[系统安全] 二十四.逆向分析之OllyDbg调试INT3断点、反调试、硬件断点与内存断点

您可能之前看到过我写的类似文章,为什么还要重复撰写呢?只是想更好地帮助初学者了解病毒逆向分析和系统安全,更加成体系且不破坏之前的系列。因此,我重新开设了这个专栏,准备系统整理和深入学习系统安全、逆向分析和恶意代码检测,“系统安全”系列文章会更加聚焦,更加系统,更加深入,也是作者的慢慢成长史。换专业确实挺难的,逆向分析也是块硬骨头,但我也试试,看看自己未来四年究竟能将它学到什么程度,漫漫长征路,偏向虎山行。享受过程,一起加油~

作者前文介绍了OllyDbg动态调试工具的基本用法,包括界面介绍、常用快捷键和TraceMe案例分析。这篇文章将讲解逆向分析之OllyDbg动态调试工具,包括INT3断点、反调试、硬件断点和内存断点。 这些基础性知识不仅和系统安全相关,同样与我们身边常用的软件、文档、操作系统紧密联系,希望这些知识对您有所帮助,更希望大家提高安全意识,安全保障任重道远。本文参考了B站yxfzedu、安全网站和参考文献中的文章,并结合自己的经验和实践进行撰写,在此感谢这些大佬们。

作者的github资源:
软件安全:https://github.com/eastmountyxz/Software-Security-Course
其他工具:https://github.com/eastmountyxz/NetworkSecuritySelf-study
逆向分析:https://github.com/eastmountyxz/Reverse-Analysis-Case

从2019年7月开始,我来到了一个陌生的专业——网络空间安全。初入安全领域,是非常痛苦和难受的,要学的东西太多、涉及面太广,但好在自己通过分享100篇“网络安全自学”系列文章,艰难前行着。感恩这一年相识、相知、相趣的安全大佬和朋友们,如果写得不好或不足之处,还请大家海涵!

接下来我将开启新的安全系列,叫“系统安全”,也是免费的100篇文章,作者将更加深入的去研究恶意样本分析、逆向分析、内网渗透、网络攻防实战等,也将通过在线笔记和实践操作的形式分享与博友们学习,希望能与您一起进步,加油~

作者的github资源:

前文分析:

声明:本人坚决反对利用教学方法进行犯罪的行为,一切犯罪行为必将受到严惩,绿色网络需要我们共同维护,更推荐大家了解它们背后的原理,更好地进行防护。该样本不会分享给大家,分析工具会分享。(参考文献见后)

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一.常用断点之INT3断点

1.查看INT3断点

INT3断点对应OD中的F2断点,有时也称为CC断点。为什么叫CC断点呢?因为转换成硬编码之后就是CC,我们来查看CC断点。

首先,我们用OD打开程序TraceMe.exe

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打开之后会自动定位至004013A0,接着再下一行增加断点(按F2),即INT3断点。

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但OD中并没有显示CC,我们打开Cheat Engine软件。

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然后在OD按下F9运行,弹出如下图对话框。

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接着在CE中选择该程序TraceMe打开。

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然后点击“手动加入地址”,输入地址“4013A1”。

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接着选中数据并右键点击“显示未十六进制”。

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由于采用小端存储,故“FF6AECCC”是从右往左数的,如下图所示。

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如果我们选择“4字节”点击,然后选择“Byte”,可以转换成1个字节,因为CC就占用一个字节,我们主要是观察它的。

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为什么OD不显示CC呢?
其实OD是为了不破坏源代码的完整性,默认隐藏掉了。



2.INT3原理

接着我们分析INT3的原理。程序运行中,OD会检查汇编指令有没有INT3,即机器码有没有CC指令。如果存在,就会引发并捕获这个异常,程序就中断在此处,然后OD会删除INT3,还原原来的代码,接着继续运行我们的程序。

执行流程的原理可归纳为:

  • 替换指令,换成INT3指令或CC硬编码
  • OD检测到INT3指令之后会引发一个异常并且捕获它,这时候程序就会中断
  • 删除INT3指令,还原之前的指令

优点:

  • 可以无限的下INT3断点

缺点:

