Android逆向之旅—SO(ELF)文件格式详解

Android技术篇 尼古拉斯.赵四 20616℃ 0评论

第一、前言

从今天开始我们正式开始Android的逆向之旅,关于逆向的相关知识,想必大家都不陌生了,逆向领域是一个充满挑战和神秘的领域。作为一名Android开发者,每个人都想去探索这个领域,因为一旦你破解了别人的内容,成就感肯定爆棚,不过相反的是,我们不仅要研究破解之道,也要研究加密之道,因为加密和破解是相生相克的。但是我们在破解的过程中可能最头疼的是native层,也就是so文件的破解。所以我们先来详细了解一下so文件的内容下面就来看看我们今天所要介绍的内容。今天我们先来介绍一下elf文件的格式,因为我们知道Android中的so文件就是elf文件,所以需要了解so文件,必须先来了解一下elf文件的格式,对于如何详细了解一个elf文件,就是手动的写一个工具类来解析一个elf文件。

第二、准备资料

我们需要了解elf文件的格式,关于elf文件格式详解,网上已经有很多介绍资料了。这里我也不做太多的解释了。不过有两个资料还是需要介绍一下的,因为网上的内容真的很多,很杂。这两个资料是最全的,也是最好的。我就是看这两个资料来操作的:

第一个资料是非虫大哥的经典之作:


看吧,是不是超级详细?后面我们用Java代码来解析elf文件的时候,就是按照这张图来的。但是这张图有些数据结构解释的还不是很清楚,所以第二个资料来了。

第二个资料:北京大学实验室出的标准版

http://download.csdn.net/detail/jiangwei0910410003/9204051

这里就不对这个文件做详细解释了,后面在做解析工作的时候,会截图说明。

关于上面的这两个资料,这里还是多数两句:一定要仔细认真的阅读。这个是经典之作。也是后面工作的基础。

第三、工具

当然这里还需要介绍一个工具,因为这个工具在我们下面解析elf文件的时候,也非常有用,而且是检查我们解析elf文件的模板。

就是很出名的:readelf命令

不过Window下这个命令不能用,因为这个命令是Linux的,所以我们还得做个工作就是安装Cygwin。关于这个工具的安装,大家可以看看这篇文章:

http://blog.csdn.net/jiangwei0910410003/article/details/17710243

不过在下载的过程中,我担心小朋友们会遇到挫折,所以很贴心的,放到的云盘里面:

http://pan.baidu.com/s/1C1Zci

下载下来之后,需要改一个东西才能用:


该一下这个文件:


这个路径要改成你本地cygwin64中的bin目录的路径,不然运行错误的。改好之后,直接运行Cygwin.bat就可以了。

关于readelf工具我们这里不做太详细的介绍,只介绍我们要用到的命令:

1、readelf -h xxx.so

查看so文件的头部信息


2、readelf -S xxx.so

查看so文件的段(Section)头的信息


3、readelf -l xxx.so

查看so文件的程序段头信息(Program)


4、readelf -a xxx.so

查看so文件的全部内容


还有很多命令用法,这里就不在细说了,网上有很多介绍的~~

第四、实际操作解析Elf文件(Java代码&C++代码)

上面我们介绍了elf文件格式资料,elf文件的工具,那么下面我们就来实际操作一下,来用Java代码手把手的解析一个libhello-jni.so文件。关于这个libhello-jni.so文件的下载地址:

http://download.csdn.net/detail/jiangwei0910410003/9204087

1、首先定义elf文件中各个结构体内容

这个我们需要参考elf.h这个头文件的格式了。这个文件网上也是有的,这里还是给个下载链接吧:

http://download.csdn.net/detail/jiangwei0910410003/9204081

我们看看Java中定义的elf文件的数据结构类:

package com.demo.parseso;

import java.util.ArrayList;

public class ElfType32 {
	
	public elf32_rel rel;
	public elf32_rela rela;
	public ArrayList<Elf32_Sym> symList = new ArrayList<Elf32_Sym>();
	public elf32_hdr hdr;//elf头部信息
	public ArrayList<elf32_phdr> phdrList = new ArrayList<elf32_phdr>();//可能会有多个程序头
	public ArrayList<elf32_shdr> shdrList = new ArrayList<elf32_shdr>();//可能会有多个段头
	public ArrayList<elf32_strtb> strtbList = new ArrayList<elf32_strtb>();//可能会有多个字符串值
	
	public ElfType32() {
		rel = new elf32_rel();
		rela = new elf32_rela();
		hdr = new elf32_hdr();
	}
	
