Tuesday, April 26, 2005

 

Some notes on DotNet decompiler - 2

I.
MaxtoCode原理探讨

这边还是放点随手翻到的东西吧

I.
from http://www.cnblogs.com/rick/archive/2006/07/17/453150.html

这里研究的对象是 MaxtoCode 3.1试用版.这里只探讨程序代码的加密.

对.Net程序代码的加密过程如下:

1. 运行 ildasm 将程序集反编译成 il代码文件.

2. 对IL代码文件进行处理.(*)

3. 运行 ilasm 将 IL代码文件编译成程序文件.

4. 直接对程序文件中的il字节码加密.(**)

粗体表示的 2 , 4 是关键步骤.

我们先来看看第四步.这一步就是加密的关键步骤,这里就是使用MaxtoCode的加密算法对程序代码进行加密。

显然,对于破解来说最直接直观的方法就是对其第四步的逆向解密。

如果从这个方向去破解解密加密过的程序,那就像MaxtoCode号称的那样MAXTOCODE的强度建立在加密算法之上。

理论上方法是可行的,但是工作量是非常大的。

那么我们还有其它的路可行呢?

现在来看看第二步MaxtoCode都做了什么。

用vs2003建一个最简单的winform程序,然后用MaxtoCode加密试试。我们将第三步之后,第四步之前的exe文件拿来研究。这个时候的exe程序代码是还没有被加密的。可以reflector。

看看 这个exe和我们直接的exe有什么区别:

1. 增加了一个类InFaceMaxtoCode .

2. 类都被增加了一个静态构造函数,在这个函数里面调用了InFaceMaxtoCode的一个静态函数Startup。

3. 类的原有构造函数里面也增加了调用InFaceMaxtoCode.Startup的语句。

从这些来看,MaxtoCode的目的是要确保InFaceMaxtoCode.Startup 在程序中能够最早的运行。

这个行为和win32程序加壳很像,一般壳都是加密程序代码,然后修改程序的启动入口,首先执行壳的代码,完成程序的解密,然后再执行程序。一般壳有一个特点:加密是对整个程序,启动时也是整个程序完全解密,然后再执行。(我也见到过一个很特别的壳,程序是部分解密的,软件注册算法的那一块, 是执行一部分解密一部分,然后之前解密的又被垃圾信息填充了。)

对于壳只要我们找对了时间和地点,就能从内存中得到我们需要的东西。

那么 MaxtoCode加密后的。Net程序呢?

先来看看 MaxtoCode的加密方式。用ildasm反编译 加密后的程序,会报很多错误,这是正常的,从生产的IL文件看,各个类,函数都还在,只是函数体里面是只有ildasm的错误信息。显然是加密后的代码无法反编译。MaxtoCode对。Net程序的加密不是对程序整体的,而只是对函数体加密,程序类结构不变。有一点我们是很清楚的,加密后的程序要能够正常运行,在运行时肯定是需要解密的。而解密的关键就在InFaceMaxtoCode.Startup 里面。

现在我们来看看InFaceMaxtoCode.Startup 里面究竟做了什么。InFaceMaxtoCode 类的代码如下:

using System;
using System.IO;
using System.Reflection;
using System.Runtime.InteropServices;
using System.Text;

public class InFaceMaxtoCode
{
static InFaceMaxtoCode()
{
InFaceMaxtoCode.started = false;
}

[DllImport("MRuntime3.dll", EntryPoint="CheckRuntime", CharSet=CharSet.Unicode, SetLastError=true, ExactSpelling=true)]
private static extern int A______();
[DllImport("KERNEL32.DLL", EntryPoint="GetModuleHandleA", CharSet=CharSet.Ansi, SetLastError=true, ExactSpelling=true)]
private static extern int B______(string x13d52f7d8e232e61);
private static string ByteToString(byte[] x5fc6100148519126)
{
return Encoding.ASCII.GetString(x5fc6100148519126);
}

