Desde 2013 que estamos trabalhando duro numa nova versão do pev, nosso toolkit para análise de binários PE (Portable Executable), o formato utilizado pelos executáveis (EXE, DLL, OCX, etc) do Windows.
O pev é um projeto em que me sinto muito feliz de fazer parte e o principal motivo é que existe algo de muito forte e especial nele: colaboração. Quase 30 pessoas contribuíram com o projeto de alguma forma (código, testes, empacotamento, etc) e hoje ele está presente nos repositórios das principais distribuições Linux, inclusive as focadas em segurança de alguma forma.
Outro ponto importante é que ele começou como um projeto de faculdade lá em 2010, junto com outros alunos. Como a faculdade nem laboratório de pesquisa tinha, fizemos o nosso próprio grupo, batizado de Coding 40°, em homenagem ao calor da nossa cidade.
O projeto atraiu muitos colaboradores, incluindo um que já commitou mais que eu no repositório e redefiniu, de forma muito profissional, toda a infraestrutura por trás do pev e da libpe. Foi o Jardel Weyrich. Sério, dá pra detectar que um projeto teve sucesso quando aparece alguém que já contribuiu com mais código para ele do que você!
Por último, mas não menos importante: o pev é livre. E na boa, até agradeço as centenas de programadores que fizeram analisadores de PE proprietários, porque me motivaram a iniciar o pev. Era preciso um analisador de binários PE de código aberto, que permitisse estudantes e curiosos entender como um PE é parseado, que campos são importantes, por que a análise estática é tão poderosa, etc. Hoje, mesmo com todos os bugs que ainda hão de surgir (fora os que já surgiram e ainda não conseguimos corrigir!).
Quero agradecer, de forma permanente, a todos que se envolvem ou se envolveram de alguma forma com o pev: usando, avisando-nos sobre bugs, contribuindo com código, ideias, testes, tudo importa! Obrigado, de coração.
Emoções à parte, vamos partir para a análise de binários e falar das novidades do pev 0.80, lançado hoje!
Acontece que um binário PE pode esconder muitas informações importantes antes mesmo de ser executado. Por exemplo, com a ferramenta readpe, do pev, você vai descobrir que um executável PE é dividido em cabeçalhos e seções e eles armazenam várias informações interessantes, por exemplo:
$ readpe arquivo.exe
DOS Header
Magic number: 0x5a4d (MZ)
Bytes in last page: 144
Pages in file: 3
Relocations: 0
Size of header in paragraphs: 4
Minimum extra paragraphs: 0
Maximum extra paragraphs: 65535
Initial (relative) SS value: 0
Initial SP value: 0xb8
Initial IP value: 0
Initial (relative) CS value: 0
Address of relocation table: 0x40
Overlay number: 0
OEM identifier: 0
OEM information: 0
PE header offset: 0x80
COFF/File header
Machine: 0x14c IMAGE_FILE_MACHINE_I386
Number of sections: 3
Date/time stamp: 1425562907 (Thu, 05 Mar 2015 13:41:47 UTC)
Symbol Table offset: 0
Number of symbols: 0
Size of optional header: 0xe0
Characteristics: 0x102
Characteristics names
IMAGE_FILE_EXECUTABLE_IMAGE
IMAGE_FILE_32BIT_MACHINE
Optional/Image header
Magic number: 0x10b (PE32)
Linker major version: 11
Linker minor version: 0
Size of .text section: 0x2a800
Size of .data section: 0x3400
Size of .bss section: 0
Entrypoint: 0x2c78e
Address of .text section: 0x2000
Address of .data section: 0x2e000
ImageBase: 0x400000
Alignment of sections: 0x2000
Alignment factor: 0x200
Major version of required OS: 4
Minor version of required OS: 0
Major version of image: 0
Minor version of image: 0
