浅析乱序代码的分析方法

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浅析乱序代码的分析方法浅析乱序代码的分析方法
关键字：乱序 分析 反汇编 InsideView

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代码乱序的实现方式：
    代码乱序是将一系列的代码序列分散打乱分布在PE映像中，中间穿插跳转指令以及不改变环境的垃圾代码，从而扰乱正常分析流程。一般的来讲，连接指令以无条件的跳转jmp、变形的短跳转call、对称的条件跳转指令（[jz、jnz]；[jc、jnc]…）等实现，前提是不改变其他环境以免破坏代码正常功能。当然，也可以先保存环境，再使用破坏环境的条件跳转或通过SEH跳转等方式，然后再恢复先前保存的环境，这种先保存再恢复的实现方式必然有成对的指令模版。归根结底，连接指令是不会改变其他环境的。

代码乱序的还原方法：
    我们知道连接指令是不改变其他环境的，因此我们可以逐行分析代码，记录不改变环境的跳转，将分散乱序代码合并实现乱序的还原。代码乱序的还原方法可分为动态和静态两种，动态还原以OllyDbg为例，可利用调试器自身的反汇编引擎和脚本来实现，由于脚本和跟踪执行的效率问题，这种方式存在一定的局限性，比如动态分析时不方便比对。而静态还原首先需要一个反汇编引擎来分析指令，然后根据设定的过滤条件，将不会改变其他环境的连接跳转过滤，根据指令执行顺序，线性重排，这种方式实际上是半自动的条件反汇编。

乱序分析实例：
    下面以本人测试某反汇编引擎的中间产物InsideView为例，实现代码乱序的分析还原。在InsideView中打开example.cv.exe，程序会从入口处显示默认反汇编结果，如图：


    例子很简单，就是现实2次消息框，从InsideView可以看到，从00409149处起至000040916F止，相关代码被jmp、jne、je等乱序了，不利于分析。可以看到乱序代码中包含了无条件跳转jmp、成对的条件跳转（jne/je…）、伪装的call，这里勾选右边选项的所有过滤条件，由于指令不多，反汇编行数可以适当减少，比如填入20，避免无关代码干扰，单击Process过滤反汇编结果，可以看到过滤后的代码一目了然了：
  
对比一下（过滤前）：
00409149  jmp 00409159h
0040914B  push 00h
0040914D  jne 0040915Fh
0040914F  je 0040915Fh
00409151  push dword ptr [0040A988h]
00409157  jmp 00409169h
00409159  push 00h
0040915B  js 00409151h
0040915D  jns 00409151h
0040915F  call 00405118h
00409164  call 00409171h ;maybe fake jmp
00409169  push dword ptr [0040A984h]
0040916F  jmp 0040914Bh
过滤后：
00409159  push 00h
00409151  push dword ptr [0040A988h]
00409169  push dword ptr [0040A984h]
0040914B  push 00h
0040915F  call 00405118h
可以看到，过滤后的代码地址并不连续，但实际上显示的是真实的执行顺序，在实际应用中完全可以结合OllyDbg的动态调试，根据过滤结果在关键点下断避免被猥琐掉耐心。
    单击Restore恢复初始状态，或则手动取消所有过滤器选项，以免影响下次分析，接下来我们来看看CodeVirtualizer的乱序，这个例子中Code Virtualizer虚拟过的函数为00409144  call00408600h，我们在此行上双击，进入该call的反汇编结果：
00408600  jmp 0041A1B6h
00408605  mov esp , E1A83C07h
0040860A  mov ecx , 65C31480h
0040860F  pop edx
00408610  mov dl , BFh
00408612  stosb
可以看到第一行就是一个无条件跳转去VM，双击它，来到：
0041A1B6  push 00419D13h
0041A1BB  jmp 00414EECh
0041A1C0  retf
压入数据，进入VM执行，继续双击0041A1BB  jmp 00414EECh，进入真正的处理过程：
  
