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PE教程6: Import Table(引入表)

2013年12月10日 ⁄ 综合 ⁄ 共 4054字 ⁄ 字号 评论关闭

首先,您得了解什么是引入函数。一个引入函数是被某模块调用的但又不在调用者模块中的函数,因而命名为"import(引入)"。引入函数实际位于一个或者更多的DLL里。调用者模块里只保留一些函数信息,包括函数名及其驻留的DLL名。现在,我们怎样才能找到PE文件中保存的信息呢? 转到 data directory 寻求答案吧。再回顾一把,下面就是 PE header:

IMAGE_NT_HEADERS STRUCT
    Signature dd ?
    FileHeader IMAGE_FILE_HEADER <>
    OptionalHeader IMAGE_OPTIONAL_HEADER <>
IMAGE_NT_HEADERS ENDS

optional header 最后一个成员就是 data directory(数据目录):

IMAGE_OPTIONAL_HEADER32 STRUCT
    ....
    LoaderFlags dd ?
    NumberOfRvaAndSizes dd ?
   DataDirectory IMAGE_DATA_DIRECTORY 16 dup(<>)

IMAGE_OPTIONAL_HEADER32 ENDS

data directory 是一个 IMAGE_DATA_DIRECTORY 结构数组,共有16个成员。如果您还记得节表可以看作是PE文件各节的根目录的话,也可以认为 data directory 是存储在这些节里的逻辑元素的根目录。明确点,data directory 包含了PE文件中各重要数据结构的位置和尺寸信息。每个成员包含了一个重要数据结构的信息。

Member Info inside
0 Export symbols
1 Import symbols
2 Resources
3 Exception
4 Security
5 Base relocation
6 Debug
7 Copyright string
8 Unknown
9 Thread local storage (TLS)
10 Load configuration
11 Bound Import
12 Import Address Table
13 Delay Import
14 COM descriptor

上面那些金色显示的是我熟悉的。了解 data directory 包含域后,我们可以仔细研究它们了。data directory 的每个成员都是 IMAGE_DATA_DIRECTORY 结构类型的,其定义如下所示:

IMAGE_DATA_DIRECTORY STRUCT
   VirtualAddress dd ?
   isize dd ?
IMAGE_DATA_DIRECTORY ENDS

VirtualAddress 实际上是数据结构的相对虚拟地址(RVA)。比如,如果该结构是关于import symbols的,该域就包含指向IMAGE_IMPORT_DESCRIPTOR 数组的RVA
isize 含有VirtualAddress所指向数据结构的字节数。

下面就是如何找寻PE文件中重要数据结构的一般方法:

  1. DOS header 定位到 PE header
  2. optional header 读取 data directory 的地址。
  3. IMAGE_DATA_DIRECTORY 结构尺寸乘上找寻结构的索引号: 比如您要找寻import symbols的位置信息,必须用IMAGE_DATA_DIRECTORY 结构尺寸(8 bytes)乘上1import symbolsdata directory中的索引号)。
  4. 将上面的结果加上data directory地址,我们就得到包含所查询数据结构信息的 IMAGE_DATA_DIRECTORY 结构项。

现在我们开始真正讨论引入表了。data directory数组第二项的VirtualAddress包含引入表地址。引入表实际上是一个 IMAGE_IMPORT_DESCRIPTOR 结构数组。每个结构包含PE文件引入函数的一个相关DLL的信息。比如,如果该PE文件从10个不同的DLL中引入函数,那么这个数组就有10个成员。该数组以一个全0的成员结尾。下面详细研究结构组成:

IMAGE_IMPORT_DESCRIPTOR STRUCT
   union
    Characteristics dd ?
    OriginalFirstThunk dd ?
ends
TimeDateStamp dd ?
ForwarderChain dd ?
Name1 dd ?
FirstThunk dd ?
IMAGE_IMPORT_DESCRIPTOR ENDS

结构第一项是一个union子结构。事实上,这个union子结构只是给 OriginalFirstThunk 增添了个别名,您也可以称其为"Characteristics"。 该成员项含有指向一个 IMAGE_THUNK_DATA 结构数组的RVA
什么是
IMAGE_THUNK_DATA? 这是一个dword类型的集合。通常我们将其解释为指向一个 IMAGE_IMPORT_BY_NAME 结构的指针。注意 IMAGE_THUNK_DATA 包含了指向一个 IMAGE_IMPORT_BY_NAME 结构的指针:
而不是结构本身。
请看这里
: 现有几个 IMAGE_IMPORT_BY_NAME 结构,我们收集起这些结构的RVA (IMAGE_THUNK_DATAs)组成一个数组,并以0结尾,然后再将数组的RVA放入 OriginalFirstThunk