Major version of subsystem: 4
Minor version of subsystem: 0
Size of image: 0x34000
Size of headers: 0x200
Checksum: 0
Subsystem required: 0x2 (IMAGE_SUBSYSTEM_WINDOWS_GUI)
DLL characteristics: 0x8540
DLL characteristics names
IMAGE_DLLCHARACTERISTICS_DYNAMIC_BASE
IMAGE_DLLCHARACTERISTICS_NX_COMPAT
IMAGE_DLLCHARACTERISTICS_NO_SEH
IMAGE_DLLCHARACTERISTICS_TERMINAL_SERVER_AWARE
Size of stack to reserve: 0x100000
Size of stack to commit: 0x1000
Size of heap space to reserve: 0x100000
Size of heap space to commit: 0x1000
Data directories
Directory
IMAGE_DIRECTORY_ENTRY_IMPORT: 0x2c738 (83 bytes)
Directory
IMAGE_DIRECTORY_ENTRY_RESOURCE: 0x2e000 (12728 bytes)
Directory
IMAGE_DIRECTORY_ENTRY_BASERELOC: 0x32000 (12 bytes)
Directory
IMAGE_DIRECTORY_ENTRY_IAT: 0x2000 (8 bytes)
Directory
IMAGE_DIRECTORY_ENTRY_COM_DESCRIPTOR: 0x2008 (72 bytes)
Imported functions
Library
Name: mscoree.dll
Functions
Function
Name: _CorExeMain
export directory not found
Sections
Section
Name: .text
Virtual Address: 0x2000
Physical Address: 0x2a794
Size: 0x2a800 (174080 bytes)
Pointer To Data: 0x200
Relocations: 0
Characteristics: 0x60000020
Characteristic Names
IMAGE_SCN_CNT_CODE
IMAGE_SCN_MEM_EXECUTE
IMAGE_SCN_MEM_READ
Section
Name: .rsrc
Virtual Address: 0x2e000
Physical Address: 0x31b8
Size: 0x3200 (12800 bytes)
Pointer To Data: 0x2aa00
Relocations: 0
Characteristics: 0x40000040
Characteristic Names
IMAGE_SCN_CNT_INITIALIZED_DATA
IMAGE_SCN_MEM_READ
Section
Name: .reloc
Virtual Address: 0x32000
Physical Address: 0xc
Size: 0x200 (512 bytes)
Pointer To Data: 0x2dc00
Relocations: 0
Characteristics: 0x42000040
Characteristic Names
IMAGE_SCN_CNT_INITIALIZED_DATA
IMAGE_SCN_MEM_DISCARDABLE
IMAGE_SCN_MEM_READ
Só olhando para este cabeçalho, já dá pra dizer muita coisa sobre esse binário. Por exemplo, é possível inferir que ele foi compilado em 5 de março de 2015, é um executável de janelas (GUI – Graphical User Interface) e na Import Table dele tem apenas uma entrada, uma função chamada _CorExeMain importada da biblioteca mscoree.dll. Isso já dá a dica que esse é binário foi compilado em .NET. Como eu sei disso? É que eu já vi vários binários em .NET e todos eles importam somente essa função. Não se preocupe, com o tempo você também pega os macetes!
Claro que, para estudar os binários de forma eficiente é legal ler também outros tutoriais sobre o assunto. O que mais gosto em Português é O formato PE, da Vovó Vicky, isso mesmo, uma simpática senhora, médica, do Sul do país que adora arquivos PE. ❤️
Voltando ao nosso binário, vamos dar uma olhada nas strings presentes nele com o pestr:
$ pestr -so arquivo.exe 0x2d81e .rsrc FileDescription 0x2d840 .rsrc Gynx 0x2d852 .rsrc FileVersion 0x2d86c .rsrc 1.0.0.0 0x2d882 .rsrc InternalName 0x2d89c .rsrc Gynx.exe 0x2d8b6 .rsrc LegalCopyright 0x2d8d4 .rsrc Copyright 0x2d8ea .rsrc 2015 0x2d8fe .rsrc OriginalFilename
A lista de strings completa é bem maior, mas eu cortei só para mostrar algumas.
Primeira pergunta que pode surgir aqui é: por que fizemos um programa pestr se já existe o programa strings? Bem, você pode notar pela saída que dizemos muito mais que a string (texto) em si. Sabemos em que seção ela está e o offset (posição) no arquivo. Além disso, o pestr imprime strings ASCII e Unicode.
No meio das strings tem outra informação de data, que reforça o ano da data de compilação. Tem também o nome original do arquivo (quando o programador compilou). Se você pesquisar no Google pelo nome do arquivo, já vai encontrar muita coisa!