[DllImport("MRuntime3.dll", EntryPoint="MainDLL", CharSet=CharSet.Ansi, SetLastError=true, ExactSpelling=true)]
private static extern bool C______(int x19218ffab70283ef, int xe7ebe10fa44d8d49);
[DllImport("KERNEL32.DLL", EntryPoint="SetEnvironmentVariableA", CharSet=CharSet.Ansi, SetLastError=true, ExactSpelling=true)]
private static extern bool D______(string x427bb0e14ed9e9b1, string x84ee6c5b88919f4c);
public static void Startup()
{
if (!InFaceMaxtoCode.started)
{
string text1 = "";
string text2 = "MRuntime3.dll";
if (AppDomain.CurrentDomain.RelativeSearchPath != null)
{
if (AppDomain.CurrentDomain.RelativeSearchPath.IndexOf(@":\") != -1)
{
text1 = AppDomain.CurrentDomain.RelativeSearchPath;
}
else
{
text1 = AppDomain.CurrentDomain.BaseDirectory + AppDomain.CurrentDomain.RelativeSearchPath;
}
}
else
{
text1 = AppDomain.CurrentDomain.BaseDirectory;
}
string text3 = Environment.GetEnvironmentVariable("path");
if (text3.IndexOf(text1) == -1)
{
InFaceMaxtoCode.D______("path", text3 + ";" + text1.Replace("/", @"\"));
}
if (text1.Substring(text1.Length - 1, 1) == @"\")
{
text1 = text1;
}
else
{
text1 = text1 + @"\";
}
if (File.Exists(text1 + text2) && !File.Exists(Path.GetTempPath() + text2))
{
File.Copy(text1 + text2, Path.GetTempPath() + text2);
}
if (text3.IndexOf(Path.GetTempPath()) == -1)
{
InFaceMaxtoCode.D______("path", text3 + ";" + Path.GetTempPath().Replace("/", @"\"));
}
int num1 = 5;
num1 = InFaceMaxtoCode.A______();
if (num1 == 0)
{
int num2 = InFaceMaxtoCode.B______(text2);
int num3 = InFaceMaxtoCode.B______(Assembly.GetExecutingAssembly().Location);
InFaceMaxtoCode.started = InFaceMaxtoCode.C______(num2, num3);
}
else
{
//一堆垃圾代码,报告启动错误信息的。
}
}
}

private static bool started;
}


Startup精简后的代码如下:
public static void Startup()
{
if (!InFaceMaxtoCode.started)
{
//准备运行库;
int num1 = 5;
num1 = InFaceMaxtoCode.A______();
if (num1 == 0)
{
int num2 = InFaceMaxtoCode.B______(text2);
int num3 = InFaceMaxtoCode.B______(Assembly.GetExecutingAssembly().Location);
InFaceMaxtoCode.started = InFaceMaxtoCode.C______(num2, num3);
}
else
{
//一堆垃圾代码,报告启动错误信息的。
}
}

从代码里面我们看得到InFaceMaxtoCode.Startup 正常启动后,在整个程序集中只会运行一次。

关键函数是 运行库的MainDLL,这个函数有两个参数,一个是运行库的句柄,一个是程序集的句柄。这个句柄实际上就是程序在内存中加载的位置。MaxtoCode加密后的程序都是对齐到0x1000的。

II.
http://www.cnblogs.com/rick/archive/2006/09/14/504525.html

自上次写第一篇文章到现在不知不觉两个月过去了,这篇文章我们将介绍怎么获取解密后的IL字节代码。
我们先回顾一下前文,在上一回我们提到“InFaceMaxtoCode.Startup 正常启动后,在整个程序集中只会运行一次。”。
当时这种说法是很武断的,如果 “InFaceMaxtoCode.C______(num2, num3)” 的返回值总是 false的话,该函数就会被执行多次,
不过根据后来动态调试的结果,我们证实了“InFaceMaxtoCode.C______(num2, num3)” 的返回值为 true,因此上次的说法是正确的。

