转贴：关于PE可执行文件的修改(1)

关于PE可执行文件的修改(1)

[ 作者: ilsy   添加时间: 2001-9-24 9:25:08 ]


 

原创：ilsy（ILSY）

在windows 9x、NT、2000下，所有的可执行文件都是基于Microsoft设计的一种新的文件格式Portable Executable File Format（可移植的执行体），即PE格式。有一些时候，我们需要对这些可执行文件进行修改，下面文字试图详细的描述PE文件的格式及对PE格式文件的修改。
1、PE文件框架构成
DOS MZ header
DOS stub
PE header
Section table
Section 1
Section 2
Section ...
Section n
上表是PE文件结构的总体层次分布。所有 PE文件(甚至32位的 DLLs) 必须以一个简单的 DOS MZ header 开始，在偏移0处有DOS下可执行文件的“MZ标志”，有了它，一旦程序在DOS下执行，DOS就能识别出这是有效的执行体，然后运行紧随 MZ header 之后的 DOS stub。DOS stub实际上是个有效的EXE，在不支持 PE文件格式的操作系统中，它将简单显示一个错误提示，类似于字符串 \" This program cannot run in DOS mode \" 或者程序员可根据自己的意图实现完整的 DOS代码。通常DOS stub由汇编器/编译器自动生成，对我们的用处不是很大，它简单调用中断21h服务9来显示字符串\"This program cannot run in DOS mode\"。
紧接着 DOS stub 的是 PE header。 PE header 是PE相关结构 IMAGE_NT_HEADERS 的简称，其中包含了许多PE装载器用到的重要域。可执行文件在支持PE文件结构的操作系统中执行时，PE装载器将从 DOS MZ header的偏移3CH处找到 PE header 的起始偏移量。因而跳过了 DOS stub 直接定位到真正的文件头 PE header。
PE文件的真正内容划分成块，称之为sections（节）。每节是一块拥有共同属性的数据，比如“.text”节等，那么，每一节的内容都是什么呢？实际上PE格式的文件把具有相同属性的内容放入同一个节中，而不必关心类似“.text”、“.data”的命名，其命名只是为了便于识别，所有，我们如果对PE格式的文件进行修改，理论上讲可以写入任何一个节内，并调整此节的属性就可以了。
PE header 接下来的数组结构 section table（节表）。 每个结构包含对应节的属性、文件偏移量、虚拟偏移量等。如果PE文件里有5个节，那么此结构数组内就有5个成员。
以上就是PE文件格式的物理分布，下面将总结一下装载一PE文件的主要步骤：
1、    PE文件被执行，PE装载器检查 DOS MZ header 里的 PE header 偏移量。如果找到，则跳转到 PE header。
2、PE装载器检查 PE header 的有效性。如果有效，就跳转到PE header的尾部。
3、紧跟 PE header 的是节表。PE装载器读取其中的节信息，并采用文件映射方法将这些节映射到内存，同时付上节表里指定的节属性。
4、PE文件映射入内存后，PE装载器将处理PE文件中类似 import table（引入表）逻辑部分。
上述步骤是一些前辈分析的结果简述。
2、PE文件头概述
我们可以在winnt.h这个文件中找到关于PE文件头的定义：
typedef struct _IMAGE_NT_HEADERS {
DWORD Signature;                
//PE文件头标志 ：“PE\\0\\0”。在开始DOS header的偏移3CH处所指向的地址开始
IMAGE_FILE_HEADER FileHeader;        //PE文件物理分布的信息
IMAGE_OPTIONAL_HEADER32 OptionalHeader;    //PE文件逻辑分布的信息
} IMAGE_NT_HEADERS32, *PIMAGE_NT_HEADERS32;

typedef struct _IMAGE_FILE_HEADER {
WORD    Machine;            //该文件运行所需要的CPU，对于Intel平台是14Ch
WORD    NumberOfSections;        //文件的节数目
DWORD   TimeDateStamp;        //文件创建日期和时间
DWORD   PointerToSymbolTable;    //用于调试
DWORD   NumberOfSymbols;        //符号表中符号个数
WORD    SizeOfOptionalHeader;    //OptionalHeader 结构大小
WORD    Characteristics;        //文件信息标记，区分文件是exe还是dll
} IMAGE_FILE_HEADER, *PIMAGE_FILE_HEADER;

typedef struct _IMAGE_OPTIONAL_HEADER {
WORD    Magic;            //标志字(总是010bh)
BYTE    MajorLinkerVersion;        //连接器版本号
BYTE    MinorLinkerVersion;        //
DWORD   SizeOfCode;            //代码段大小
DWORD   SizeOfInitializedData;    //已初始化数据块大小
DWORD   SizeOfUninitializedData;    //未初始化数据块大小
DWORD   AddressOfEntryPoint;    //PE装载器准备运行的PE文件的第一个指令的RVA，若要改变整个执行的流程，可以将该值指定到新的RVA，这样新RVA处的指令首先被执行。（许多文章都有介绍RVA，请去了解）
DWORD   BaseOfCode;            //代码段起始RVA
DWORD   BaseOfData;            //数据段起始RVA
DWORD   ImageBase;            //PE文件的装载地址
DWORD   SectionAlignment;        //块对齐
DWORD   FileAlignment;        //文件块对齐
WORD    MajorOperatingSystemVersion;//所需操作系统版本号
WORD    MinorOperatingSystemVersion;//
WORD    MajorImageVersion;        //用户自定义版本号
WORD    MinorImageVersion;        //
WORD    MajorSubsystemVersion;    //win32子系统版本。若PE文件是专门为Win32设计的
WORD    MinorSubsystemVersion;    //该子系统版本必定是4.0否则对话框不会有3维立体感
DWORD   Win32VersionValue;        //保留
DWORD   SizeOfImage;            //内存中整个PE映像体的尺寸
DWORD   SizeOfHeaders;        //所有头+节表的大小
DWORD   CheckSum;            //校验和
WORD    Subsystem;            //NT用来识别PE文件属于哪个子系统
WORD    DllCharacteristics;        //
DWORD   SizeOfStackReserve;        //
DWORD   SizeOfStackCommit;        //
DWORD   SizeOfHeapReserve;        //
DWORD   SizeOfHeapCommit;        //
DWORD   LoaderFlags;            //
DWORD   NumberOfRvaAndSizes;    //
IMAGE_DATA_DIRECTORY DataDirectory[IMAGE_NUMBEROF_DIRECTORY_ENTRIES];
//IMAGE_DATA_DIRECTORY 结构数组。每个结构给出一个重要数据结构的RVA，比如引入地址表等
} IMAGE_OPTIONAL_HEADER32, *PIMAGE_OPTIONAL_HEADER32;

typedef struct _IMAGE_DATA_DIRECTORY {
DWORD   VirtualAddress;        //表的RVA地址
DWORD   Size;                //大小
} IMAGE_DATA_DIRECTORY, *PIMAGE_DATA_DIRECTORY;