Continuando nossa análise, vamos ver com o pescan se tem algo estranho neste arquivo:
$ pescan -v ~/dotnet
file entropy: 5.252392 (normal)
fpu anti-disassembly: no
imagebase: normal - 0x400000
entrypoint: normal - va: 0x2c78e - raw: 0x2a98e
DOS stub: normal
TLS directory: not found
timestamp: normal - Thu, 05 Mar 2015 13:41:47 UTC
section count: 3
sections
section
.text: normal
section
.rsrc: normal
section
.reloc: small length
A baixa entropia sugere que o binário não está comprimido (packed) e tudo parece estar normal. Isso significa que o binário não está protegido, não que seu código não seja malicioso.
Agora, já entrando nos novos recursos, que tal saber os hashes deste arquivo? Buscando por eles no Google também é possível encontrar algumas informações. Ao invés de calcular um por um, utilizando vários programas, o pev conta com o pehash, que faz tudo pra você:
$ pehash -a arquivo.exe
file
filepath: /home/user/arquivo.exe
md5: 1f4c40ff46297bdc5a595cd574e0db64
sha1: 2bc6fa6558988d628dd4b95d0741405685c1c232
sha256: b823a04f49463e410c9f823baade182eb283ba073b40c6d8cc443a570a9a1df6
ssdeep: 3072:yLYmWbfXGKJy7DFR9KwHS+MASjB5jL0S9Q0VwuUcu:AYmWbfX3y7DFR9KwHS+MAS/js0VhU
imphash: f34d5f2d4577ed6d9ceec516c1f5a744
headers
header
header_name: IMAGE_DOS_HEADER
md5: 919f1c12cf0d1cd93d7f1077f13ac374
sha1: 3d43712e5606b4640b85f5f0e25e9db8ed552074
sha256: c46a3fc444808f3b86a7e757e5202d16f8ea9bf1c6aff2cabc593e7d0f2c9ad2
ssdeep: 3:WlWUqt/vllnln:idqP
header
header_name: IMAGE_COFF_HEADER
md5: 15174f39bbe557d104f169053af5c7a2
sha1: 21f9311fa5e1a7c8724c657db39ef2fbb1b896ce
sha256: 7430166bd1b2d5c400f2f5fb60c90393b50388b97e877aa7cf0c3057a413a85f
ssdeep: 3:HHJl/fkn:HHJlkn
header
header_name: IMAGE_OPTIONAL_HEADER
md5: 3b079fa2a88b6901db907bc47dee2d67
sha1: 21c1c517743170c94d1ade608ff7d2746fd7e3ea
sha256: 0fec7657e9361e8262af5872bf3784a7647b6978f3d0e35a419d2f410c8654a0
ssdeep: 3:6FZ//llAlFlllXNB//llrllel/dglPt1l9tllH:pfGwlN
sections
section
section_name: .text
md5: 973d11759194c14071aa6963de8f55c7
sha1: 1934e0085c8776e3243bf658e95b8943d4f91bc9
sha256: e68349bfcb04b20c11973ce27770570ebb22c8c7750133d073f15f7ec9eeda38
ssdeep: 3072:XLYmWbfXGKJy7DFR9KwHS+MASjB5jL0S9Q0VwuUc:bYmWbfX3y7DFR9KwHS+MAS/js0VhU
section
section_name: .rsrc
md5: 9d498bee08b1cf075d8aca022f1e16e9
sha1: f938a8c23185b023bb5dd12082013c2a628bc0d3
sha256: eb7454309df90fea2d01c887b0040e8237353919efc06a7081a7abb15091283a
ssdeep: 24:3A5t/ug9GXBEiViKZWIDDOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOO:weg90VWIDZ6Kp+l4BhDqFWSfbNtm
section
section_name: .reloc
md5: 37ab911460a0b274ffa9f4e388ec933b
sha1: 7c9eac3b843c9a7ab8ef08aac5c14e4c51b2c703
sha256: fb50df3b064d126999295b35f1a151f8fbe7e3593e306a9255a534999843f5b2
ssdeep: 3:LlQl:S
Achou que teria os hashes do arquivo somente? Pois é, o pev surpreende mesmo! O pehash calcula MD5, SHA1, SHA-256 e ssdeep (uma técnica de fuzzy hash que vale a pena pesquisar sobre!) para cada cabeçalho e seção. Além disso, a partir das funções importadas do binário o pehash calcula o imphash, que já expliquei no artigo Entendendo o imphash.