	/**
	 *  typedef struct elf32_rel {
		  Elf32_Addr	r_offset;
		  Elf32_Word	r_info;
		} Elf32_Rel;
	 *
	 */
	public class elf32_rel {
		public byte[] r_offset = new byte[4];
		public byte[] r_info = new byte[4];
		
		@Override
		public String toString(){
			return "r_offset:"+Utils.bytes2HexString(r_offset)+";r_info:"+Utils.bytes2HexString(r_info);
		}
	}
	
	/**
	 *  typedef struct elf32_rela{
		  Elf32_Addr	r_offset;
		  Elf32_Word	r_info;
		  Elf32_Sword	r_addend;
		} Elf32_Rela;
	 */
	public class elf32_rela{
		public byte[] r_offset = new byte[4];
		public byte[] r_info = new byte[4];
		public byte[] r_addend = new byte[4];
		
		@Override
		public String toString(){
			return "r_offset:"+Utils.bytes2HexString(r_offset)+";r_info:"+Utils.bytes2HexString(r_info)+";r_addend:"+Utils.bytes2HexString(r_info);
		}
	}
	
	/**
	 * typedef struct elf32_sym{
		  Elf32_Word	st_name;
		  Elf32_Addr	st_value;
		  Elf32_Word	st_size;
		  unsigned char	st_info;
		  unsigned char	st_other;
		  Elf32_Half	st_shndx;
		} Elf32_Sym;
	 */
	public static class Elf32_Sym{
		public byte[] st_name = new byte[4];
		public byte[] st_value = new byte[4];
		public byte[] st_size = new byte[4];
		public byte st_info;
		public byte st_other;
		public byte[] st_shndx = new byte[2];
		
		@Override
		public String toString(){
			return "st_name:"+Utils.bytes2HexString(st_name)
					+"\nst_value:"+Utils.bytes2HexString(st_value)
					+"\nst_size:"+Utils.bytes2HexString(st_size)
					+"\nst_info:"+(st_info/16)
					+"\nst_other:"+(((short)st_other) & 0xF)
					+"\nst_shndx:"+Utils.bytes2HexString(st_shndx);
		}
	}
	
	public void printSymList(){
		for(int i=0;i<symList.size();i++){
			System.out.println();
			System.out.println("The "+(i+1)+" Symbol Table:");
			System.out.println(symList.get(i).toString());
		}
	}
	
	//Bind字段==》st_info
	public static final int STB_LOCAL = 0;
	public static final int STB_GLOBAL = 1;
	public static final int STB_WEAK = 2;
	//Type字段==》st_other
	public static final int STT_NOTYPE = 0;
	public static final int STT_OBJECT = 1;
	public static final int STT_FUNC = 2;
	public static final int STT_SECTION = 3;
	public static final int STT_FILE = 4;
	/**
	 * 这里需要注意的是还需要做一次转化
	 *  #define ELF_ST_BIND(x)	((x) >> 4)
		#define ELF_ST_TYPE(x)	(((unsigned int) x) & 0xf)
	 */
	
