巧用花指令延緩逆向分析

劉鍵林

(天津現(xiàn)代職業(yè)技術(shù)學(xué)院,天津市 300222)

巧用花指令延緩逆向分析

劉鍵林

(天津現(xiàn)代職業(yè)技術(shù)學(xué)院,天津市 300222)

防止逆向分析的目標(biāo),關(guān)鍵是減緩逆向分析人員對受保護(hù)代碼和(或)加殼后的程序分析和理解的速度,重要的是如何處理好:諸如加密/壓縮、垃圾代碼、代碼變形、反-反編譯等技術(shù)。

加密;壓縮;校驗(yàn)線程

加密和壓縮是最基本的反分析形式。它們只是初步的設(shè)防,防止逆向分析人員直接在反編譯器內(nèi)加載受保護(hù)的程序,隨后沒有任何困難地開始分析。加密殼通常都既加密本身代碼也加密受保護(hù)的程序。不同的殼所采用的加密算法幾乎不相同,有非常簡單的 XOR循環(huán),也有執(zhí)行數(shù)次運(yùn)算的非常復(fù)雜的循環(huán)。對于某些多態(tài)變形殼,為了防止查殼工具正確地識別殼,每次加殼所采用的加密算法都不同,解密代碼也通過變形顯得很不一樣。解密例程作為一個(gè)取數(shù)、計(jì)算、存諸操作的循環(huán)很容易辨認(rèn)。下面是一個(gè)對加密過的DWORD值執(zhí)行數(shù)次XOR操作的簡單的解密例程。

0040A 07C LODS DWORD PTR DS:[ESI]

0040A 07D XOR EA X,EBX

0040A 07F SUB EAX,12338CC3

0040A 084 ROL EA X,10

0040A 087 XOR EA X,799F82D 0

0040A 08C STOS DWORD PTR ES:[ED I]

0040A 08D INC EBX

0040A 08E LOOPD SHORT 0040A 07C;decryp tion loop

下面是另一個(gè)多態(tài)變形殼的解密例程:

00476056 M OV BH,B YTE PTR DS:[EA X]

00476058 INC ESI

00476059 ADD BH,0BD

0047605C XOR BH,CL

0047605E INC ESI

0047605F D EC ED X

00476060 M OV B YTE PTR DS:[EA X],BH

00476062 CLC

00476063 SHL ED I,CL:::M ore garbage code

00476079 INC ED X

0047607A DEC ED X

0047607B D EC EAX

0047607C JM PSHORT 0047607E

0047607E DEC ECX

0047607F JN Z 00476056;decryp tion loop

下面是由同一個(gè)多態(tài)殼生成的另一段解密例程:

0040C045 M OV CH,B YTE PTR DS:[ED I]

0040C047 ADD ED X,EBX

0040C049 XOR CH,AL

0040C04B XOR CH,0D 9

0040C04E CLC

0040C04F M OV B YTE PTR DS:[ED I],CH

0040C051 XCHG AH,A H

0040C053 B TR ED X,EDX

0040C056 M OVSX EBX,CL:::M ore garbage code

0040C067 SAR ED X,CL

0040C06C NOP

0040C06D D EC ED I

0040C06E DEC EA X

0040C06F JM P SHORT 0040C071

0040C071 JN Z 0040C045;decryp tion loop

以上示例中加深顏色字體是主要的解密指令,其余的指令都是用來迷惑逆向分析人員的垃圾代碼。壓縮程序的主要目的是為了縮小可執(zhí)行文件代碼和數(shù)據(jù)的大小,但是由于原始程序包含可讀字符串。將可執(zhí)行文件變成了壓縮文件,因此也有那么一些混淆的作用?？纯磶卓顨に褂玫膲嚎s引擎:UPX使用NRV(N ot Really Vanished)和L ZM A(Lempel-Ziv-M arkov chain-A lgorithm),FSG使用aPLib,Upack使用LZM A,yoda加密殼使用L ZO。這其中有些壓縮引擎可以自由地使用于非商業(yè)應(yīng)用,但是商業(yè)應(yīng)用需要許可/注冊。

