网络安全编程：PE编程实例之添加节区

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添加节区在很多场合都会用到，比如在加壳中、在免杀中都会经常用到对PE文件添加一个节区。添加一个节区的方法有4步，第1步是在节表的最后面添加一个IMAGE_SECTI ON_HEADER，第2步是更新IMAGE_FILE_HEADER中的NumberOfSections字段，第3步是更新IMAGE_OPTIONAL_HEADER中的SizeOfImage字段，最后一步则是添加文件的数据。当然，前3步是没有先后顺序的，但是最后一步一定要明确如何改变。


某些情况下，在添加新的节区项以后会向新节区项的数据部分添加一些代码，而这些代码可能要求在程序执行之前就被执行，那么这时还需要更新IMAGE_OPTIONAL_HEADER中的AddressOfEntryPoint字段。

1. 手动添加一个节区

先来进行一次手动添加节区的操作，这个过程是个熟悉上述步骤的过程。网上有很多现成的添加节区的工具。这里自己编写工具的目的是掌握和了解其实现方法，锻炼编程能力；手动添加节区是为了巩固所学的知识，熟悉添加节区的步骤。

使用C32Asm用十六进制编辑方式打开测试程序，并定位到其节表处，如图1所示。
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图1  节表位置信息

从图1中可以看到，该PE文件有3个节表。直接看十六进制信息可能很不方便，为了直观方便地查看节表中IMAGE_SECTION_HEADER的信息，那么使用LordPE进行查看，如图2所示。
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图2  使用LordPE查看该节表信息

用LordPE工具查看的确直观多了。对照LordPE显示的节表信息来添加一个节区。IMAGE_SECTION_HEADER结构体定义如下：

1. typedef struct _IMAGE_SECTION_HEADER {
   
2. BYTE Name[IMAGE_SIZEOF_SHORT_NAME];
   
3. union {
   
4. DWORD PhysicalAddress;
   
5. DWORD VirtualSize;
   
6. } Misc;
   
7. DWORD VirtualAddress;
   
8. DWORD SizeOfRawData;
   
9. DWORD PointerToRawData;
   
10. DWORD PointerToRelocations;
    
11. DWORD PointerToLinenumbers;
    
12. WORD NumberOfRelocations;
    
13. WORD NumberOfLinenumbers;
    
14. DWORD Characteristics;
    
15. } IMAGE_SECTION_HEADER, *PIMAGE_SECTION_HEADER;

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IMAGE_SECTION_HEADER 结构体的成员很多，但是真正要使用的只有 6 个，分别是Name、VirtualSize、VritualAddress、SizeOfRawData、PointerToRawData 和 Characteristics。这 6 项刚好与 LordPE 显示的 6 项相同。其实 IMAGE_SECTION_HEADER 结构体中其余的成员几乎不被使用。下面介绍如何添加这些内容。


IMAGE_SECTION_HEADER 的长度为 40 字节，是十六进制的 0x28，在 C32Asm 中占用 2 行半的内容，这里一次把这两行半的内容手动添加进去。回到 C32Asm 中，在最后一个节表的位置处开始添加内容，首先把光标放到右边的 ASCII 字符中，输入“.test”，如图3所示。
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图3  添加“.test”节名

接下来在00000240位置处添加节的大小，该大小直接是对齐后的大小即可。由于文件对齐是0x1000字节，也就是4096字节，那么采用最小值即可，使该值为0x1000。在C32Asm中添加时，正确的添加应当是“00 10 00 00”，以后添加时也要注意字节顺序。在添加后面几个成员时，不再提示注意字节顺序，应时刻清楚这点。在添加该值时，应当将光标定位在十六进制编辑处，而不是刚才所在的ASCII字符处。顺便要把VirutalAddress也添加上，VirtualAddress的值是前一个节区的起始位置加上上一个节对齐后的长度的值，上一个节区的起始位置为0x6000，上一个节区对齐后的长度为0x3000，因此新节区的起始位置为0x9000。添加VirtualSize和VirtualAddress后如图4所示。
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图4  添加VirtualSize和VirtualAddress的值