	/**
	 * typedef struct elf32_hdr{
		  unsigned char	e_ident[EI_NIDENT];
		  Elf32_Half	e_type;
		  Elf32_Half	e_machine;
		  Elf32_Word	e_version;
		  Elf32_Addr	e_entry;  // Entry point
		  Elf32_Off	e_phoff;
		  Elf32_Off	e_shoff;
		  Elf32_Word	e_flags;
		  Elf32_Half	e_ehsize;
		  Elf32_Half	e_phentsize;
		  Elf32_Half	e_phnum;
		  Elf32_Half	e_shentsize;
		  Elf32_Half	e_shnum;
		  Elf32_Half	e_shstrndx;
		} Elf32_Ehdr;
	 */
	public class elf32_hdr{
		public byte[] e_ident = new byte[16];
		public byte[] e_type = new byte[2];
		public byte[] e_machine = new byte[2];
		public byte[] e_version = new byte[4];
		public byte[] e_entry = new byte[4];
		public byte[] e_phoff = new byte[4];
		public byte[] e_shoff = new byte[4];
		public byte[] e_flags = new byte[4];
		public byte[] e_ehsize = new byte[2];
		public byte[] e_phentsize = new byte[2];
		public byte[] e_phnum = new byte[2];
		public byte[] e_shentsize = new byte[2];
		public byte[] e_shnum = new byte[2];
		public byte[] e_shstrndx = new byte[2];
		
		@Override
		public String toString(){
			return  "magic:"+ Utils.bytes2HexString(e_ident) 
					+"\ne_type:"+Utils.bytes2HexString(e_type)
					+"\ne_machine:"+Utils.bytes2HexString(e_machine)
					+"\ne_version:"+Utils.bytes2HexString(e_version)
					+"\ne_entry:"+Utils.bytes2HexString(e_entry)
					+"\ne_phoff:"+Utils.bytes2HexString(e_phoff)
					+"\ne_shoff:"+Utils.bytes2HexString(e_shoff)
					+"\ne_flags:"+Utils.bytes2HexString(e_flags)
					+"\ne_ehsize:"+Utils.bytes2HexString(e_ehsize)
					+"\ne_phentsize:"+Utils.bytes2HexString(e_phentsize)
					+"\ne_phnum:"+Utils.bytes2HexString(e_phnum)
					+"\ne_shentsize:"+Utils.bytes2HexString(e_shentsize)
					+"\ne_shnum:"+Utils.bytes2HexString(e_shnum)
					+"\ne_shstrndx:"+Utils.bytes2HexString(e_shstrndx);
		}
	}
	
	/**
	 * typedef struct elf32_phdr{
		  Elf32_Word	p_type;
		  Elf32_Off	p_offset;
		  Elf32_Addr	p_vaddr;
		  Elf32_Addr	p_paddr;
		  Elf32_Word	p_filesz;
		  Elf32_Word	p_memsz;
		  Elf32_Word	p_flags;
		  Elf32_Word	p_align;
		} Elf32_Phdr;
	 */
	public static class elf32_phdr{
		public byte[] p_type = new byte[4];
		public byte[] p_offset = new byte[4];
		public byte[] p_vaddr = new byte[4];
		public byte[] p_paddr = new byte[4];
		public byte[] p_filesz = new byte[4];
		public byte[] p_memsz = new byte[4];
		public byte[] p_flags = new byte[4];
		public byte[] p_align = new byte[4];
		
		@Override
		public String toString(){
			return "p_type:"+ Utils.bytes2HexString(p_type)
					+"\np_offset:"+Utils.bytes2HexString(p_offset)
					+"\np_vaddr:"+Utils.bytes2HexString(p_vaddr)
					+"\np_paddr:"+Utils.bytes2HexString(p_paddr)
					+"\np_filesz:"+Utils.bytes2HexString(p_filesz)
					+"\np_memsz:"+Utils.bytes2HexString(p_memsz)
					+"\np_flags:"+Utils.bytes2HexString(p_flags)
					+"\np_align:"+Utils.bytes2HexString(p_align);
		}
	}
	
	public void printPhdrList(){
		for(int i=0;i<phdrList.size();i++){
			System.out.println();
			System.out.println("The "+(i+1)+" Program Header:");
			System.out.println(phdrList.get(i).toString());
		}
	}
	