處理器時(shí)間戳校驗(yàn)線程:

一個(gè)相當(dāng)有效的阻止被保護(hù)的應(yīng)用程序被裝入調(diào)試器的一個(gè)技術(shù)是加入CPU時(shí)間戳校驗(yàn)線程,這使逆向分析很難在調(diào)試器里對程序進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析。如果我們加入了一個(gè)專門的線程這個(gè)線程會(huì)頻繁檢查CPU中的時(shí)間計(jì)數(shù)器,如果主線程的執(zhí)行時(shí)間過長(即程序被暫停過可能就是有一個(gè)調(diào)試器在分析)這個(gè)線程就會(huì)把整個(gè)程序的進(jìn)程終止掉。在這一技術(shù)中,很重要的一點(diǎn)就是直接使用底層的RD TSC指令,而不是哪個(gè)系統(tǒng)API來實(shí)現(xiàn)對CPU時(shí)間計(jì)數(shù)器的訪問,這樣就可以防止逆向分析人員掛鉤或者替換有關(guān)的函數(shù)。

當(dāng)進(jìn)程被調(diào)試時(shí),調(diào)試器事件處理代碼、步過指令等將占用CPU循環(huán)。如果相鄰指令之間所花費(fèi)的時(shí)間如果大大超出常規(guī),就意味著進(jìn)程很可能是在被調(diào)試,而殼正好利用了這一點(diǎn)。

下面是一個(gè)簡單的時(shí)間檢查的例子。在某一段指令的前后用RD TSC指令(Read Time-Stamp Counter)并計(jì)算相應(yīng)的增量。增量值0x200取決于兩個(gè)RD TSC指令之間的代碼執(zhí)行量。

rdtsc

m ov ecx,eax

m ov ebx,edx

;…m ore instructions

nop

push eax

pop eax

nop;…m ore instructions

;compute delta betw een RD TSC instructions

rdtsc

;Check high order bits

cmp edx,ebx

ja debugger_found;Check low order bits

sub eax,ecx

cmp eax,0x200

ja debugger_found

其它的時(shí)間檢查手段包括使用kernel32!GetTickCount()API,或者手工檢查位于0x7FFE0000

地址的SharedUserData7數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的TickCountLow及TickCountM ultip lier成員。使用垃圾代碼或

者其它混淆技術(shù)進(jìn)行隱藏以后,這些時(shí)間檢查手段尤其是使用RD TSC將會(huì)變得難于識別。

通過上述的代碼分析,我們清楚的看到,任何一個(gè)程序的加密可以有很多種方法,我們要以最科學(xué)的方法減緩逆向分析人員對程序的分析,在滿足程序合理、快捷運(yùn)行的前提下用最安全的加密方法保護(hù)我們的程序,這才是我們根本目的。

[1]Kris KaspersKY著.譚金明譯.黑客反匯編揭秘[M].北京:電子工業(yè)出版社,2004.

[2]Kris KaspersKY著.周長發(fā)譯.黑客調(diào)試技術(shù)揭秘[M].電子工業(yè)出版社,2006.

[3]譚文邵,堅(jiān)磊.從匯編語言到W indow內(nèi)核編程[M].北京:電子工業(yè)出版社,2008.

Using Junk Code Skillfully to Delay Reverse A nalysis

L IU Jian-lin
(Tianjin M odern Vocational Technology College,Tianjin 300222 China)

To p revent the reverse analysis,we should delay the speed of analysts analyzing and un2 derstanding the p rotected code and packed p rograms.It is important to deal w ith the encryp tion and comp ression,garbage code,code morphing and anti-decompilation technology.

encryp tion;comp ression;verifying thread

TP313

A

1673-582X(2011)08-0043-03

2011-01-17

劉鍵林(1959-),男,天津市人,天津現(xiàn)代職業(yè)技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室管理員,工程師,從事計(jì)算機(jī)加密與解密教學(xué)與研究工作。