Реферат: Семантический анализ структуры EXE файла и дисассемблер (с примерами и исходниками), вирусология

Заголовок имеет минимальный размер 512 байтов и может быть больше, если программа содержит большое число настраиваемых элементов. Позиция 06 в заголовке указывает число элементов в выполняемом модуле, нуждающихся в настройке. Каждый элемент настройки в таблице, начинающейся в позиции 1C заголовка, состоит из двухбайтовых величин смещений и двухбайтовых сегментных значений.

Система строит префикс программного сегмента следом за резидентной частью COMMAND.COM (DOS), которая выполняет операцию загрузки. Затем COMMAND.COM выполняет следующие действия:

-    Считывает форматированную часть заголовка в память.

-    Вычисляет размер выполнимого модуля (общий размер файла в позиции     04  минус размер  заголовка в  позиции  08) и загружает модуль в память с начала сегмента.

-    Считывает элементы таблицы настройки  в рабочую область

и прибавляет значения каждого элемента таблицы к началу

сегмента (позиция OE).

-    Устанавливает в регистрах SS и SP значения из заголовка

и прибавляет адрес начала сегмента.

-    Устанавливает  в регистрах  DS  и  ES  сегментный адрес

префикса программного сегмента.

-    Устанавливает в регистре CS адрес PSP и прибавляет вели

чину смещения в  заголовке (позиция 16)  к регистру CS.

Если сегмент кода непосредственно следует за PSP, то смещение в заголовке равно 256 (шест.100). Регистровая пара CS:IP содержит стартовый адрес в кодовом сегменте, т.е. начальный адрес программы.

После инициализации регистры CS и SS содержат правильные адреса, а регистр DS (и ES) должны быть установлены в программе для их собственных сегментов данных:

1.  PUSH  DS                         ;Занести адрес PSP в стек

2.  SUB   AX,AX                     ;Занести нулевое значение в стек

3.  PUSH  AX                        ;  для обеспечения выхода из программы

4.  MOV   AX,datasegname     ;Установка в регистре DX

5.  MOV   DS,AX                     ;  адреса сегмента данных

При завершении программы команда RET заносит в регистр IP нулевое значение, которое было помещено в стек в начале выполнения программы. В регистровой паре CS:IP в этом случае получается адрес, который является адресом первого байта PSP, где расположена команда INT 20H. Когда эта команда будет выполнена, управление перейдет в DOS.

ПРИМЕР EXE-ПРОГРАММЫ

Таблица MAP содержит относительные (не действительные) адреса каждого из трех сегментов. Символ H после каждого значения указывает на шестнадцатеричный формат. Заметим, что компоновщик может организовать эти сегменты в последовательности отличного от того, как они были закодированы в программе.

В соответствии с таблицей MAP кодовый сегмент CSEG находится по адресу 00000 - этот относительный адрес является началом выполняемого модуля. Длина кодового сегмента составляет шест.003B байтов. Следующий сегмент по имени DSEG начинается по адресу шест.00040 и имеет длину шест.001B. Адрес шест.00040 является первым после CSEG адресом, выровненным на границу параграфа (т.е. это значение кратно шест.10). Последний сегмент, STACK, начинается по адресу шест.00060 - первому после DSEG, адресу выровненному на границу параграфа.

С помощью отладчика DEBUG нельзя проверить содержимое заголовка, так как при загрузке программы для выполнения DOS замещает заголовок префиксом программного сегмента. Однако, на рынке программного обеспечения имеются различные сервисные утилиты (или можно написать собственную), которые позволяют просматривать содержимое любого дискового сектора в шестнадцатеричном формате. Заголовок для рассматриваемого примера программы содержит следующую информацию (содержимое слов представлено в обратной последовательности байтов).

00   Шест.4D5A.

02   Число байтов в последнем блоке: 5B00.

04 Число 512 байтовых блоков в файле, включая заголовок: 0200 (шест.0002х512=1024).

06 Число элементов в таблице настройки, находящейся после форматированной части заголовка: 0100, т.е. 0001.

08 Число 16 байтовых элементов в заголовке: 2000 (шест.0020=32 и 32х16=512).

0C   Загрузка в младшие адреса: шест. FFFF.

0E   Относительный адрес стекового сегмента:  6000 или шест.

60.

10   Адрес для загрузки в SP: 2000 или шест.20.

14   Смещение для IP: 0000.

16   Смещение для CS: 0000.

18   Смещение для первого настраиваемого элемента: 1E00 или шест.1E.

