"%X", m_pOptionalHeader->CheckSum);

m_Subsystem.Format(L"%X", m_pOptionalHeader->Subsystem);

实现的效果如下: