reverse虚假控制流入门：Ubuntu20.04安装ollvm4.0踩坑记+用IDApython去除BCF
Posted hans774882968
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了reverse虚假控制流入门：Ubuntu20.04安装ollvm4.0踩坑记+用IDApython去除BCF相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
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引言
虚假控制流（Bogus Control Flow，BCF），通过加入包含不透明谓词的条件跳转（也就是跳转与否在运行之前就已经确定的跳转，但IDA无法分析）和不可达的基本块，来干扰IDA的控制流分析和F5反汇编。
依赖
- IDA7.7
- 虚拟机Ubuntu20.04
Ubuntu20.04安装ollvm+各种踩坑记录
根据参考链接1，主要的命令就这些：
# 截至2022.09.25，这玩意已经5年没更新了……
git clone -b llvm-4.0 https://github.com/obfuscator-llvm/obfuscator.git
# 这里build文件夹和obfuscator-llvm-4.0文件夹同级
mkdir build-llvm-4.0 && sudo chmod 777 -R build-llvm-4.0 && cd build-llvm-4.0
cmake -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release ../obfuscator-llvm-4.0/
# 防止出现Permission Denied
sudo make -j5
但你先别急，这里水很深，不看完参考链接1以及我总结的踩坑记录的话，泥巴握不住！
作者：hans774882968以及hans774882968以及hans774882968
本文52pojie：https://www.52pojie.cn/thread-1692596-1-1.html
本文juejin：https://juejin.cn/post/7147302252846252046/
本文csdn：https://blog.csdn.net/hans774882968/article/details/127043163
1、gcc和g++需要降级
如果用的是9及以后的版本，make时会没有任何提示，忽然报错make: *** [Makefile:152：all] 错误 2。直接执行下面这些命令进行降级就行：
sudo apt install gcc-8 g++-8 -y
sudo update-alternatives --install /usr/bin/gcc gcc /usr/bin/gcc-8 8
sudo update-alternatives --install /usr/bin/g++ g++ /usr/bin/g++-8 8
sudo update-alternatives --install /usr/bin/gcc gcc /usr/bin/gcc-9 9
sudo update-alternatives --install /usr/bin/g++ g++ /usr/bin/g++-9 9
sudo update-alternatives --config gcc
sudo update-alternatives --config g++
# 最后可以看看版本是否修改成功
gcc -v
g++ -v
效果
2、编译前要先修改源码
根据参考链接1，不修改源码会踩坑。找到<你的ollvm目录>/include/llvm/ExecutionEngine/Orc/OrcRemoteTargetClient.h，按照下图把690行的readMem的返回类型从Expected<vector<char>>改为Expected<vector<uint8_t>>（这里参考链接1错误地说成了uint_8了）。
3、注意权限问题
如果你在编译时，看到make失败前有一大堆Permission Denied，说明你权限没给够。
- 建议编译前给到
build-llvm-4.0和obfuscator-llvm-4.0的父文件夹777权限：sudo chmod 777 -R <父文件夹名>，防止新生成的文件Permission Denied。 - 不要在挂载点的文件夹进行编译，否则会有权限错误。
- 建议编译期间每次看到
build-llvm-4.0/bin新生成一个文件，都给它777权限，防止Permission Denied造成失败（其实编译失败也没事，编译好的文件不会重新编译，不是很耽误时间。每次看到新生成的文件出现Permission Denied，先给它权限再重新编译即可）。
4、给足虚拟机内存
不给足内存的话虚拟机会死机。也可以选择降一降作业数，比如sudo make -j7降到sudo make -j5。
编译成功
大概等了一小时，终于成功了！纪念一下！
先看一个demo
写个bcf_demo.cpp：
#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
#define rep(i,a,b) for(int i = (a);i <= (b);++i)
#define re_(i,a,b) for(int i = (a);i < (b);++i)
#define dwn(i,a,b) for(int i = (a);i >= (b);--i)
void dbg()
puts ("");
template<typename T, typename... R>void dbg (const T &f, const R &... r)
cout << f << " ";
dbg (r...);
template<typename Type>inline void read (Type &xx)
Type f = 1;
char ch;
xx = 0;
for (ch = getchar(); ch < '0' || ch > '9'; ch = getchar() ) if (ch == '-') f = -1;
for (; ch >= '0' && ch <= '9'; ch = getchar() ) xx = xx * 10 + ch - '0';
