PE文件结构剖析

核心提示：大家都很清楚，了解可执行文件的结构有多么的重要，PE文件结构剖析，DOS下如此，Windows下也同样如此，大小200H（调整后的）Number of Objects = 0003 (dec), Imagebase = 00400000h ;section的个数是3，基地址是400000HSection 相对虚拟地址

大家都很清楚，了解可执行文件的结构有多么的重要，DOS下如此，Windows下也同样如此。如果你想加密程序，编写病毒等，了解PE文件结构必是不可缺少的。大家也可能见到很多这方面的资料，但都是从理论上解说一下，很少见到拿一个具体文件开刀的。这里，我就用前面“系列4”中的文件4.EXE为例来剖析一下PE文件格式，因时间关系，不可能一下子就写的很完善，如可行，以后再慢慢补来。

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对于本文件，红色外框将文件分成4个部分，各部分的内容是：
Ⅰ - 文件头；
Ⅱ - 代码段；.text section
Ⅲ - 引入表；.rdata section
Ⅳ - 数据段；.data section

可以看出，每部分都有大量的垃圾数据，用绿色的叉号进行标注。

我们先从整体看一下文件的结构：(要结合ＰＥ剖析图来看）
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1、IMAGE_DOS_HEADER
虽然你这是Windows下的程序，但保不准别人会拿它到DOS下执行，当然肯定不是想象的结果啦。该文件头和DOS下可执行文件的文件头基本上是一样的，所以你也可以认为它是一个标准的DOS下的EXE文件，只不过程序执行的结果是显示一个错误信息：This program cannot be run in DOS mode.，意思是这是Windows下的程序，到Windows下用吧！
该结构的最后一个元素e_lfanew指示PE文件头的位置，是个重要的数据。
对本例，该元素位于文件偏移量是3C的位置，其值是000000B0。
2、dos下执行时的程序部分
3、dos执行时显示的错误信息
4、垃圾数据
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就是PE文件头啦，它是一个IMAGE_NT_HEADERS STRUCT结构
5、PE文件标记，db 'PE',0,0
6、是一个IMAGE_FILE_HEADER结构
7、是一个IMAGE_OPTIONAL_HEADER结构
8、是一个IMAGE_DATA_DIRECTORY结构数组，共16项
9、是一个IMAGE_SECTION_HEADER结构数据，项数由结构6中 NumberOfSections 确定。
本例中位于偏移量B6处，其值是0003
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10、程序的代码部分，也就是.text section的内容
-------------------------------------------------------------
下面是.rdata section的内容，注意这里的指针值都是“虚拟地址”，即在内存执行时的地址。

11、IDA (Import Address table)用来存放函数的地址值。加载器执行文件时会重写该部分内容，程序中调用dll中的函数就是通过这里转到函数的真正位置的。
12、是一个IMAGE_IMPORT_DESCRIPTOR结构数组，项数怎么定呢？
这么说吧，假如你的程序中要调用N个动态链接库中的函数，那么项数就是N+1，总后一项结构中的数据全0，表示结束。
本例中的程序仅调用Kernell32.dll中的函数，所以此处有两个这样的结构。
13、是一个IMAGE_THUNK_DATA结构数组，该结构实际就是一个DWORD值，每个DWORD值指示一个IMAGE_IMPORT_BY_NAME结构，反应程序要调用的函数名。最后一个DWORD值为0，表示结束。
14、数据，由12、13中的内容指定。

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下面是用UltraEdit打开4.exe后的抓图（处理）

若下面没图，点这里，可能还要刷新。

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下面是用W32dasm反汇编4.exe后的详细内容，供参考：
Disassembly of File: 4.exe
Code Offset = 00000400, Code Size = 00000200 ;在文件中的偏移量是400H，大小200H（调整后的）
Data Offset = 00000800, Data Size = 00000200 ;在文件中的偏移量是800H，大小200H（调整后的）

Number of Objects = 0003 (dec), Imagebase = 00400000h ;section的个数是3，基地址是400000H

Section 相对虚拟地址 在文件中的偏移量 调整后的大小 段属性标记
Object01: .text RVA: 00001000 Offset: 00000400 Size: 00000200 Flags: 60000020
Object02: .rdata RVA: 00002000 Offset: 00000600 Size: 00000200 Flags: 40000040
Object03: .data RVA: 00003000 Offset: 00000800 Size: 00000200 Flags: C0000040