	/**
	 * typedef struct elf32_shdr {
		  Elf32_Word	sh_name;
		  Elf32_Word	sh_type;
		  Elf32_Word	sh_flags;
		  Elf32_Addr	sh_addr;
		  Elf32_Off	sh_offset;
		  Elf32_Word	sh_size;
		  Elf32_Word	sh_link;
		  Elf32_Word	sh_info;
		  Elf32_Word	sh_addralign;
		  Elf32_Word	sh_entsize;
		} Elf32_Shdr;
	 */
	public static class elf32_shdr{
		public byte[] sh_name = new byte[4];
		public byte[] sh_type = new byte[4];
		public byte[] sh_flags = new byte[4];
		public byte[] sh_addr = new byte[4];
		public byte[] sh_offset = new byte[4];
		public byte[] sh_size = new byte[4];
		public byte[] sh_link = new byte[4];
		public byte[] sh_info = new byte[4];
		public byte[] sh_addralign = new byte[4];
		public byte[] sh_entsize = new byte[4];
		
		@Override
		public String toString(){
			return "sh_name:"+Utils.bytes2HexString(sh_name)/*Utils.byte2Int(sh_name)*/
					+"\nsh_type:"+Utils.bytes2HexString(sh_type)
					+"\nsh_flags:"+Utils.bytes2HexString(sh_flags)
					+"\nsh_add:"+Utils.bytes2HexString(sh_addr)
					+"\nsh_offset:"+Utils.bytes2HexString(sh_offset)
					+"\nsh_size:"+Utils.bytes2HexString(sh_size)
					+"\nsh_link:"+Utils.bytes2HexString(sh_link)
					+"\nsh_info:"+Utils.bytes2HexString(sh_info)
					+"\nsh_addralign:"+Utils.bytes2HexString(sh_addralign)
					+"\nsh_entsize:"+ Utils.bytes2HexString(sh_entsize);
		}
	}
	
	/****************sh_type********************/
	public static final int SHT_NULL = 0;
	public static final int SHT_PROGBITS = 1;
	public static final int SHT_SYMTAB = 2;
	public static final int SHT_STRTAB = 3;
	public static final int SHT_RELA = 4;
	public static final int SHT_HASH = 5;
	public static final int SHT_DYNAMIC = 6;
	public static final int SHT_NOTE = 7;
	public static final int SHT_NOBITS = 8;
	public static final int SHT_REL = 9;
	public static final int SHT_SHLIB = 10;
	public static final int SHT_DYNSYM = 11;
	public static final int SHT_NUM = 12;
	public static final int SHT_LOPROC = 0x70000000;
	public static final int SHT_HIPROC = 0x7fffffff;
	public static final int SHT_LOUSER = 0x80000000;
	public static final int SHT_HIUSER = 0xffffffff;
	public static final int SHT_MIPS_LIST = 0x70000000;
	public static final int SHT_MIPS_CONFLICT = 0x70000002;
	public static final int SHT_MIPS_GPTAB = 0x70000003;
	public static final int SHT_MIPS_UCODE = 0x70000004;
	
	/*****************sh_flag***********************/
	public static final int SHF_WRITE = 0x1;
	public static final int SHF_ALLOC = 0x2;
	public static final int SHF_EXECINSTR = 0x4;
	public static final int SHF_MASKPROC = 0xf0000000;
	public static final int SHF_MIPS_GPREL = 0x10000000;
	
	public void printShdrList(){
		for(int i=0;i<shdrList.size();i++){
			System.out.println();
			System.out.println("The "+(i+1)+" Section Header:");
			System.out.println(shdrList.get(i));
		}
	}
	
	
	public static class elf32_strtb{
		public byte[] str_name;
		public int len;
		
		@Override
		public String toString(){
			return "str_name:"+str_name
					+"len:"+len;
		}
	}
}

这个没什么问题,也没难度,就是在看elf.h文件中定义的数据结构的时候,要记得每个字段的占用字节数就可以了。

有了结构定义,下面就来看看如何解析吧。

在解析之前我们需要将so文件读取到byte[]中,定义一个数据结构类型

public static ElfType32 type_32 = new ElfType32();

byte[] fileByteArys = Utils.readFile("so/libhello-jni.so");
if(fileByteArys == null){
	System.out.println("read file byte failed...");
	return;
}