xx *= f;
void read()
template<typename T, typename ...R>void read (T &x, R &...r)
read (x);
read (r...);
int main (int argc, char const *argv[])
char name[100];
scanf ("%s", name);
if (strcmp (name, "Alice") == 0)
printf ("hello, %s.\\n", name) ;
else if (strcmp (name, "Bob") == 0)
printf ("hello, %s\\n", name);
else
printf ("no permission.\\n");
return 0;
用clang正常编译
'build-llvm-4.0/bin/clang++ 的绝对路径' 'bcf_demo.cpp 的绝对路径' -o bcf_demo_normal
IDA反汇编效果：
int __cdecl main(int argc, const char **argv, const char **envp)
char s1[112]; // [rsp+10h] [rbp-80h] BYREF
const char **v5; // [rsp+80h] [rbp-10h]
int v6; // [rsp+88h] [rbp-8h]
int v7; // [rsp+8Ch] [rbp-4h]
v7 = 0;
v6 = argc;
v5 = argv;
scanf("%s", s1);
if ( !strcmp(s1, (const char *)(unsigned int)"Alice") )
printf("hello, %s.\\n", s1);
else if ( !strcmp(s1, (const char *)(unsigned int)"Bob") )
printf("hello, %s\\n", s1);
else
printf("no permission.\\n");
return 0;
流程图：
加上bcf，编译：
'build-llvm-4.0/bin/clang++ 的绝对路径' -mllvm -bcf 'bcf_demo.cpp 的绝对路径' -o bcf_demo
IDA反汇编效果：
int __cdecl main(int argc, const char **argv, const char **envp)
char s1[112]; // [rsp+20h] [rbp-80h] BYREF
const char **v5; // [rsp+90h] [rbp-10h]
int v6; // [rsp+98h] [rbp-8h]
int v7; // [rsp+9Ch] [rbp-4h]
v7 = 0;
v6 = argc;
v5 = argv;
scanf("%s", s1);
if ( !strcmp(s1, (const char *)(unsigned int)"Alice") )
if ( y_12 >= 10 && ((((_BYTE)x_11 - 1) * (_BYTE)x_11) & 1) != 0 )
goto LABEL_9;
while ( 1 )
printf("hello, %s.\\n", s1);
if ( y_12 < 10 || ((((_BYTE)x_11 - 1) * (_BYTE)x_11) & 1) == 0 )
break;
LABEL_9:
printf("hello, %s.\\n", s1);
else if ( !strcmp(s1, (const char *)(unsigned int)"Bob") )
printf("hello, %s\\n", s1);
else
printf("no permission.\\n");
return 0;
流程图：
对比两图，bcf确实让程序更复杂了。
这些跳转中的x_11和y_12位于**.bss段**，并且通过交叉引用发现没有被修改过，也就是说x_11和y_12在运行过程中一直为0。这里的x_11和y_12被称为不透明谓词，所谓不透明，就是IDA难以推断其在运行时的值，但我们都知道它就是0。
简单分析一下bcf加入的干扰语句。y_12 >= 10 && ((((_BYTE)x_11 - 1) * (_BYTE)x_11) & 1) != 0：因为相邻两个数的乘积必为偶数，故此式总是false。根据德摩根定律，y_12 < 10 || ((((_BYTE)x_11 - 1) * (_BYTE)x_11) & 1) == 0就总是true。因此printf("hello, %s.\\n", s1);恰好只执行一次。那些永远不会执行到的代码块，就叫做不可达的基本块。这些跳转和不可达基本块并不会影响程序原有的逻辑，但会干扰我们的分析，这就是虚假控制流混淆达到的效果。
尝试用IDApython去除bcf
我们把上面的demo写得更复杂一点：
#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
#define rep(i,a,b) for(int i = (a);i <= (b);++i)
#define re_(i,a,b) for(int i = (a);i < (b);++i)
#define dwn(i,a,b) for(int i = (a);i >= (b);--i)
void dbg()
puts ("");
template<typename T, typename... R>void dbg (const T &f, const R &... r)
cout << f << " ";
dbg (r...);
template<typename Type>inline void read (Type &xx)
Type f = 1;
char ch;
xx = 0;
for (ch = getchar(); ch < '0' || ch > '9'; ch = getchar() ) if (ch == '-') f = -1;
for (; ch >= '0' && ch <= '9'; ch = getchar() ) xx = xx * 10 + ch - '0';
xx *= f;
void read()