+++++++++++++++++++ IMPORTED FUNCTIONS ++++++++++++++++++
Number of Imported Modules = 1 (decimal) ;程序仅调用一dll中的函数

Import Module 001: KERNEL32.dll

+++++++++++++++++++ IMPORT MODULE DETAILS +++++++++++++++

Import Module 001: KERNEL32.dll 

Addr:00002064 hint(013D) Name: GetStdHandle ;将调用Kernel32中的三个函数
Addr:00002074 hint(02B9) Name: WriteFile ;这个Addr给出的值可不函数的真正地址
Addr:00002048 hint(0075) Name: ExitProcess ;执行时加载器会修改这三个值

+++++++++++++++++++ ASSEMBLY CODE LISTING ++++++++++++++++++
//********************** Start of Code in Object .text **************
Program Entry Point = 00401000 (4.exe File Offset:00001600)

* Possible StringData Ref from Data Obj ->"How are you !"
|

//******************** Program Entry Point ********
:00401000 6800304000 push 00403000
:00401005 E80E000000 call 00401018
:0040100A 6A00 push 00000000

* Reference To: KERNEL32.ExitProcess, Ord:0075h
|
:0040100C E801000000 Call 00401012
:00401011 CC int 03

* Referenced by a CALL at Address:
|:0040100C 
|

* Reference To: KERNEL32.ExitProcess, Ord:0075h
|
:00401012 FF2508204000 Jmp dword ptr [00402008]

* Referenced by a CALL at Address:
|:00401005 
|
:00401018 55 push ebp
:00401019 8BEC mov ebp, esp
:0040101B 83C4F4 add esp, FFFFFFF4
:0040101E 6AF5 push FFFFFFF5

* Reference To: KERNEL32.GetStdHandle, Ord:013Dh
|
:00401020 E863000000 Call 00401088
:00401025 8945FC mov dword ptr [ebp-04], eax
:00401028 FF7508 push [ebp+08]
:0040102B E820000000 call 00401050
:00401030 8945F4 mov dword ptr [ebp-0C], eax
:00401033 6A00 push 00000000
:00401035 8D45F8 lea eax, dword ptr [ebp-08]
:00401038 50 push eax
:00401039 FF75F4 push [ebp-0C]
:0040103C FF7508 push [ebp+08]
:0040103F FF75FC push [ebp-04]

* Reference To: KERNEL32.WriteFile, Ord:02B9h
|
:00401042 E847000000 Call 0040108E
:00401047 8B45F8 mov eax, dword ptr [ebp-08]
:0040104A C9 leave
:0040104B C20400 ret 0004

:0040104E CC int 03
:0040104F CC int 03

* Referenced by a CALL at Address:
|:0040102B 
|
:00401050 55 push ebp
:00401051 8BEC mov ebp, esp
:00401053 53 push ebx
:00401054 8B4508 mov eax, dword ptr [ebp+08]
:00401057 8D5003 lea edx, dword ptr [eax+03]

* Referenced by a (U)nconditional or (C)onditional Jump at Address:
|:0040106F(C)
|
:0040105A 8B18 mov ebx, dword ptr [eax]
:0040105C 83C004 add eax, 00000004
:0040105F 8D8BFFFEFEFE lea ecx, dword ptr [ebx+FEFEFEFF]
:00401065 F7D3 not ebx
:00401067 23CB and ecx, ebx
:00401069 81E180808080 and ecx, 80808080
:0040106F 74E9 je 0040105A
:00401071 F7C180800000 test ecx, 00008080
:00401077 7506 jne 0040107F
:00401079 C1E910 shr ecx, 10
:0040107C 83C002 add eax, 00000002

* Referenced by a (U)nconditional or (C)onditional Jump at Address:
|:00401077(C)
|
:0040107F D0E1 shl cl, 1
:00401081 1BC2 sbb eax, edx
:00401083 5B pop ebx
:00401084 C9 leave
:00401085 C20400 ret 0004

* Referenced by a CALL at Address:
|:00401020 
|

* Reference To: KERNEL32.GetStdHandle, Ord:013Dh
|
:00401088 FF2500204000 Jmp dword ptr [00402000] ;转去IDA表中对应的函数