 

2、解析elf文件的头部信息


关于这些字段的解释,要看上面提到的那个pdf文件中的描述

这里我们介绍几个重要的字段,也是我们后面修改so文件的时候也会用到:

1)、e_phoff

这个字段是程序头(Program Header)内容在整个文件的偏移值,我们可以用这个偏移值来定位程序头的开始位置,用于解析程序头信息

2)、e_shoff

这个字段是段头(Section Header)内容在这个文件的偏移值,我们可以用这个偏移值来定位段头的开始位置,用于解析段头信息

3)、e_phnum

这个字段是程序头的个数,用于解析程序头信息

4)、e_shnum

这个字段是段头的个数,用于解析段头信息

5)、e_shstrndx

这个字段是String段在整个段列表中的索引值,这个用于后面定位String段的位置

按照上面的图我们就可以很容易的解析

/**
 * 解析Elf的头部信息
 * @param header
 */
private static void  parseHeader(byte[] header, int offset){
	if(header == null){
		System.out.println("header is null");
		return;
	}
	/**
	 *  public byte[] e_ident = new byte[16];
			public short e_type;
			public short e_machine;
			public int e_version;
			public int e_entry;
			public int e_phoff;
			public int e_shoff;
			public int e_flags;
			public short e_ehsize;
			public short e_phentsize;
			public short e_phnum;
			public short e_shentsize;
			public short e_shnum;
			public short e_shstrndx;
	 */
	type_32.hdr.e_ident = Utils.copyBytes(header, 0, 16);//魔数
	type_32.hdr.e_type = Utils.copyBytes(header, 16, 2);
	type_32.hdr.e_machine = Utils.copyBytes(header, 18, 2);
	type_32.hdr.e_version = Utils.copyBytes(header, 20, 4);
	type_32.hdr.e_entry = Utils.copyBytes(header, 24, 4);
	type_32.hdr.e_phoff = Utils.copyBytes(header, 28, 4);
	type_32.hdr.e_shoff = Utils.copyBytes(header, 32, 4);
	type_32.hdr.e_flags = Utils.copyBytes(header, 36, 4);
	type_32.hdr.e_ehsize = Utils.copyBytes(header, 40, 2);
	type_32.hdr.e_phentsize = Utils.copyBytes(header, 42, 2);
	type_32.hdr.e_phnum = Utils.copyBytes(header, 44,2);
	type_32.hdr.e_shentsize = Utils.copyBytes(header, 46,2);
	type_32.hdr.e_shnum = Utils.copyBytes(header, 48, 2);
	type_32.hdr.e_shstrndx = Utils.copyBytes(header, 50, 2);
}

按照对应的每个字段的字节个数,读取byte就可以了。

3、解析段头(Section Header)信息

这个结构中字段见pdf中的描述吧,这里就不做解释了。后面我们会手动的构造这样的一个数据结构,到时候在详细说明每个字段含义。

按照这个结构。我们解析也简单了:

/**
 * 解析段头信息内容
 */
public static void parseSectionHeaderList(byte[] header, int offset){
	int header_size = 40;//40个字节
	int header_count = Utils.byte2Short(type_32.hdr.e_shnum);//头部的个数
	byte[] des = new byte[header_size];
	for(int i=0;i<header_count;i++){
		System.arraycopy(header, i*header_size + offset, des, 0, header_size);
		type_32.shdrList.add(parseSectionHeader(des));
	}
}