template<typename T, typename ...R>void read (T &x, R &...r)
read (x);
read (r...);
int main (int argc, char const *argv[])
char name[100];
scanf ("%s", name);
if (strcmp (name, "Alice") == 0)
printf ("hello, %s.\\n", name) ;
else if (strcmp (name, "Bob") == 0)
printf ("hello, %s\\n", name);
else
printf ("no permission.\\n") ;
return 0;
re_ (i, 0, 10)
if (i & 1) dbg (i << 1);
else dbg (i << 1 | 1);
return 0;
加上bcf编译，用IDA看看patch前的效果：
int __cdecl main(int argc, const char **argv, const char **envp)
int v4; // [rsp+24h] [rbp-8Ch] BYREF
int v5; // [rsp+28h] [rbp-88h] BYREF
int i; // [rsp+2Ch] [rbp-84h]
char s1[112]; // [rsp+30h] [rbp-80h] BYREF
const char **v8; // [rsp+A0h] [rbp-10h]
int v9; // [rsp+A8h] [rbp-8h]
int v10; // [rsp+ACh] [rbp-4h]
v10 = 0;
v9 = argc;
v8 = argv;
scanf("%s", s1);
if ( !strcmp(s1, (const char *)(unsigned int)"Alice") )
printf("hello, %s.\\n", s1);
else
if ( strcmp(s1, (const char *)(unsigned int)"Bob") )
if ( y_13 >= 10 && ((((_BYTE)x_12 - 1) * (_BYTE)x_12) & 1) != 0 )
goto LABEL_18;
while ( 1 )
printf("no permission.\\n");
v10 = 0;
if ( y_13 < 10 || ((((_BYTE)x_12 - 1) * (_BYTE)x_12) & 1) == 0 )
return v10;
LABEL_18:
printf("no permission.\\n");
v10 = 0;
printf("hello, %s\\n", s1);
for ( i = 0; ; ++i )
while ( y_13 >= 10 && ((((_BYTE)x_12 - 1) * (_BYTE)x_12) & 1) != 0 )
;
if ( i >= 10 )
break;
if ( (i & 1) != 0 )
v5 = 2 * i;
dbg<int>(&v5);
continue;
if ( y_13 >= 10 && ((((_BYTE)x_12 - 1) * (_BYTE)x_12) & 1) != 0 )
LABEL_20:
v4 = (2 * i) | 1;
dbg<int>(&v4);
v4 = (2 * i) | 1;
dbg<int>(&v4);
if ( y_13 >= 10 && ((((_BYTE)x_12 - 1) * (_BYTE)x_12) & 1) != 0 )
goto LABEL_20;
return 0;
我们随便找个例子，看看干扰代码的汇编长什么样：
.text:000000000040151C 8B 04 25 B4 41 40 00 mov eax, ds:x_12
.text:0000000000401523 8B 0C 25 9C 41 40 00 mov ecx, ds:y_13
.text:000000000040152A 89 C2 mov edx, eax
.text:000000000040152C 83 EA 01 sub edx, 1
.text:000000000040152F 0F AF C2 imul eax, edx
.text:0000000000401532 83 E0 01 and eax, 1
.text:0000000000401535 83 F8 00 cmp eax, 0
.text:0000000000401538 40 0F 94 C6 setz sil
.text:000000000040153C 83 F9 0A cmp ecx, 0Ah
.text:000000000040153F 40 0F 9C C7 setl dil
.text:0000000000401543 40 08 FE or sil, dil
.text:0000000000401546 40 F6 C6 01 test sil, 1
.text:000000000040154A 0F 85 05 00 00 00 jnz loc_401555
.text:000000000040154A
.text:0000000000401550 E9 F3 01 00 00 jmp loc_401748
我们不需要管这些干扰指令具体是true还是false，只需要知道：它们不影响原有代码。我们简单分析可知，这里的jnz loc_401555一定会执行，因此我们只需要把jnz loc_401555改成jmp loc_401555，即可去除所有的干扰效果。
IDApython脚本：
import idc
def next_instr(addr):
# item_size返回addr处指令长度
return addr + idc.get_item_size(addr)
def main():
print('-' * 40)
st_addr = 以上是关于reverse虚假控制流入门：Ubuntu20.04安装ollvm4.0踩坑记+用IDApython去除BCF的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章
reverse虚假控制流入门：Ubuntu20.04安装ollvm4.0踩坑记+用IDApython去除BCF