После загрузки программы под управлением отладчика DEBUG регистры получают следующие значения:

SP = 0020                      DS = 138F       ES = 138F

SS = 13A5                     CS = 139F       IP = 0000

Для EXE-модулей загрузчик устанавливает в регистрах DS и ES адрес префикса программного сегмента, помещенного в доступной области памяти, а в регистрах IP, SS и SP - значения из заголовка программы.

Регистр SP

Загрузчик использует шест.20 из заголовка для инициализации указателя стека значением длины стека. В данном примере стек был определен, как 16 DUP (?), т.е. 16 двухбайтовых полей общей длиной 32 (шест.20) байта. Регистр SP указывает на текущую вершину стека.

Регистр CS

В соответствии со значением в регистре DS после загрузки программы, адрес PSP равен шест.138F(0). Так как PSP имеет длину шест.100 байтов, то выполняемый модуль, следующий непосредственно после PSP, находится по адресу шест.138F0+100=139F0. Это значение устанавливается загрузчиком в регистре CS. Таким образом, регистр CS определяет начальный адрес кодовой части программы (CSEG). С помощью команды D CS:0000 в отладчике DEBUG можно просмотреть в режиме дампа машинный код в памяти. Обратим внимание на идентичность дампа и шестнадцатеричной части ассемблерного LST файла кроме операндов, отмеченных символом R.

Регистр SS

Для установки значения в регистре SS загрузчик также использует информацию из заголовка:

Начальный адрес PSP                               138F0

Длина PSP                                                100

Относительный адрес стека                        60

Адрес стека                                           13A50

Регистр DS

Загрузчик использует регистр DS для установки начального адреса PSP. Так как заголовок не содержит стартового адреса, то регистр DS необходимо инициализировать в программе следующим образом:

0004 B8 ---- R                        MOV  AX,DSEG

0007 8E D8                            MOV  DS,AX

Ассемблер оставляет незаполненным машинный адрес сегмента DSEG, который становится элементом таблицы настройки в заголовке. С помощью отладчика DEBUG можно просмотреть завершенную команду в следующем виде:

B8 A313

Значение A313 загружается в регистр DS в виде 13A3. В результате имеем

Регистр   Адрес                     Смещение

CS                       139F0           00

DS                      13A30          40

SS                       13A50          60

         Попробуем выполнить трассировку любой скомпонованной программы под управлением отладчика DEBUG (DOS) и обратим внимание на изменяющиеся значения в регистрах:

Команда                        Изменяющиеся регистры

PUSH DS                       IP и SP

SUB  AX,AX                 IP и AX (если был не нуль)

PUSH AX                      IP и SP

MOV  AX,DSEG           IP и AX

MOV  DS,AX                IP и DS

Регистр DS содержит теперь правильный адрес сегмента данных. Можно использовать теперь команду D DS:00 для просмотра содержимого сегмента данных DSEG и команду D SS:00 для просмотра содержимого стека.

ФУНКЦИИ ЗАГРУЗКИ И ВЫПОЛНЕНИЯ ПРОГРАММЫ

Рассмотрим теперь, как можно загрузить и выполнить программу из другой программы. Функция шест.4B дает возможность одной программе загрузить другую программу в память и при необходимости выполнить. Для этой функции необходимо загрузить адрес ASCIIZ-строки в регистр DX, а адрес блока параметров  в регистр BX  (в  действительности в регистровую пару ES:BX). В регистре AL устанавливается номер функции 0 или 3:

AL=0. Загрузка и выполнение. Данная операция устанавливает префикс программного сегмента для новой программы, а также адрес подпрограммы реакции на Ctrl/Break и адрес передачи управления на следующую команду после завершения новой программы. Так как все регистры, включая SP, изменяют свои значения, то данная операция не для новичков. Блок параметров, адресуемый по ES:BX, имеет следующий формат:

Смещение                      Назначение

0                        Двухбайтовый сегментный адрес строки

                  параметров для передачи.

2                        Четырехбайтовый указатель на командную строку

                  в PSP+80H.

6                        Четырехбайтовый указатель на блок FCB

                в PSP+5CH.

10                        Четырехбайтовый указатель на блок FCB

                 в PSP+6CH.

AL=3. Оверлейная загрузка. Данная операция загружает программу или блок кодов, но не создает PSP и не начинает выполнение. Таким образом можно создавать оверлейные программы. Блок параметров адресуется по регистровой паре ES:BX и имеет следующий формат:

Смещение                      Назначение

0                        Двухбайтовый адрес сегмента для загрузки

                файла.