private static elf32_shdr parseSectionHeader(byte[] header){
	ElfType32.elf32_shdr shdr = new ElfType32.elf32_shdr();
	/**
	 *  public byte[] sh_name = new byte[4];
			public byte[] sh_type = new byte[4];
			public byte[] sh_flags = new byte[4];
			public byte[] sh_addr = new byte[4];
			public byte[] sh_offset = new byte[4];
			public byte[] sh_size = new byte[4];
			public byte[] sh_link = new byte[4];
			public byte[] sh_info = new byte[4];
			public byte[] sh_addralign = new byte[4];
			public byte[] sh_entsize = new byte[4];
	 */
	shdr.sh_name = Utils.copyBytes(header, 0, 4);
	shdr.sh_type = Utils.copyBytes(header, 4, 4);
	shdr.sh_flags = Utils.copyBytes(header, 8, 4);
	shdr.sh_addr = Utils.copyBytes(header, 12, 4);
	shdr.sh_offset = Utils.copyBytes(header, 16, 4);
	shdr.sh_size = Utils.copyBytes(header, 20, 4);
	shdr.sh_link = Utils.copyBytes(header, 24, 4);
	shdr.sh_info = Utils.copyBytes(header, 28, 4);
	shdr.sh_addralign = Utils.copyBytes(header, 32, 4);
	shdr.sh_entsize = Utils.copyBytes(header, 36, 4);
	return shdr;
}

这里需要注意的是,我们看到的Section Header一般都是多个的,这里用一个List来保存

4、解析程序头(Program Header)信息


这里的字段,这里也不做解释了,看pdf文档。

我们按照这个结构来进行解析:

/**
 * 解析程序头信息
 * @param header
 */
public static void parseProgramHeaderList(byte[] header, int offset){
	int header_size = 32;//32个字节
	int header_count = Utils.byte2Short(type_32.hdr.e_phnum);//头部的个数
	byte[] des = new byte[header_size];
	for(int i=0;i<header_count;i++){
		System.arraycopy(header, i*header_size + offset, des, 0, header_size);
		type_32.phdrList.add(parseProgramHeader(des));
	}
}

private static elf32_phdr parseProgramHeader(byte[] header){
	/**
	 *  public int p_type;
			public int p_offset;
			public int p_vaddr;
			public int p_paddr;
			public int p_filesz;
			public int p_memsz;
			public int p_flags;
			public int p_align;
	 */
	ElfType32.elf32_phdr phdr = new ElfType32.elf32_phdr();
	phdr.p_type = Utils.copyBytes(header, 0, 4);
	phdr.p_offset = Utils.copyBytes(header, 4, 4);
	phdr.p_vaddr = Utils.copyBytes(header, 8, 4);
	phdr.p_paddr = Utils.copyBytes(header, 12, 4);
	phdr.p_filesz = Utils.copyBytes(header, 16, 4);
	phdr.p_memsz = Utils.copyBytes(header, 20, 4);
	phdr.p_flags = Utils.copyBytes(header, 24, 4);
	phdr.p_align = Utils.copyBytes(header, 28, 4);
	return phdr;

}

当然还有其他结构的解析工作,这里就不在一一介绍了,因为这些结构我们在后面的介绍中不会用到,但是也是需要了解的,详细参见pdf文档。

5、验证解析结果

那么上面我们的解析工作做完了,为了验证我们的解析工作是否正确,我们需要给每个结构定义个打印函数,也就是从写toString方法即可。


然后我们在使用readelf工具来查看so文件的各个结构内容,对比就可以知道解析的是否成功了。

解析代码下载地址:http://download.csdn.net/detail/jiangwei0910410003/9204119

上面我们用的是Java代码来进行解析的,为了照顾广大程序猿,所以给出一个C++版本的解析类:

#include<iostream.h>
#include<string.h>
#include<stdio.h>
#include "elf.h"

/**
	非常重要的一个宏,功能很简单:
	P:需要对其的段地址
	ALIGNBYTES:对其的字节数
	功能:将P值补充到时ALIGNBYTES的整数倍
	这个函数也叫:页面对其函数
	eg: 0x3e45/0x1000 == >0x4000
	