现在言归正传,怎么取得解密后的代码呢?大概两个方向,
1.正面交锋,直接攻破maxtocode的运行库。
这就将问题直接回到了传统的win32层面,不过这个东西是业内人士写的在这方面的保护工作做得很好,像我这样的菜鸟就很难直接攻破了。
我曾有一个设想,就是通过分析运行库找到解密函数的入口,然后弄一个stub dll,hook这个地方,把解密后的il代码dump出来。
实际跟踪几次后我就放弃了。从跟踪到的信息来看,我猜测,运行库是通过 mscorwks.dll 挂接到 jit,在jit的前面实时解密代码。
理论上我们也可以挂一个到jit前面,在那里dump解密的il代码,不过这个实现的方式,还不清楚,如果弄明白了,也就能写一个同样原理的加密软件了。
这个难度比较大,所以我最终放弃了这个方案。

2.避开运行库,我们直接利用dotNet 2.0的特性获取IL代码。
如是我就试着用2.0写了一个winform程序,加密,运行,发现报错。
maxtocode3.1不支持2.0的winform程序,这就使我的这个方案实验夭折了。
两个月过去了,发现maxtocode升级到3.11了修正了这个bug,今天终于可以继续实验了。

我们来建一个简单的winform程序。一个窗体,然后一个按钮。
代码如下:

1 using System;
2 using System.Collections.Generic;
3 using System.ComponentModel;
4 using System.Data;
5 using System.Drawing;
6 using System.Text;
7 using System.Windows.Forms;
8 using System.Reflection;
9 using Spaces;
10 namespace Test5
11 {
12 public partial class Form1 : Form
13 {
14 public Form1()
15 {
16 InitializeComponent();
17 }
18
19 private void TestMethod()
20 {
21 // [7/17/2006]
22 int i = 0;
23 i = 1;
24 i++;
25 if(i>0)
26 {
27 MessageBox.Show("OK");
28 }
29 }
30
31 private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
32 {
33 Type tp = this.GetType();
34
35 MethodInfo mi = tp.GetMethod("TestMethod",
36 BindingFlags.NonPublic|BindingFlags.DeclaredOnly|
37 BindingFlags.Public|BindingFlags.Static
38 |BindingFlags.Instance);
39 if(mi == null)
40 {
41 MessageBox.Show("err");
42 return;
43 }
44 MethodBody mb = mi.GetMethodBody();
45 byte[] bt= mb.GetILAsByteArray();
46 StringBuilder sb = new StringBuilder();
47 for (int i = 0; i < bt.Length; i++)
48 {
49 sb.Append(bt[i].ToString("X2"));
50 sb.Append(" ");
51 }
52 string stxt = sb.ToString();
53 MessageBox.Show(stxt);
54
55 }
56
57 }
58 }

编译运行,我们点击按钮就能看到 TestMethod 的IL字节码。
然后用maxtocode加密在运行,同样能看到 TestMethod 的IL字节码。
两次看到的结果一样的,这个是当然了,如果不一样,maxtocode就破坏了程序的正确性了。

好了,我们的实验成功了。

看到这里大家应该知道怎么获取解密后的IL代码了吧。

这种方式比在内存里面找代码或者hook到maxtocode解密后dump代码的方式要优越很多,
因为内存dump的方式你还要担心运行时的函数覆盖率,没有运行到的就dump不到。

这种方式我们利用 DotNet的反射机制,可以枚举出程序集中的所有类型,以及每个类型的所有方法,成员,字段,构造函数等。

初步实验了一下,对于加了密的dll文件还是比较好弄的,2.0的、1.1的都能弄出IL代码来。
对于exe文件还有一关需要解决,那就是如何将我们的DotNet dll程序集插入到exe的运行空间中去。

今回就先到这里了,下回再实际写程序演练获取解密后的IL字节代码。

III.
From
http://www.cnblogs.com/rick/archive/2006/09/28/517603.html
http://www.cnblogs.com/rick/archive/2006/09/29/518756.html
http://www.cnblogs.com/rick/archive/2006/10/14/528690.html

上一回我们试验了通过反射的方式获取method的源代码。这次我们就用一个实例来演示dump一个程序集中的所有类型和方法的IL源代码。编译这个程序,运行,dump出il字节码,然后拿 maxtocode加密。再运行,dump出il字节码,然后找一个method 如 button1_click,比较一下他们的IL字节码是否一样。当然结果应该是一样的。