2                        Двухбайтовый фактор настройки загрузочного

                модуля.

Возможные коды ошибок, возвращаемые в регистре AX: 01, 02, 05, 08, 10 и 11. Программа на рис.22.2 запрашивает DOS выполнить команду DIR для дисковода D.

3.   Структура COM – файла.

Для выполнения компоновки можно также создавать COM-файлы. Примером часто используемого COM-файла является COMMAND.COM. Программа EXE2BIN.COM в оперативной системе DOS (3 версия о более) преобразует EXE-файлы в COM-файлы. Фактически эта программа создает так называемый BIN (двоичный) файл, поэтому она и называется "преобразователь EXE в Вin (EXE-to-BIN)". Выходной Вin-файл можно легкостью  переименовать в COM-файл.

Какие же различия между EXE  и COM-файлах ?

В первую очередь конечно они отличаются заголовками файла. Несмотря на то, что программа EXE2BIN преобразует EXE-файл в COM-файл, существуют определенные различия между программой, выполняемой как EXE-файл и программой, выполняемой как COM-файл.

Размер программы. EXE-программа может иметь любой размер, в то время как COM-файл ограничен размером одного сегмента и не превышает 64К. COM-файл всегда меньше, чем соответствующий EXE-файл; одна из причин этого - отсутствие в COM-файле 512-байтового начального блока EXE-файла.

Сегмент стека. В EXE-программе определяется сегмент стека, в то время как COM-программа генерирует стек автоматически. Таким образом при создании ассемблерной программы, которая будет преобразована в COM-файл, стек должен быть опущен.

Сегмент данных. В EXE программе обычно определяется сегмент данных, а регистр DS инициализируется адресом этого сегмента. В COM-программе все данные должны быть определены в сегменте кода. Ниже будет показан простой способ решения этого вопроса.

Инициализация. EXE-программа записывает нулевое слово в стек и инициализирует регистр DS. Так как COM-программа не имеет ни стека, ни сегмента данных, то эти шаги отсутствуют. Когда COM-программа начинает работать, все сегментные регистры содержат адрес префикса программного сегмента (PSP),

- 256-байтового (шест. 100) блока, который резервируется операционной системой DOS непосредственно перед COM или EXE программой в памяти. Так как адресация начинается с шест. смещения 100 от начала PSP, то в программе после оператора SEGMENT кодируется директива ORG 100H.

Обработка. Для программ в EXE и COM форматах выполняется ассемблирование для получения OBJ-файла, и компоновка для получения EXE-файла. Если программа создается для выполнения как EXE-файл, то ее уже можно выполнить. Если же программа создается для выполнения как COM-файл, то компоновщиком будет выдано сообщение:

Warning: No STACK Segment

(Предупреждение: Сегмент стека не определен)

Это сообщение можно игнорировать, так как определение стека в программе не предполагалось. Для преобразования EXE-файла в COM-файл используется программа EXE2BIN.

Между прочим размеры EXE и COM-программ - 788 и 20 байт. Учитывая такую эффективность COM-файлов, производители программных продуктов в большинстве создают свои программы в COM-формате. Для этого есть такой пример как Windows.

         Несоблюдение хотя бы одного требования COM-формата может послужить причиной неправильной работы программы. Если EXE2BIN обнаруживает ошибку, то выдается сообщение о невозможности преобразования  файла без  указания конкретной причины.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ НА ПАМЯТЬ

-    Объем COM-файла ограничен 64К.

-    COM-файл меньше, чем соответствующий EXE-файл.

-    Программа,  написанная для выполнения  в COM-формате не содержит        стека и сегмента данных и не  требует инициализации регистра DS.

-    Программа,  написанная  для  выполнения  в  COM-формате

         использует  директиву ORG 100H  после директивы SEGMENT для          выполнения  с  адреса  после  префикса программного сегмента.

-    Программа  EXE2BIN  преобразует  EXE-файл  в  COM-файл,

         обусловленный указанием типа COM во втором операнде.

-    Операционная система DOS определяет  стек  для COM-программы   или     в конце программы,  если  позволяет размер, или в конце памяти.

4.   Принцип действия и распространения вируса.

            Писать вирусы можно по разным причинам. Кому-то нравится изучать системные вызовы, искать «дыры» в антивирусах и совершенствовать свои знания в ассемблере, то есть исключительно программирование. У кого-то коммерческие или целенаправленные методы. Что же такое вирус ? Вирус – это творчество, изобретение новых приемов программирования, знание системы как пяти пальцев.