Tanto o imphash quanto o ssdeep podem ser utilizados, de maneiras diferentes, para saber se um arquivo é parecido com outro, se são variantes do mesmo código-fonte, mas neste caso o imphash não ajuda por ser um binário .NET (todos eles importam aquela mesma função única que comentei acima).
Também é possível, com o peres (criação do Marcelo Fleury), extrair os recursos e checar, por exemplo, o manifesto em XML dos arquivo:
$ peres -x arquivo.exe Save On: resources/icons/2.ico Save On: resources/icons/3.ico Save On: resources/icons/4.ico Save On: resources/icons/5.ico Save On: resources/icons/6.ico Save On: resources/icons/7.ico Save On: resources/icons/8.ico Save On: resources/groupicons/32512.ico Save On: resources/versions/1.rc Save On: resources/manifests/1.xml $ cat resources/manifests/1.xml <?xml version="1.0" encoding="UTF-8" standalone="yes"?> <assembly xmlns="urn:schemas-microsoft-com:asm.v1" manifestVersion="1.0"> <assemblyIdentity version="1.0.0.0" name="MyApplication.app"/> <trustInfo xmlns="urn:schemas-microsoft-com:asm.v2"> <security> <requestedPrivileges xmlns="urn:schemas-microsoft-com:asm.v3"> <requestedExecutionLevel level="asInvoker" uiAccess="false"/> </requestedPrivileges> </security> </trustInfo> </assembly>
O ícone utilizado também é extraído (groupicons) mas ele é quebrado em várias imagens (icons) e precisam ser reconstruídos se você precisar do ícone original do arquivo. De qualquer forma, você pode calcular o hash deles e comparar com os dos ícones de outros arquivos, se for essa a intenção.
Uma outra novidade é o programa cpload, para analisar arquivos .cpl (Control Panel Applets). Ele é presente somente na versão do pev para Windows, pois serve para analisar binários dinamicamente. Este formato é um pouco diferente do EXE convencional (na verdade um CPL é uma “DLL que executa com dois cliques”). Na época o formato desses arquivos era muito pouco conhecido e até escrevi um artigo para a Wikipédia em Português sobre. Com o cpload, é possível enviar para a função presente no arquivo .cpl todas as mensagens que ela deve reconhecer. Assim o analista pode ver qual delas dispara o código. No exemplo abaixo, a mensagem CPL_DBLCLK (clique duplo) foi enviada para um .cpl presente no Windows chamado joy.cpl. Veja que o programa executa e mostra uma janela:
Adicionalmente, se você fizer isso no contexto de um debugger, passando os argumentos como na imagem abaixo:
O cpload força um software breakpoint antes do carregamento do arquivo .cpl pela função LoadLibrary() e antes da entrada na CPLApplet(), que é a função principal de um arquivo .cpl, o que permite ao analista enxergar o trecho exato de código dele, sem precisar debugar processos do sistema como o rundll32.exe.