  • 很容易被检测

为什么要详细介绍断点的原理呢?
只有了解每个断点的原理之后,以后做爆破才知道应该下什么样的断点合适。



3.INT3例子

接下来我们举个INT3断点的例子,使用OD打开TraceMe.exe程序,设置API断点。

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这里勾选“GetDlgItemTextA”函数。

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接着输入用户名和序列号,按F9运行程序。

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代码会停在“761F4390”位置,我们接着用CE看看它是不是CC断点。

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接着以十六进制显示,并只显示一字节,发现的确是CC断点。所以,CC断点很容易被检测出来。

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二.INT3断点的反调试与反反调试

我们编写的软件被爆破时,总会被下INT3断点,我们能不能写个程序防止别人下CC断点,从而保护我们的程序呢?这个就叫反调试,而反反调试是绕过保护过程。

  • 反调试:保护这个程序
  • 反反调试:爆破这个程序

基础知识:

  • FARPROC结构体
  • GetProcAddress函数
    它是一个计算机函数,功能是检索指定的动态链接库(DLL)中的输出库函数地址
  • LoadLibrary函数
    将指定的模块加载到调用进程的地址空间中

接着我们用VS编写代码讲解。LoadLibrary函数会返回一个句柄,然后调用GetProcAddress函数。GetProcAddress返回值包括:

  • 如果函数调用成功,返回值是DLL中的输出函数地址
  • 如果函数调用失败,返回值是NULL。得到进一步的错误信息,调用函数GetLastError
FARPROC GetProcAddress(
    HMODULE hModule,     // DLL模块句柄
    LPCSTR lpProcName    // 函数名
);

第一步,我们打开VS编写C++代码。

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下列代码是获取MessageBoxA函数的首地址,并判断是否为CC断点。

#include <iostream>
#include <Windows.h>
int main()
{
    
    
	//获取MessageBoxA的首地址
	FARPROC addr = GetProcAddress(LoadLibrary(L"user32.dll"), "MessageBoxA");
	
	//仅获取首地址的第一个字节
	byte byteAddr = *(byte *)addr;
	
	//弹框
	::MessageBoxA(NULL, "内容", "标题", MB_OK);
	
	//判断地址
	if(byteAddr == 0xCC) {
    
    
		//检测到有人在调试我们的程序 退出程序
		printf("检测到非法调试");
	}
	else {
    
    
		printf("代码正常");
	}
	getchar();
}

在VS中输入上述代码。

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第二步,运行前,需要简单设置。

  • 设置Release

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  • 设置属性

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  • 禁用Spectre缓解

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  • 设置随机基址否

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第三步,接着运行代码
运行结果如下图所示:

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显示代码正常执行。

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第四步,使用OD调试程序
接下来我们尝试调试这个EXE程序,用OD打开“ConsoleApplication1.exe”。

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OD打开如下图所示:

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然后点击“插件”->“API断点设置工具”->“常用断点设置”,给MessageBoxA下断点。

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运行OD,断点位于761E0F40位置,对应user32.MessageBoxA。

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继续运行代码。

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查看调试信息,发现检测到非法调试,也表明我们的判断没有问题。

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第五步,删除断点对比执行结果
接着按下“b”删除断点,继续运行代码。

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发现代码正常运行。

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这就是一个INT3断点的反调试过程。
那么,怎么进行反反调试呢?我们又怎么下INT3断点呢?

我们进入函数之后,可以将断点下到中间或尾部即可。OD重新打开程序,并找到MessageBoxA的位置。

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我们在中间位置下断点,如下图所示 761E0F45处。

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接着F9运行程序,发现此时输出“代码正常”,该断点并没有被检测出来,这就是所谓的反反调试。

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三.常用断点之硬件断点原理解析

硬件断点和调试寄存器有关,共有8个调试寄存器DR0~DR7。

  • DR0~DR3: 保存断点地址。由于只有4个硬件断点寄存器,所以同时最多只能设置4个硬件断点
  • DR4~DR5: 系统保留
  • DR6: 状态寄存器,显示哪个硬件调试寄存器引发的断点。如果是Dr0-Dr3的话,相应位会被置1。如果是Dr0引发的断点,则Dr6的第0位被置1;如果是Dr1引发的断点,则Dr6的第1位被置1,依次类推。因为硬件断点同时只会触发一个,所以Dr6的低4位最多只有一位被置1,所以在进入单步后,我们可以通过检测Dr6的低4位是否有1的位,就可以判断该单步是否是因为硬件断点被断下的。如果是硬件断点被断下的,进而可以通过Dr6的哪一位为1来判断是由Dr0-Dr3中的哪个断点断下的。
  • DR7: 控制寄存器。设置相应控制位,用于控制断点的方式