            Есть такая группа людей, кто стремится навредить всем подряд, вставляя в свои вирусы так называемую деструкцию(изменение различных настроек системы компьютера). Такие написанные вирусы-деструкторы, способны стирать FAT-таблицы жестких дисков или даже выжигать монитор.

         Рассмотрим  вирус, заражающий ЕХЕ-файлы. Приведена классификация таких вирусов, подробно рассмотрены алгоритмы их работы, отличия между ними, достоинства и недостатки.

Вирусы заражающие EXE-файла можно поделить на несколько групп:

*Я рассматриваю - вирусы написанные в основном на ассемблере, имеющие не большой размер.

Вирусы, замещающие программный код (Overwrite)

         Такие вирусы уже давно устарели и в наши дни они редко  распространены.

          Инфицированные программы не исполняются, так как вирус записывается поверх программного кода, не сохраняя его. При запуске вирус ищет очередную жертву (или жертвы), открывает найденный файл для редактирования и записывает свое «тело» в начало программы, не сохраняя оригинальный код. Инфицированные этими вирусами программы лечению не подлежат.

Вирусы-спутники (Companion)

         Эти вирусы получили свое название из-за алгоритма размножения: К каждому инфицированному файлу создается файл-спутник. Рассмотрим более подробно два типа вирусов этой группы:

         Вирусы первого типа размножается следующим образом. Для каждого инфицируемого ЕХЕ-файла в том же каталоге создается файл с вирусным кодом, имеющий такое же имя, что и ЕХЕ-файл, но с расширением
СОМ. Вирус активируется, если при запуске программы в командной
строке указано только имя исполняемого файла. Если СОМ-файл с таким именем не найден, ведется поиск одноименного ЕХЕ-файла. Если
не найден и ЕХЕ-файл, DOS попробует обнаружить ВАТ (пакетный)
файл. Другими словами, когда пользователь хочет за-
пустить программу и набирает в командной строке только ее имя, первым управление получает вирус, код которого находится в СОМ-файле. Он создает СОМ-файл еще к одному или нескольким ЕХЕ-файлам (распространяется), а затем исполняет ЕХЕ-файл с указанным в командной строке именем. Пользователь же думает, что работает только запущенная ЕХЕ-программа. Вирус-спутник обезвредить довольно просто - достаточно удалить СОМ-файл.

         Вирусы второго типа действуют более тонко. Имя инфицируемого
ЕХЕ-файла остается прежним, а расширение заменяется каким-либо
другим, отличным от исполняемого (СОМ, ЕХЕ и ВАТ), Например,
файл может получить расширение DAT (файл данных) или OVL (программный оверлей). Затем на место ЕХЕ-файла копируется вирусный
код. При запуске такой инфицированной программы управление полу-
чает вирусный код, находящийся в ЕХЕ-файле. Инфицировав еще один
или несколько ЕХЕ-файлов таким же образом, вирус возвращает оригинальному файлу исполняемое расширение (но не ЁХЕ, а СОМ, поскольку ЕХЕ-файл с таким именем занят вирусом), после чего исполняет его. Когда работа инфицированной программы закончена, ее
запускаемому файлу возвращается расширение неисполняемого. Лечение файлов, зараженных вирусом этого типа, может быть затруднено,
если вирус-спутник шифрует часть или все тело инфицируемого файла,
а перед исполнением его расшифровывает.

Вирусы, внедряющиеся в программу (Parasitic)

Вирусы этого вида самые незаметные: их код записывается в инфицируемую программу, что существенно затрудняет лечение зараженных файлов. Рассмотрим методы внедрения ЕХЕ-вирусов в ЕХЕ-файл.

Способы заражения ЕХЕ-файлов

         Самый распространенный способ заражения ЕХЕ-файлов такой: в конец файла дописывается тело вируса, а заголовок корректируется (с сохранением оригинального) так, чтобы при запуске инфицированного файла
управление получал вирус. Похоже на заражение СОМ-файлов, но вместо задания в коде перехода в начало вируса корректируется собственно
адрес точки запуска программы. После окончания работы вирус берет из
сохраненного заголовка оригинальный адрес запуска программы, прибавляет к его сегментной компоненте значение регистра DS или ES (полученное при старте вируса) и передает управление на полученный адрес.