E ainda sobre o pev, os plugins de formato de saída estão dando um show (ideia do Jan Seidl e portada para plugins pelo Jardel). Olha só como fica a saída se você pedir ao pedis, nosso disassembler, para disassemblar o entrypoint de um binário PE em JSON:
$ pedis --format json --entrypoint PUTTY.EXE
{
"54eb0": "6a 60 push 0x60",
"54eb2": "68 70 7b 47 00 push 0x477b70",
"54eb7": "e8 08 21 00 00 call 0x456fc4",
"54ebc": "bf 94 00 00 00 mov edi, 0x94",
"54ec1": "8b c7 mov eax, edi",
"54ec3": "e8 b8 fa ff ff call 0x454980",
"54ec8": "89 65 e8 mov [ebp-0x18], esp",
"54ecb": "8b f4 mov esi, esp",
"54ecd": "89 3e mov [esi], edi",
"54ecf": "56 push esi",
"54ed0": "ff 15 e0 d2 45 00 call dword [0x45d2e0]",
"54ed6": "8b 4e 10 mov ecx, [esi+0x10]",
"54ed9": "89 0d 48 e1 47 00 mov [0x47e148], ecx",
"54edf": "8b 46 04 mov eax, [esi+0x4]",
"54ee2": "a3 54 e1 47 00 mov [0x47e154], eax",
"54ee7": "8b 56 08 mov edx, [esi+0x8]",
"54eea": "89 15 58 e1 47 00 mov [0x47e158], edx",
"54ef0": "8b 76 0c mov esi, [esi+0xc]",
"54ef3": "81 e6 ff 7f 00 00 and esi, 0x7fff",
"54ef9": "89 35 4c e1 47 00 mov [0x47e14c], esi",
"54eff": "83 f9 02 cmp ecx, 0x2",
"54f02": "74 0c jz 0x454f10",
"54f04": "81 ce 00 80 00 00 or esi, 0x8000",
"54f0a": "89 35 4c e1 47 00 mov [0x47e14c], esi",
"54f10": "c1 e0 08 shl eax, 0x8",
"54f13": "03 c2 add eax, edx",
"54f15": "a3 50 e1 47 00 mov [0x47e150], eax",
"54f1a": "33 f6 xor esi, esi",
"54f1c": "56 push esi",
"54f1d": "8b 3d d8 d2 45 00 mov edi, [0x45d2d8]",
"54f23": "ff d7 call edi0x454f25",
"54f25": "66 81 38 4d 5a cmp word [eax], 0x5a4d",
"54f2a": "75 1f jnz 0x454f4b",
"54f2c": "8b 48 3c mov ecx, [eax+0x3c]",
"54f2f": "03 c8 add ecx, eax",
"54f31": "81 39 50 45 00 00 cmp dword [ecx], 0x4550",
"54f37": "75 12 jnz 0x454f4b",
"54f39": "0f b7 41 18 movzx eax, word [ecx+0x18]",
"54f3d": "3d 0b 01 00 00 cmp eax, 0x10b",
"54f42": "74 1f jz 0x454f63",
"54f44": "3d 0b 02 00 00 cmp eax, 0x20b",
"54f49": "74 05 jz 0x454f50",
"54f4b": "89 75 e4 mov [ebp-0x1c], esi",
"54f4e": "eb 27 jmp 0x454f77",
"54f50": "83 b9 84 00 00 00 0e cmp dword [ecx+0x84], 0xe",
"54f57": "76 f2 jbe 0x45504b",
"54f59": "33 c0 xor eax, eax",
"54f5b": "39 b1 f8 00 00 00 cmp [ecx+0xf8], esi",
"54f61": "eb 0e jmp 0x454f71",
"54f63": "83 79 74 0e cmp dword [ecx+0x74], 0xe",
"54f67": "76 e2 jbe 0x45504b",
"54f69": "33 c0 xor eax, eax",
"54f6b": "39 b1 e8 00 00 00 cmp [ecx+0xe8], esi",
"54f71": "0f 95 c0 setnz al",
"54f74": "89 45 e4 mov [ebp-0x1c], eax",
"54f77": "56 push esi",
"54f78": "e8 b4 28 00 00 call 0x457831",
"54f7d": "59 pop ecx",
"54f7e": "85 c0 test eax, eax",
"54f80": "75 21 jnz 0x454fa3",
"54f82": "83 3d 94 e1 47 00 01 cmp dword [0x47e194], 0x1",
"54f89": "75 05 jnz 0x454f90",
"54f8b": "e8 56 44 00 00 call 0x4593e6",
"54f90": "6a 1c push 0x1c",
"54f92": "e8 d8 42 00 00 call 0x45926f",
"54f97": "68 ff 00 00 00 push 0xff",
"54f9c": "e8 be fb ff ff call 0x454b5f",
"54fa1": "59 pop ecx",
"54fa2": "59 pop ecx",
"54fa3": "e8 65 47 00 00 call 0x45970d",
"54fa8": "89 75 fc mov [ebp-0x4], esi",