*/
#define ALIGN(P, ALIGNBYTES)  ( ((unsigned long)P + ALIGNBYTES -1)&~(ALIGNBYTES-1) )

int addSectionFun(char*, char*, unsigned int);

int main()
{
	addSectionFun("D:\libhello-jni.so", ".jiangwei", 0x1000);
	return 0;
}

int addSectionFun(char *lpPath, char *szSecname, unsigned int nNewSecSize)
{
	char name[50];
	FILE *fdr, *fdw;
	char *base = NULL;
	Elf32_Ehdr *ehdr;
	Elf32_Phdr *t_phdr, *load1, *load2, *dynamic;
	Elf32_Shdr *s_hdr;
	int flag = 0;
	int i = 0;
	unsigned mapSZ = 0;
	unsigned nLoop = 0;
	unsigned int nAddInitFun = 0;
	unsigned int nNewSecAddr = 0;
	unsigned int nModuleBase = 0;
	memset(name, 0, sizeof(name));
	if(nNewSecSize == 0)
	{
		return 0;
	}
	fdr = fopen(lpPath, "rb");
	strcpy(name, lpPath);
	if(strchr(name, '.'))
	{
		strcpy(strchr(name, '.'), "_new.so");
	}
	else
	{
		strcat(name, "_new");
	}
	fdw = fopen(name, "wb");
	if(fdr == NULL || fdw == NULL)
	{
		printf("Open file failed");
		return 1;
	}
	fseek(fdr, 0, SEEK_END);
	mapSZ = ftell(fdr);//源文件的长度大小
	printf("mapSZ:0x%x\n", mapSZ);

	base = (char*)malloc(mapSZ * 2 + nNewSecSize);//2*源文件大小+新加的Section size
	printf("base 0x%x \n", base);

	memset(base, 0, mapSZ * 2 + nNewSecSize);
	fseek(fdr, 0, SEEK_SET);
	fread(base, 1, mapSZ, fdr);//拷贝源文件内容到base
	if(base == (void*) -1)
	{
		printf("fread fd failed");
		return 2;
	}

	//判断Program Header
	ehdr = (Elf32_Ehdr*) base;
	t_phdr = (Elf32_Phdr*)(base + sizeof(Elf32_Ehdr));
	for(i=0;i<ehdr->e_phnum;i++)
	{
		if(t_phdr->p_type == PT_LOAD)
		{
			//这里的flag只是一个标志位,去除第一个LOAD的Segment的值
			if(flag == 0)
			{
				load1 = t_phdr;
				flag = 1;
				nModuleBase = load1->p_vaddr;
				printf("load1 = %p, offset = 0x%x \n", load1, load1->p_offset);

			}
			else
			{
				load2 = t_phdr;
				printf("load2 = %p, offset = 0x%x \n", load2, load2->p_offset);
			}
		}
		if(t_phdr->p_type == PT_DYNAMIC)
		{
			dynamic = t_phdr;
			printf("dynamic = %p, offset = 0x%x \n", dynamic, dynamic->p_offset);
		}
		t_phdr ++;
	}

	//section header
	s_hdr = (Elf32_Shdr*)(base + ehdr->e_shoff);
	//获取到新加section的位置,这个是重点,需要进行页面对其操作
	printf("addr:0x%x\n",load2->p_paddr);
	nNewSecAddr = ALIGN(load2->p_paddr + load2->p_memsz - nModuleBase, load2->p_align);
	printf("new section add:%x \n", nNewSecAddr);

	if(load1->p_filesz < ALIGN(load2->p_paddr + load2->p_memsz, load2->p_align) )
	{
		printf("offset:%x\n",(ehdr->e_shoff + sizeof(Elf32_Shdr) * ehdr->e_shnum));
		//注意这里的代码的执行条件,这里其实就是判断section header是不是在文件的末尾
		if( (ehdr->e_shoff + sizeof(Elf32_Shdr) * ehdr->e_shnum) != mapSZ)
		{
			if(mapSZ + sizeof(Elf32_Shdr) * (ehdr->e_shnum + 1) > nNewSecAddr)
			{
				printf("无法添加节\n");
				return 3;
			}
			else
			{
				memcpy(base + mapSZ, base + ehdr->e_shoff, sizeof(Elf32_Shdr) * ehdr->e_shnum);//将Section Header拷贝到原来文件的末尾
				ehdr->e_shoff = mapSZ;
				mapSZ += sizeof(Elf32_Shdr) * ehdr->e_shnum;//加上Section Header的长度
				s_hdr = (Elf32_Shdr*)(base + ehdr->e_shoff);
				printf("ehdr_offset:%x",ehdr->e_shoff);
			}
		}
	}
	else
	{
		nNewSecAddr = load1->p_filesz;
	}
	printf("还可添加 %d 个节\n", (nNewSecAddr - ehdr->e_shoff) / sizeof(Elf32_Shdr) - ehdr->e_shnum - 1);