粗略一看，基本上是jmp和伪装call组合的乱序，勾选右边的过滤器Filter JMP和Filter Fake CALL，代码比较多，Disassemble Lines选100好了，单击Process得到结果：
  
比较一下，一个完整的清晰的VM Handler出现在面前，要进一步分析VM也变简单了。

再来看看NoobyProtect的乱序分析，手里没Key跑不起主程序做不了实验品，只好用NoobyProtect v1.6.7.0个人版带的SEKeygen.exe来测试了。打开之后如图：
  
乍一看，完全看不懂，代码极度猥琐，没关系，一步一步来，双击进入第一行的伪装call，来到：
00776DE6  jne 00776D9Ch
00776DE8  jmp 00776D9Ch
00776DEA  std
可以看出，这里是乱序连接指令，继续双击跳转到：
00776D9C  lea esp , dword ptr [esp+04h]
00776DA0  jl 00776D5Eh
00776DA2  jnl 00776D5Eh
00776DA4  into
00776DA5  retf
00776DA6  mov dword ptr [esp] , edi
00776DA9  jne 00776E23h
00776DAB  je 00776E23h
有成对条件跳转出现，勾选右边的Filter Junk Jump后Process过滤：
  
现在的代码要明朗的多了，可以看到程序进行了大量的堆栈操作，具体干啥了请自行结合OllyDbg分析。
    补充说明一下InsideView的各项功能：
Code View内显示代码反编译结果，凡是跳转指令，可以双击或回车进入该跳转，Code View内有右键弹出菜单，
1.Disassemble from here，从选中行开始反汇编；
2.Save Result，保存反汇编结果到文本文件；
3. Copy selected lines，复制选中的内容到剪贴板。
Filter选项中Filter JMP对应过滤无条件跳转jmp，
Filter Junk Jump对应过滤对称条件跳转，
Filter Fake CALL对应过滤伪装的Call跳转，
Disassemble Lines为需要反编译的代码行数。
History中显示用户反编译的历史，双击可以回到指定地址的反汇编结果，也可以使用“-”“+”回溯或向前，与OD操作类似。
Virtual Address to disassemble可填入需要反汇编的虚拟地址，对指定地址反汇编。
Process按钮进行反汇编，
Restore按钮恢复初始化，
Save Result按钮保存反汇编结果。
    InsideView只是研究反汇编引擎的一个中间产品，功能上仍有欠缺，代码写得很乱很糟糕，就不开源献丑了。实现原理只是对反汇编代码进行分析，根据给定的条件，逐步跟随跳转指令的操作地址进行线性过滤，过滤条件的设定值目前是硬编码，不保证百分之百正确，有可能会过滤真实的代码，需要人工干预给与正确的条件组合。原理并不复杂，欢迎山寨类似分析工具，但你不能拿InsideView改个名换个外观说是你的成果。
    本文只是实现了基本的代码乱序还原方法，对代码变形和VM没有讨论，实际上，代码的变形和VM都脱离不了x86的指令集的本质，x86计算机上运行的程序无论如何变化，最终执行的依然是x86指令，如果可以动态匹配指令变形模版，则可以进一步过滤以实现变形和VM的还原分析。
    从前，为了体现技术的强大，程序员往往花费很多精力去优化精简代码，试图以最小的代码量实现最好的功能，现在，为了保护强大的技术，程序员不必再去优化代码，代码写得越臃肿越好，越乱越不容易被破解，目前软件保护工具的乱序、变形、VM等，说穿了就是一个化简为繁的过程，很显然Cracker们需要的是一个化繁为简的利器，需要一个强大的能过滤各类条件、能匹配指令模版的条件反汇编工具，而且最好还拥有比OllyDbg更完善的动态调试功能。
    期待大牛的诞生……

Vince Hsu
2-Nov-2009

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管理员果然强大