         Второй способ таков - внедрение вируса в начало файла со сдвигом кода программы. Механизм заражения такой: тело инфицируемой программы
считывается в память, на ее место записывается вирусный код, а после
него - код инфицируемой программы. Таким образом, код программы
как бы "сдвигается" в файле на длину кода вируса. Отсюда и название
способа - "способ сдвига". При запуске инфицированного файла вирус
заражает еще один или несколько файлов. После этого он считывает
в память код программы, записывает его в специально созданный на
диске временный файл с расширением исполняемого файла (СОМ или
ЕХЕ), и затем исполняет этот файл. Когда программа закончила работу, временный файл удаляется. Если при создании вируса не применялось дополнительных приемов защиты, то вылечить инфицированный
файл очень просто - достаточно удалить код вируса в начале файла,
и программа снова будет работоспособной. Недостаток этого метода
в том, что приходится считывать в память весь код инфицируемой про-
граммы (а ведь бывают экземпляры размером больше 1Мбайт).

         Следующий способ заражения файлов - метод переноса который   является самым совершенным из всех ранее перечисленных. Вирус
размножается следующим образом: при запуске инфицированной программы тело вируса из нее считывается в память. Затем ведется поиск
неинфицированной программы. В память считывается ее начало,
по длине равное телу вируса. На это место записывается тело вируса.
Начало программы из памяти дописывается в конец файла. Отсюда название метода - "метод переноса". После того, как вирус инфицировал
один или несколько файлов, он приступает к исполнению программы,
из которой запустился. Для этого он считывает начало инфицированной программы, сохраненное в конце файла, и записывает его в начало файла, восстанавливая работоспособность программы. Затем вирус удаляет код начала программы из конца файла, восстанавливая оригинальную длину файла, и исполняет программу. После завершения программы вирус вновь записывает свой код в начало файла, а оригинальное начало программы - в конец. Этим методом могут быть инфицированы даже антивирусы, которые проверяют свой код на целостность, так как запускаемая вирусом программа имеет в точности такой же код, как и до инфицирования.

Рассмотрим алгоритм распространения Вируса.

Overwrite-вирус:

1. Открыть файл, из которого вирус получил управление.

2. Считать в буфер код вируса.

3. Закрыть файл.

4. Искать по маске подходящий для заражения файл.

5. Если файлов больше не найдено, перейти к пункту 11.

6. Открыть найденный файл.

7. Проверить, не заражен ли найденный файл этим вирусом.

8. Если файл заражен, перейти к пункту 10.

9. Записать в начало файла код вируса.

10. Закрыть файл (по желанию можно заразить от одного до всех фай-
лов в каталоге или на диске).

11. Выдать на экран какое-либо сообщение об ошибке, например
"Abnormal program termination" или "Not enough memory", - как бы, пусть
пользователь не слишком удивляется тому, что программа не запустилась.

12. Завершить программу.

         В большинстве случаев для написания вируса широко используются функции DOS-а. Их достаточно много всех не будем рассматривать, приведу пример только одного из них. 

DOS, функция 21h
Считать произвольную запись файла

Вход:

AH-21h
DS:DX - адрес открытого FCB (Таблица Б-2)

Выход:

AL=OOh, если чтение было успешным и DTA заполнена данными
AL°01h, если достигнут конец файла (EOF) и чтения не было
AL=02h, если произошел выход за сегмент (чтения нет)
AL°03h, если встречен EOF и усеченная запись дополнена нулями

Описание.

Данная функция читает из файла с текущей позиции как с указанной в полях FCB "Запись с текущей позиции" и "Номер записи при непосредственном доступе к файлу".

Другие функции:

DOS, функция OOh
Завершить программу

DOS, функция 01h
Считать со стандартного устройства ввода

DOS, функция 02h
Записать в стандартное устройство вывода

DOS, функция 03h

Считать символа со стандартного вспомогательного устройства

DOS, функция 04h
Записать символ в стандартное вспомогательное устройство

DOS, функция 05h
Вывести на принтер

DOS, функция 06h
Консольный ввод-вывод

DOS, функция 09h
Запись строки на стандартный вывод

DOS, функция OAh
Ввод строки в буфер

DOS, функция ODh
Сброс диска

 DOS, функция OEh
Установить текущий диск DOS

DOS, функция 13h
Удалить файл через FCB

DOS, функция 15h
Последовательная запись в файл через FCB

DOS, функция 17h
Переименовать файл через FCB

DOS, функция 22h
Писать произвольную запись файла

DOS, функция 26h
Создать новый PSP

DOS, функция 27h
Читать произвольный блок файла

DOS, функция 28h
Писать произвольный блок файла

DOS, функция 31h
Завершиться и остаться резидентным

DOS, функция 3Ah
Удалить оглавление

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6