win32下PE文件分析之DOS头

Posted 2020-09-17

(一).win32下的PE文件:

    PE是Portable Execute的缩写,是可移植可执行的意思,只要文件的数据结构遵循PE结构,就属于PE文件,windows中常见的PE文件有

        *.sys驱动类文件

        *.dll动态链接库文件

        *.exe可执行文件

        *.ocx对象类别扩充组建

        *.obj目标文件等.

    同样,linux中使用的是ELF格式,和windows的PE格式有一定的差别,如:

        可重定位文件*.o

        可执行文件如/bin/ls等

        共享目标文件*.so

        核心转储文件core

    都遵循ELF数据结构. unix从system v4开始也使用ELF了,而他们的始祖都是unix system v3的中COFF.如下图:

(二).win32中的PE文件二进制数据结构:

    二进制数据结构如下图,看起来就比较复杂,但是当你亲自动手解析一波,那可能会改变你的世界观,前提是初学者.为了全部显示出来,看不太清,放附件里了.

(三).win32中PE的逻辑图:

    一个标准的PE文件由DOS头,stub,NT头(包含PE标识,标准PE头和可选PE头三个成员),节表,节的内容以及一些为了内存对齐而填充的0.

以上就是一个PE文件的大体逻辑图,它里面的内容虽然是二进制,但绝不是随意填充的数据,而是严格遵循一定格式生成的,比如C语言写的一段代码,通过预处理, 汇编, 编译, 链接后生成的一个exe文件(PE文件中的一种),生成过程是由编译器来完成的.

(四).DOS头中的数据结构:

    Visual C++ 6.0中winnt头文件中的定义:

typedef struct _IMAGE_DOS_HEADER {      // DOS .EXE header
    WORD   e_magic;                     // Magic number
    WORD   e_cblp;                      // Bytes on last page of file
    WORD   e_cp;                        // Pages in file
    WORD   e_crlc;                      // Relocations
    WORD   e_cparhdr;                   // Size of header in paragraphs
    WORD   e_minalloc;                  // Minimum extra paragraphs needed
    WORD   e_maxalloc;                  // Maximum extra paragraphs needed
    WORD   e_ss;                        // Initial (relative) SS value
    WORD   e_sp;                        // Initial SP value
    WORD   e_csum;                      // Checksum
    WORD   e_ip;                        // Initial IP value
    WORD   e_cs;                        // Initial (relative) CS value
    WORD   e_lfarlc;                    // File address of relocation table
    WORD   e_ovno;                      // Overlay number
    WORD   e_res[4];                    // Reserved words
    WORD   e_oemid;                     // OEM identifier (for e_oeminfo)
    WORD   e_oeminfo;                   // OEM information; e_oemid specific
    WORD   e_res2[10];                  // Reserved words
    LONG   e_lfanew;                    // File address of new exe header
  } IMAGE_DOS_HEADER, *PIMAGE_DOS_HEADER;

(五).C语言实现对win32中notepad.exe的DOS头的简单解析:

    该代码中只是输出了DOS头中两个较为有用的数据,第一个和最后一个(e_magic和e_lfanew),代码如下:

    Dos_Header_Analyze.cpp:

// Dos_Header_Analyze.cpp : Defines the entry point for the console application.
//

#include "stdafx.h"
#include "dos.h"		//包含进自己写的dos.h文件

#define filepath "notepad.exe"	//指定好notepad.exe的位置,写绝对路径,或放于源代码目录中

int main(int argc, char* argv[])
{
	void* pbuff = NULL;				//方便后面当参数使用
	pbuff = ReadFileToBuff(filepath);
	Output_Dos(pbuff);				//解析DOS头

	free(pbuff);					//释放空间
	return 0;
}

    dos.h:

void* ReadFileToBuff(char* file)	//将文件读取到内存
{
	FILE* fp = fopen(file, "rb");	//以二进制只读形式打开文件
	void* buff = NULL;		//用来指向申请的内存缓冲区
	unsigned long sz = 0;	        //用来存放文件的大小
	if(!fp)
	{
		printf("Failed to open file \"%s\"\n", file);
		exit(-1);
	}
	fseek(fp, 0, SEEK_END);	      //让文件指针fp指向文件的末位位置,用于计算文件的大小
	sz = ftell(fp);		      //获取当前文件指针相对于起始位置的偏移
	fseek(fp, 0, SEEK_SET);	      //让文件指针fp指向文件的起始位置
	printf("File \"%s\" size: %ld KB\n", file, sz / 1024);	//输出文件大小(单位KB)
	buff = malloc(sz);	      //申请一块与文件大小相等的内存,用作文件缓冲区
	if(!buff)
	{
		printf("Alloc memery failed!\n");
		exit(-2)
	}
	memset(buff, 0, sz);           //置零缓冲区
	
	//将文件中的数据写入文件缓冲区,每次读取128字节,读取sz/128次,正好读取sz字节
	if(!fread(buff, 128, sz/128, fp)) 
	{
		printf("Read file \"%s\" error!\n", file);
		exit(-3);
	}
	fclose(fp);			//关闭刚刚打开的文件

	return buff;			//返回文件缓冲的内存地址						
}

//输出DOS头的重要信息
void Output_Dos(void* buffer)
{
	void* buf = buffer;
	//定义一个指向文件缓冲的DOS头的指针
	IMAGE_DOS_HEADER* pdos = (IMAGE_DOS_HEADER*)buf;
	printf("DOS Header:\n");
	
	//MZ标记,用于判断该文件是否为可执行文件(其值与MZ的ascii相对应)
	printf("Magic Number:	%#X\n", pdos->e_magic);
	
	//PE标识相对于文件其实位置的偏移 (单位字节)	
	printf("PE   Offset:	%#X\n", pdos->e_lfanew);		
}

    stdafx.h:

#if !defined(AFX_STDAFX_H__BBCA9272_49A3_4E1E_9262_9F0211C5BA05__INCLUDED_)
#define AFX_STDAFX_H__BBCA9272_49A3_4E1E_9262_9F0211C5BA05__INCLUDED_

#if _MSC_VER > 1000
#pragma once
#endif // _MSC_VER > 1000

#define WIN32_LEAN_AND_MEAN		// Exclude rarely-used stuff from Windows headers

//主要是把相应的头文件包含进去
#include <stdio.h>
#include <windows.h>
#include <stdlib.h>
#include <malloc.h>

    执行结果如下图:

    如果有空会继续更新.

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