这里主要有三个关键函数
private void DumpAssembly(Assembly ass, string path);
private void DumpMethod(MethodBase mb, StreamWriter sw);
private void DumpType(Type tp, StreamWriter sw);
这三个就是一个例子演示如何dump整个程序集。

如要dump 一个加密的dll,我们就可以直接用这个程序来改,
首先添加引用,引用那个dll,然后随便实例话一个该dll中的type。
然后获取该dll的 Assembly 对象,再调用DumpAssembly函数即可。

在前面几章我们已经能够去掉被加密程序原始的IL字节码了。这些字节码是十六进制的,我人脑直接来阅读是非常困难的。这一章主要介绍将字节码翻译成 可阅读的 MSIL 汇编代码,以及前几章的遗留问题解决。


这里我们将用到上面这个工具软件 IlByteDecoder.

软件下载地址:http://www.bbsftp.com/temp/ILByteDecode.rar
使用比较简单,注意中间那个 文件名 一项,这个可以填也可以不填,如果没有填的话,
解码出来的 msil 代码中将无法显示字符串值和方法名称。

在前面提到的 对Exe程序的注入问题,现在已经找到的解决方案:
1。传统win32注入方式,采用C++/CLI 编写dll 注入。
2。profile 方式 modify IL on the fly ,直接注入dot net dll。

注入之后,就可以直接在内存里面操作,

tankaiha: "实践证明被MaxtoCode加密的软件(这里用的CodeLib)原代码可以在内存中还原。"

元数据还原以及IL解码的改进

前一回讲了 IL字节码的解码问题,并提供了一个小工具,但解码的效果和 ildasm还是差很多,给阅读也带来了一些困难。还有就是有些文件选择文件后解码会出错,这是因为maxtocode对文件里面的元数据进行了随机加密。这一回主要解决元数据的还原以及对解码进行改进。

题外话:国庆后maxtocode推出了3.12版,称对.net formwork 2.0获取msil代码的方式进行了限制。即在不作任何改进的情况下,我们前面介绍的方法将无法取得IL字节码。dreaman已经找到了取消这个限制的方法了,不久tankaiha 就会整合完成新的 injectReflector 。就是前一回贴的第二张图片,该工具已经在看雪发布了。

言归正卷,maxtocode对net程序加密时还能对元数据进行随机部分加密,即破坏静态元数据的完整性。直接磁盘文件里面读取的元数据是不完全正确的,所以导致了解码程序取元数据信息时出错。解码程序现在已经更新处理了这样的异常。同时增加了元数据还原的功能。怎么还原?这个比il字节码要容易,根据元数据的特性,程序运行后在内存中必然有完整的元数据,我们所要做的就是从内存中直接dump出来就ok了。

元数据在内存中的位置可以从PE的CLI Header中取得,CLI Header的位置有可以从PE可选头部中取得。首先参考PE文件结构取得PE文件的可选头部。在这个结构中有一个成员是 DataDirectory 数组。其中DataDirectory[14] 就是记录的 CLI Header的偏移和大小。在CLI Header结构:

struct _CLIHeader
{
DWORD cbSize;//size of 72
INT16 nMajor;//2
INT16 nMinor;//0
DWORD mdRVA; //元数据在内存中的便宜量
DWORD mdSize;//元数据的大小
DWORD dwFlags;
DWORD tkEntry; //mdtMethodDef
INT64 Resources;
INT64 SrongNameSig;
INT64 CodeManagerTable;//0
INT64 VTableFixedup;
INT64 ExprotTableJump;//0
INT64 ManagedNativeHeader;//0}
在这个结构里面就能找到元数据的偏移量和大小。

dump的功能已经增加到新版的ilbytedecoder中了。这个界面上上一回的界面,解码的是同一段IL字节码。效果已经类似ildasm的了,基本上可阅读了。同时提供了选择 Raw MetaData的进行解码的功能,这样就不用担心因为原文件的元数据被破坏导致解码不正常了。程序新加的dump功能可以将内存中的元数据保存为 Raw MetaData文件中。

程序新加的dump功能可以将内存中的元数据保存为 Raw MetaData文件中。下载地址:http://www.bbsftp.com/temp/ILByteDecoderV1.5.rar



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