	int nWriteLen = nNewSecAddr + ALIGN(strlen(szSecname) + 1, 0x10) + nNewSecSize;//添加section之后的文件总长度:原来的长度 + section name + section size
	printf("write len %x\n",nWriteLen);

	char *lpWriteBuf = (char *)malloc(nWriteLen);//nWriteLen :最后文件的总大小
	memset(lpWriteBuf, 0, nWriteLen);
	//ehdr->e_shstrndx是section name的string表在section表头中的偏移值,修改string段的大小
	s_hdr[ehdr->e_shstrndx].sh_size = nNewSecAddr - s_hdr[ehdr->e_shstrndx].sh_offset + strlen(szSecname) + 1;
	strcpy(lpWriteBuf + nNewSecAddr, szSecname);//添加section name
	
	//以下代码是构建一个Section Header
	Elf32_Shdr newSecShdr = {0};
	newSecShdr.sh_name = nNewSecAddr - s_hdr[ehdr->e_shstrndx].sh_offset;
	newSecShdr.sh_type = SHT_PROGBITS;
	newSecShdr.sh_flags = SHF_WRITE | SHF_ALLOC | SHF_EXECINSTR;
	nNewSecAddr += ALIGN(strlen(szSecname) + 1, 0x10);
	newSecShdr.sh_size = nNewSecSize;
	newSecShdr.sh_offset = nNewSecAddr;
	newSecShdr.sh_addr = nNewSecAddr + nModuleBase;
	newSecShdr.sh_addralign = 4;

	//修改Program Header信息
	load1->p_filesz = nWriteLen;
	load1->p_memsz = nNewSecAddr + nNewSecSize;
	load1->p_flags = 7;		//可读 可写 可执行

	//修改Elf header中的section的count值
	ehdr->e_shnum++;
	memcpy(lpWriteBuf, base, mapSZ);//从base中拷贝mapSZ长度的字节到lpWriteBuf
	memcpy(lpWriteBuf + mapSZ, &newSecShdr, sizeof(Elf32_Shdr));//将新加的Section Header追加到lpWriteBuf末尾
	
	//写文件
	fseek(fdw, 0, SEEK_SET);
	fwrite(lpWriteBuf, 1, nWriteLen, fdw);
	fclose(fdw);
	fclose(fdr);
	free(base);
	free(lpWriteBuf);
	return 0;
}

看了C++代码解析之后,这里不得不多说两句了,看看C++中的代码多么简单,原因很简单:在做文件字节操作的时候,C++中的指针真的很牛逼的,这个也是Java望成莫及的。。

C++代码下载:http://download.csdn.net/detail/jiangwei0910410003/9204139

第五、总结

关于Elf文件的格式,就介绍到这里,通过自己写一个解析类的话,可以很深刻的了解elf文件的格式,所以我们在以后遇到一个文件格式的了解过程中,最好的方式就是手动的写一个工具类就好了。那么这篇文章是逆向之旅的第一篇,也是以后篇章的基础,下面一篇文章我们会介绍如何来手动的在elf中添加一个段数据结构,尽情期待~~

 

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转载请注明:尼古拉斯.赵四 » Android逆向之旅—SO(ELF)文件格式详解

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(1)个小伙伴在吐槽
  1. 谢谢分享aaa
    cjws5552016-10-21 10:44 回复