"54fab": "e8 e9 25 00 00 call 0x457599",
"54fb0": "85 c0 test eax, eax",
"54fb2": "7d 08 jge 0x454fbc",
"54fb4": "6a 1b push 0x1b",
"54fb6": "e8 d0 fe ff ff call 0x454e8b",
"54fbb": "59 pop ecx",
"54fbc": "ff 15 a8 d1 45 00 call dword [0x45d1a8]",
"54fc2": "a3 00 e9 47 00 mov [0x47e900], eax",
"54fc7": "e8 af 4d 00 00 call 0x459d7b",
"54fcc": "a3 8c e1 47 00 mov [0x47e18c], eax",
"54fd1": "e8 03 4d 00 00 call 0x459cd9",
"54fd6": "85 c0 test eax, eax",
"54fd8": "7d 08 jge 0x454fe2",
"54fda": "6a 08 push 0x8",
"54fdc": "e8 aa fe ff ff call 0x454e8b",
"54fe1": "59 pop ecx",
"54fe2": "e8 bf 4a 00 00 call 0x459aa6",
"54fe7": "85 c0 test eax, eax",
"54fe9": "7d 08 jge 0x454ff3",
"54feb": "6a 09 push 0x9",
"54fed": "e8 99 fe ff ff call 0x454e8b",
"54ff2": "59 pop ecx",
"54ff3": "6a 01 push 0x1",
"54ff5": "e8 95 fb ff ff call 0x454b8f",
"54ffa": "59 pop ecx",
"54ffb": "89 45 d8 mov [ebp-0x28], eax",
"54ffe": "3b c6 cmp eax, esi",
"55000": "74 07 jz 0x455009",
"55002": "50 push eax",
"55003": "e8 83 fe ff ff call 0x454e8b",
"55008": "59 pop ecx",
"55009": "89 75 bc mov [ebp-0x44], esi",
"5500c": "8d 45 90 lea eax, [ebp-0x70]",
"5500f": "50 push eax",
"55010": "ff 15 ac d1 45 00 call dword [0x45d1ac]",
"55016": "e8 2e 4a 00 00 call 0x459a49",
"5501b": "89 45 e0 mov [ebp-0x20], eax",
"5501e": "f6 45 bc 01 test byte [ebp-0x44], 0x1",
"55022": "74 06 jz 0x45502a",
"55024": "0f b7 45 c0 movzx eax, word [ebp-0x40]",
"55028": "eb 03 jmp 0x45502d",
"5502a": "6a 0a push 0xa",
"5502c": "58 pop eax",
"5502d": "50 push eax",
"5502e": "ff 75 e0 push dword [ebp-0x20]",
"55031": "56 push esi",
"55032": "56 push esi",
"55033": "ff d7 call edi0x455035",
"55035": "50 push eax",
"55036": "e8 93 3b ff ff call 0x448bce",
"5503b": "8b f8 mov edi, eax",
"5503d": "89 7d d4 mov [ebp-0x2c], edi",
"55040": "39 75 e4 cmp [ebp-0x1c], esi",
"55043": "75 06 jnz 0x45504b",
"55045": "57 push edi",
"55046": "e8 6f fc ff ff call 0x454cba",
"5504b": "e8 8c fc ff ff call 0x454cdc",
"55050": "eb 2b jmp 0x45507d",
"55052": "8b 45 ec mov eax, [ebp-0x14]",
"55055": "8b 08 mov ecx, [eax]",
"55057": "8b 09 mov ecx, [ecx]",
"55059": "89 4d dc mov [ebp-0x24], ecx",
"5505c": "50 push eax",
"5505d": "51 push ecx",
"5505e": "e8 75 48 00 00 call 0x4598d8",
"55063": "59 pop ecx",
"55064": "59 pop ecx",
"55065": "c3 ret"
Os formatos de saída suportados por todos os programas do toolkit incluem JSON, XML, CSV e o padrão, texto. Assim o pev se faz útil para quem quer automatizar o processo de análise estática de binários PE, para salvar em um banco de dados para consulta posterior, por exemplo.
A documentação para a versão 0.80 está pronta e recomendo fortemente que você a leia se quiser aproveitar o máximo do toolkit. O changelog completo também está disponível. Despeço-me com a certeza de que fizemos um bom trabalho e de que o software livre é viável, funciona e é, principalmente, algo prazeroso de se manter, que pode ajudar pessoas e empresas a atingirem seus objetivos, sem custo.
Confere lá: https://github.com/merces/pev