* Reference To: KERNEL32.WriteFile, Ord:02B9h
|
:0040108E FF2504204000 Jmp dword ptr [00402004]

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下面是PE文件剖析时设计到的结构，来自Windows.inc文件，供参考：

IMAGE_DOS_HEADER STRUCT
e_magic WORD ?
e_cblp WORD ?
e_cp WORD ?
e_crlc WORD ?
e_cparhdr WORD ?
e_minalloc WORD ?
e_maxalloc WORD ?
e_ss WORD ?
e_sp WORD ?
e_csum WORD ?
e_ip WORD ?
e_cs WORD ?
e_lfarlc WORD ?
e_ovno WORD ?
e_res WORD 4 dup(?)
e_oemid WORD ?
e_oeminfo WORD ?
e_res2 WORD 10 dup(?)
e_lfanew DWORD ?
IMAGE_DOS_HEADER ENDS

IMAGE_NT_HEADERS STRUCT
Signature DWORD ?
FileHeader IMAGE_FILE_HEADER <>
OptionalHeader IMAGE_OPTIONAL_HEADER32 <>
IMAGE_NT_HEADERS ENDS

IMAGE_FILE_HEADER STRUCT
Machine WORD ?
NumberOfSections WORD ?
TimeDateStamp DWORD ?
PointerToSymbolTable DWORD ?
NumberOfSymbols DWORD ?
SizeOfOptionalHeader WORD ?
Characteristics WORD ?
IMAGE_FILE_HEADER ENDS

IMAGE_NUMBEROF_DIRECTORY_ENTRIES equ 16

IMAGE_OPTIONAL_HEADER32 STRUCT
Magic WORD ?
MajorLinkerVersion BYTE ?
MinorLinkerVersion BYTE ?
SizeOfCode DWORD ?
SizeOfInitializedData DWORD ?
SizeOfUninitializedData DWORD ?
AddressOfEntryPoint DWORD ?
BaseOfCode DWORD ?
BaseOfData DWORD ?
ImageBase DWORD ?
SectionAlignment DWORD ?
FileAlignment DWORD ?
MajorOperatingSystemVersion WORD ?
MinorOperatingSystemVersion WORD ?
MajorImageVersion WORD ?
MinorImageVersion WORD ?
MajorSubsystemVersion WORD ?
MinorSubsystemVersion WORD ?
Win32VersionValue DWORD ?
SizeOfImage DWORD ?
SizeOfHeaders DWORD ?
CheckSum DWORD ?
Subsystem WORD ?
DllCharacteristics WORD ?
SizeOfStackReserve DWORD ?
SizeOfStackCommit DWORD ?
SizeOfHeapReserve DWORD ?
SizeOfHeapCommit DWORD ?
LoaderFlags DWORD ?
NumberOfRvaAndSizes DWORD ?
DataDirectory IMAGE_DATA_DIRECTORY IMAGE_NUMBEROF_DIRECTORY_ENTRIES dup(<>)
IMAGE_OPTIONAL_HEADER32 ENDS

IMAGE_OPTIONAL_HEADER equ 

IMAGE_DATA_DIRECTORY STRUCT
VirtualAddress DWORD ?
isize DWORD ?
IMAGE_DATA_DIRECTORY ENDS

IMAGE_SIZEOF_SHORT_NAME equ 8

IMAGE_SECTION_HEADER STRUCT
Name1 db IMAGE_SIZEOF_SHORT_NAME dup(?)
union Misc
PhysicalAddress dd ?
VirtualSize dd ?
ends
VirtualAddress dd ?
SizeOfRawData dd ?
PointerToRawData dd ?
PointerToRelocations dd ?
PointerToLinenumbers dd ?
NumberOfRelocations dw ?
NumberOfLinenumbers dw ?
Characteristics dd ?
IMAGE_SECTION_HEADER ENDS

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

IMAGE_IMPORT_BY_NAME STRUCT
Hint dw ?
Name1 db ?
IMAGE_IMPORT_BY_NAME ENDS

IMAGE_THUNK_DATA32 STRUCT
union u1
ForwarderString dd ?
Function dd ?
Ordinal dd ?
AddressOfData dd ?
ends
IMAGE_THUNK_DATA32 ENDS

IMAGE_THUNK_DATA EQU