原理:

  • DR0~DR3保存我们断点的地址
  • DR7寄存器设置相对应的控制位
  • 程序执行到该地址时,CPU会向OD发送异常信息
  • 程序会执行中断操作,等待用户操作

优点:

  • 速度快,比INT3快,因为INT3需要改汇编代码,而硬件断点使用寄存器
  • 不容易被检测

缺点:

  • 最多只能下4个硬件断点

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接着我们继续用OD分析TraceMe.exe为例,打开之后定位至004013A0位置。

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选择004013B6位置,右键“断点”->“硬件执行”。

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这样就增加了一个硬件断点,当CPU运行到该地址会发送一场信息中断。

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如何查看硬件断点呢?点击“调试”->“硬件断点”可以查看刚打的硬件断点。

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接着按下F9运行程序,它会停在硬件断点位置。

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四.常用断点之内存断点原理解析

在介绍内存断点之前,首先需要知道什么是内存属性。内存属性包括Read、Write、Execute的组合,即可读、可写、可执行。比如VirtualProtectEx函数,可以改变在特定进程中内存区域的保护属性。

内存断点就是根据内存属性来实现的,比如想对一个地址打个内存访问断点,就是把这个地址的内存属性改为不可访问(不可读写执行),当程序运行到此处时,就会产生一个异常被OD捕获,从而中断程序。

原理:

  • 设置完内存断点之后,它就是对这个地址赋予了不可读、不可写、不可执行的属性
  • 程序运行到这里之后,会产生一个异常
  • OD捕获这个异常,然后程序中断,实现了一个内存断点

优点:

  • 没有改变汇编代码,改变的是内存属性
  • 游戏爆破时,如果常规断点没效果,可以尝试内存断点

接下来我们想在004013D0位置代码增加内存断点,对应代码:

mov dword ptr ds:[0x405528],edx

该代码就是一个写操作,edx往ds:[0x405528]中写入一个值。

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选择数据窗口中跟随。

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然后再数据窗口中选择4个字节,右键“断点”->“内存写入”或“内存访问”。

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然后按下F9运行,此时断到了此处。证明我们内存写入断点已经生效。

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接下来补充内存读写断点和硬件读写断点的区别。

以刚才的代码为例,我们先删除刚才的内存断点。

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接着OD重新打开EXE程序,数据窗口跟随到405528。

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选中4字节,设置其为“硬件写入”断点。

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运行代码,此时硬件断点断在了下一行位置004013D6。

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至此,内存断点和硬件断点介绍完毕!



五.总结

写到这里,这篇文章就介绍完毕,希望您喜欢~

  • 常用断点之INT3断点
    1.查看INT3断点
    2.INT3原理
    3.INT3例子
  • INT3断点的反调试与反反调试
  • 常用断点之硬件断点原理解析
  • 常用断点之内存断点原理解析

这篇文章中如果存在一些不足,还请海涵。作者作为网络安全初学者的慢慢成长路吧!希望未来能更透彻撰写相关文章。同时非常感谢参考文献中的安全大佬们的文章分享,感谢师傅、师兄师弟、师姐师妹们的教导,深知自己很菜,得努力前行。

欢迎大家讨论,是否觉得这系列文章帮助到您!任何建议都可以评论告知读者,共勉。

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(By:Eastmount 2021-02-4 夜于武汉 http://blog.csdn.net/eastmount/ )


参考文章:
[1] 动态调试工具之OllyDbg(OD)教程 - B站yxfzedu
[2] [逆向笔记] OD工具使用-逆向TraceMe.exe- 17bdw随手笔记
[3]《加密与解密》段钢等著
[4]《OllyDBG入门教程》看雪学院 - CCDebuger
[5] 160个Crackme006 - 鬼手56大佬
[6] [调试逆向] 硬件断点的原理与实现 - 52PJ VicZ
[7] https://github.com/eastmountyxz/Reverse-Analysis-Case
[8] Cheat Engine 基本用法 - thomas_blog

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转载自blog.csdn.net/Eastmount/article/details/113964355