接下来的两个字段分别是SizeOfRawData和PointerToRawData，其添加方法类似前面两个字段的添加方法，这里就不细说了。分别添加“0x9000”和“0x1000”两个值，如图5所示。
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图5  添加SizeOfRawData和PointerToRawData

PointerToRawData后面的12字节都可以为0，只要修改最后4字节的内容，也就是Characteristics的值即可。这个值直接使用上一个节区的值即可，实际添加时应根据所要节的属性给值。这里为了省事而直接使用上一个节区的属性，如图6所示。
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图6  添加Characteristics属性

整个节表需要添加的地方就添加完成了，接下来需要修改该PE文件的节区数量。当前节区数量是3，这里要修改为4。虽然可以通过LordPE等修改工具完成，但是这里仍然使用手动修改。对于修改的位置，请大家自行定位找到，修改如图7所示。
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图7  修改节区个数为4

除了节区数量以外，还要修改文件映像的大小，也就是SizeOfImage的值。由于新添加了节区，那么应该把该节区的大小加上SizeOfImage的大小，即为新的SizeOfImage的大小。现在的SizeOfImage的大小为0x9000，加上新添加节区的大小为0xa000。SizeOfImage的位置请大家自行查找，修改如图8所示。
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图8  修改SizeOfImage的值为0xa000

修改PE结构字段的内容都已经做完了，最后一步就是添加真实的数据。由于这个节区不使用，因此填充0值就可以了，文件的起始位置为0x9000，长度为0x1000。把光标移到文件的末尾，单击“编辑”→“插入数据”命令，在“插入数据大小”文本框中输入十进制的4096，也就是十六进制的0x1000，如图9所示。
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图9  “插入数据”对话框的设置

单击“确定”按钮，可以看到在刚才的光标处插入了很多0值，这样工作也完成了。单击“保存”按钮进行保存，提示是否备份，选择“是”。然后用LordPE查看添加节区的情况，如图10所示。
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图10  添加新的节区信息

对比前后两个文件的大小，如图11所示。
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图11  添加节区前后文件的大小

从图11中可以看出，添加节区后的文件比原来的文件大了4KB，这是由于添加了4096字节的0值。也许大家最关心的不是大小问题，而是软件添加了大小后是否真的可以运行。其实试运行一下，是可以运行的。
上面的整个过程就是手动添加一个新节区的全部过程，除了特有的几个步骤以外，要注意新节区的内存起始位置和文件起始位置的值。相信通过上面手动添加节区，大家对此已经非常熟悉了。下面就开始通过编程来完成添加节区的任务。

在C32Asm软件中可以快速定位PE结构的各个结构体和字段的位置，在菜单栏单击“查看(V)”->“PE信息(P)”即可在C32Asm工作区的左侧打开一个PE结构字段的解析面板，在面板上双击PE结构的每个字段则可在C32Asm工作区中定位到十六进制形式的PE结构字段的数据。

2. 通过编程添加节区

通过编程添加一个新的节区无非就是文件相关的操作，只是多了一个对PE文件的解析和操作而已。添加节区的步骤和手动添加节区的步骤是一样的，只要一步一步按照上面的步骤写代码就可以了。在开始写代码前，首先修改FileCreate()函数中的部分代码，具体如下：

1. m_hMap = CreateFileMapping(m_hFile, NULL,
   
2.   PAGE_READWRITE /*| SEC_IMAGE*/,0, 0, 0);
   
3. if ( m_hMap == NULL )
   
4. {
   
5.   CloseHandle(m_hFile);
   
6.   return bRet;
   
7. }

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这里要把SEC_IMAGE宏注释掉。因为要修改内存文件映射，有这个值会使添加节区失败，因此要将其注释掉或者直接删除掉。


程序的界面如图12所示。
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图12  添加节区界面

首先编写“添加”按钮响应事件，代码如下：

1. void CPeParseDlg::OnBtnAddSection()
   
2. {
   
3.   // 在这里添加驱动程序
   
4.   // 节名
   
5.   char szSecName[8] = { 0 };
   
6.   // 节大小
   
7.   int nSecSize = 0;
   