IMAGE_IMPORT_BY_NAME 结构存有一个引入函数的相关信息。再来研究 IMAGE_IMPORT_BY_NAME 结构到底是什么样子的呢:

IMAGE_IMPORT_BY_NAME STRUCT
Hint dw ?
Name1 db ?
IMAGE_IMPORT_BY_NAME ENDS

Hint 指示本函数在其所驻留DLL的引出表中的索引号。该域被PE装载器用来在DLL的引出表里快速查询函数。该值不是必须的,一些连接器将此值设为0
Name1 含有引入函数的函数名。函数名是一个ASCIIZ字符串。注意这里虽然将Name1的大小定义成字节,其实它是可变尺寸域,只不过我们没有更好方法来表示结构中的可变尺寸域。
The structure is provided so that you can refer to the data structure with descriptive names.

TimeDateStamp ForwarderChain 可是高级东东: 让我们精通其他成员后再来讨论它们吧。

Name1 含有指向DLL名字的RVA,即指向DLL名字的指针,也是一个ASCIIZ字符串。

FirstThunk OriginalFirstThunk 非常相似,它也包含指向一个 IMAGE_THUNK_DATA 结构数组的RVA(当然这是另外一个IMAGE_THUNK_DATA 结构数组)
好了,如果您还在犯糊涂,就朝这边看过来
: 现在有几个 IMAGE_IMPORT_BY_NAME 结构,同时您又创建了两个结构数组,并同样寸入指向那些 IMAGE_IMPORT_BY_NAME 结构的RVAs,这样两个数组就包含相同数值了(可谓相当精确的复制啊)。最后您决定将第一个数组的RVA赋给 OriginalFirstThunk第二个数组的RVA赋给 FirstThunk,这样一切都很清楚了。

OriginalFirstThunk   IMAGE_IMPORT_BY_NAME   FirstThunk

|

      |
IMAGE_THUNK_DATA
IMAGE_THUNK_DATA
IMAGE_THUNK_DATA
IMAGE_THUNK_DATA
...
IMAGE_THUNK_DATA
--->
--->
--->
--->
--->
--->
Function 1
Function 2
Function 3
Function 4
...
Function n
<---
<---
<---
<---
<---
<---
IMAGE_THUNK_DATA
IMAGE_THUNK_DATA
IMAGE_THUNK_DATA
IMAGE_THUNK_DATA
...
IMAGE_THUNK_DATA

现在您应该明白我的意思。不要被IMAGE_THUNK_DATA这个名字弄糊涂: 它仅是指向 IMAGE_IMPORT_BY_NAME 结构的RVA。 如果将 IMAGE_THUNK_DATA 字眼想象成RVA,就更容易明白了。OriginalFirstThunk FirstThunk 所指向的这两个数组大小取决于PE文件从DLL中引入函数的数目。比如,如果PE文件从kernel32.dll中引入10个函数,那么IMAGE_IMPORT_DESCRIPTOR 结构的 Name1域包含指向字符串"kernel32.dll"RVA,同时每个IMAGE_THUNK_DATA 数组有10个元素。

下一个问题是: 为什么我们需要两个完全相同的数组? 为了回答该问题,我们需要了解当PE文件被装载到内存时,PE装载器将查找IMAGE_THUNK_DATA IMAGE_IMPORT_BY_NAME 这些结构数组,以此决定引入函数的地址。然后用引入函数真实地址来替代由FirstThunk指向的 IMAGE_THUNK_DATA 数组里的元素值。因此当PE文件准备执行时,上图已转换成:

OriginalFirstThunk   IMAGE_IMPORT_BY_NAME   FirstThunk

|

      |
IMAGE_THUNK_DATA
IMAGE_THUNK_DATA
IMAGE_THUNK_DATA
IMAGE_THUNK_DATA
...
IMAGE_THUNK_DATA
--->
--->
--->
--->
--->
--->
Function 1
Function 2
Function 3
Function 4
...
Function n
   
 
 
 
 
 
Address of Function 1
Address of Function 2
Address of Function 3
Address of Function 4
...
Address of Function n

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