8.   GetDlgItemText(IDC_EDIT_SECNAME, szSecName, 8);
   
9.   nSecSize = GetDlgItemInt(IDC_EDIT_SEC_SIZE, FALSE, TRUE);
   
10.   AddSec(szSecName, nSecSize);
    
11. }

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按钮事件中最关键的地方是AddSec()函数。该函数有两个参数，分别是添加节的名称与添加节的大小。这个大小无论输入多大，最后都会按照对齐方式进行向上对齐。看一下AddSec()函数的代码，具体如下：

1. VOID CPeParseDlg::AddSec(char *szSecName, int nSecSize)
   
2. {
   
3.   int nSecNum = m_pNtHdr->FileHeader.NumberOfSections;
   
4.   DWORD dwFileAlignment = m_pNtHdr->OptionalHeader.FileAlignment;
   
5.   DWORD dwSecAlignment = m_pNtHdr->OptionalHeader.SectionAlignment;
   
6.   PIMAGE_SECTION_HEADER pTmpSec = m_pSecHdr + nSecNum;
   
7.   // 复制节名
   
8.   strncpy((char *)pTmpSec->Name, szSecName, 7);
   
9.   // 节的内存大小
   
10.   pTmpSec->Misc.VirtualSize = AlignSize(nSecSize, dwSecAlignment);
    
11.   // 节的内存起始位置
    
12.   pTmpSec->VirtualAddress=m_pSecHdr[nSecNum-1].VirtualAddress+AlignSize(m_pSecHdr [nSecNum - 1].Misc.VirtualSize, dwSecAlignment);
    
13.   // 节的文件大小
    
14.   pTmpSec->SizeOfRawData = AlignSize(nSecSize, dwFileAlignment);
    
15.   // 节的文件起始位置
    
16.   pTmpSec->PointerToRawData=m_pSecHdr[nSecNum-1].PointerToRawData+AlignSize(m_pSecHdr[nSecNum - 1].SizeOfRawData, dwSecAlignment);
    
17.   // 修正节数量
    
18.   m_pNtHdr->FileHeader.NumberOfSections ++;
    
19.   // 修正映像大小
    
20.   m_pNtHdr->OptionalHeader.SizeOfImage += pTmpSec->Misc.VirtualSize;
    
21.   FlushViewOfFile(m_lpBase, 0);
    
22.   // 添加节数据
    
23.   AddSecData(pTmpSec->SizeOfRawData);
    
24.   EnumSections();
    
25. }

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代码中每一步都按照相应的步骤来完成，其中用到的两个函数分别是 AlignSize()和AddSecData()。前者是用来进行对齐的，后者是用来在文件中添加实际的数据内容的。这两个函数非常简单，代码如下：

1. DWORD CPeParseDlg::AlignSize(int nSecSize, DWORD Alignment)
   
2. {
   
3.   int nSize = nSecSize;
   
4.   if ( nSize % Alignment != 0 )
   
5.   {
   
6.     nSecSize = (nSize / Alignment + 1) * Alignment;
   
7.   }
   
8.   return nSecSize;
   
9. }
   
10. VOID CPeParseDlg::AddSecData(int nSecSize)
    
11. {
    
12.   PBYTE pByte = NULL;
    
13.   pByte = (PBYTE)malloc(nSecSize);
    
14.   ZeroMemory(pByte, nSecSize);
    
15.   DWORD dwNum = 0;
    
16.   SetFilePointer(m_hFile, 0, 0, FILE_END);
    
17.   WriteFile(m_hFile, pByte, nSecSize, &dwNum, NULL);
    
18.   FlushFileBuffers(m_hFile);
    
19.   free(pByte);
    
20. }

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整个添加节区的代码就完成了，仍然使用最开始的那个简单程序进行测试，看是否可以添加一个节区，如图13所示。

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图13  添加节区

从图13中可以看出，添加节区是成功的。试着运行一下添加节区后的文件，可以正常运行，而且添加节区的文件比原文件大了4KB，和前面手动添加的效果是一样的。

参考文献：C++ 黑客编程揭秘与防范（第3版）