FPS网络游戏自动瞄准漏洞分析以及实现
0x0. 前言
来到论坛已经有一段时间了，目前大三学生，乐于分享知识，看到论坛招聘讲师的帖子，于是想发点文字，分享知识，不知道能不能申请精华。
新年刚刚过去，不知道大家亲戚走没走完，新的一年里，祝大家财源广进，身体健康，万事如意，一切都会好起来的！
0x1. 了解FPS游戏自瞄漏洞
经常玩游戏的朋友，应该知道FPS游戏，例如：穿越火线，逆战等等，他们的特点就是以第一人称视角进行操作人物，屏幕中间会有一个准星，通过准星瞄准敌人进行攻击以达到击杀效果和游戏体验。
由于FPS游戏的特殊游戏体验，所以使得很多不法分子利用逆向知识开发了很多自动瞄准的工具，破坏了游戏平衡。具体的原理如下：
1.找到存放鼠标准星的坐标基地址；
2.找到人物数组基地址；
3.找到人物数组下人物的相关属性偏移：血量，名字，坐标，阵营等；
4.通过阵营判断是否为敌人，通过血量判断是否死亡，利用算法将自己的准星坐标修改为敌人所处的位置，实现自动瞄准。
0x2. 利用某FPS网络游戏进行分析
用到工具：CE，OllyDbg
首先，我们分析了解一下FPS鼠标准星的知识，并且找出他的内存地址：
搜索前，我们要理清思路，那就是如何去定位鼠标的坐标，怎么定位比较方便。因为游戏分为鼠标X和鼠标Y两种坐标，鼠标X即左右的坐标，鼠标Y为上下坐标，由于左右坐标在游戏中转一圈无法确定坐标数据是否增大还是减小，所以我们通常分析鼠标的Y，即上下坐标。
针对鼠标Y坐标变动的情况分析：
无鼠标准星特殊加密：
1.向上移动准星坐标增大，向下移动准星坐标减小；
2. 向上移动准星坐标减小，向下移动准星坐标增大。
鼠标准星特殊加密：
鼠标准星上下无规律变动。
对于没有鼠标准星特殊加密的游戏，我们通常在CE工具中搜索增加或者减少。
对于存在 鼠标准星特殊加密的游戏，我们通常在CE工具中搜索变动或者未变动。
另外，由于坐标等数据精度都是比较高的，所以我们通常搜索浮点数或者双浮点数。
（1）开始分析鼠标坐标内存地址
我分析的游戏是创世战车，这是一款FPS射击网游，由于我已经提前逆向过，所以我们的CE操作顺序依次是：
附加进程->切换为搜索浮点数->搜索未知的初始值 ->鼠标向上搜索增加 ->鼠标向下搜索减少
然后 鼠标向上搜索增加 ->鼠标向下搜索减少重复循环过滤，最后我们剩下9个内存地址，通过修改得知：0x23E3588 是我们的鼠标Y内存地址
此时，我们已经得到了鼠标Y的内存地址，这个时候，我们不必去搜索鼠标X的内存地址，只需观察该地址相邻或者附近的地址值的变化即可得知鼠标X。
因为鼠标XY坐标在游戏中存放是连续的，类似我们在上课写C语言结构体里面变量数据内存地址是连续的一样的道理。
那么如何查看相邻地址内存呢？CE有个自带的功能：
按照图示的标注的顺序，在下面的窗口编辑框内填入相关地址：
在这里解释一下为什么我们需要填入23E3500，因为鼠标Y地址是： 23E3588，鼠标X在附近的位置，所以我们存在一个取值范围，这个范围不是很大，所以我们填入了一个估值，填入后定义结构体，一切回车默认即可。
通过观察和修改，我们发现当修改23E3584这个地址时，鼠标的X准星会变动，由此我们得知了该游戏的鼠标坐标内存地址，即：
鼠标X：Crossout.exe+1963584
鼠标Y：Crossout.exe+1963588（该游戏基地址存放是以模块名+模块偏移存放的）
至此，我们的鼠标坐标内存地址分析完毕，当然了，分析这个还不够，下面我们来分析一下人物数组及其结构：
（2）开始分析人物数组
说到人物数组，我们必须要了解一下游戏中人物对象的存放形式，一般均为数组， 优点：
1、按照索引查询元素速度快；
2、能存储大量数据；
3、按照索引遍历数组方便。
而且这也是我们C/C++语言中常用的写法。
那么我们来分析一下该游戏，由于该游戏没有子弹数量，所以我们可以通过血量来分析该游戏的数据：
由于血量精度也比较高，所以存放形式也多为浮点数或者双浮点数，由于精度过高，所以我们不能够搜索精确数值，改为搜索两者之间的数值：
通过撞击建筑物或者其他车辆，使自身血量变动，然后过滤到血量地址：
这个时候，我们需要用到另外一款调试器：OllyDbg
我们附加进程，使用dd指令，查看血量地址，然后下硬件断点，寻找数组和基地址
程序断在了0x011299D9位置处，观察寄存器，我们得知eax为人物的临时对象地址，0x0C0为我们的血量地址偏移：0x39EE8FF0 + 0x0c0 = 0x39EE90B0 (eax)。
所以我们继续去追eax，通过单步call，我们发现eax实际上来源于上方的Call的返回值：
我们进入Call去追踪Eax来源，通过追踪我们发现了数组：
并且我们发现了数组的基地址：
关于最终数组的地址的寻址过程，在这里不再赘述，我只放出大概的OD逆向的注释，大家对照一下就可以了：
最终通过我们的分析得到数组的表达式：
dd [[1C6E1F0]+(([[23E20D4]*7c0+2BE8+23CFD80]&0FFF)+2aad)*c]+0c0
其中，通过我们的分析，得知：0x23E20D4这个地址存放的使我们自身的数组的下标，所以，表达式可转换为
dd [[1C6E1F0]+(( n*7c0 + 2BE8 + 23CFD80 ]&0FFF)+2aad)*c]+0c0 n为下标
分析完数组之后，我们接下来就来分析人物的结构了！
（3）开始分析人物结构
由于人物结构是一个结构体，该结构体的起始地址为人物对象地址，所以，我们继续用CE的结构体分析工具去分析人物对象地址，也就是刚才的eax地址：
通过观察，我们立刻就得到了人物名称的偏移量：0x68
通过观察和修改浮点数，我们观察到了人物坐标的偏移量：
人物左右X：0x2B0
人物前后Y：0x2B8
人物高度Z：0x2B4(个人习惯这个为Z)
由此，我们可以总结几个表达式了！！！
dd [[1C6E1F0]+(([n*7c0+2BE8+23CFD80]&0FFF)+2aad)*c]+0c0 人物血量
dd [[1C6E1F0]+(([n*7c0+2BE8+23CFD80]&0FFF)+2aad)*c]+068 人物名称
dd [[1C6E1F0]+(([n*7c0+2BE8+23CFD80]&0FFF)+2aad)*c]+02B0 人物X坐标
dd [[1C6E1F0]+(([n*7c0+2BE8+23CFD80]&0FFF)+2aad)*c]+02B8 人物Y坐标
dd [[1C6E1F0]+(([n*7c0+2BE8+23CFD80]&0FFF)+2aad)*c]+02B4 人物Z坐标
然后，我们就可以去游戏写个遍历器看一下了！走！去写遍历器！
（4）写遍历器查看游戏数据
大致逻辑如下，可能我的代码功底不是很好，让大家见笑啦~
因为该游戏房间人数最多为32人，所以我们for循环的次数为i<32
//定义遍历Address
DWORD TempAddress, RetTemp, GetBase, ObjectAddress, ObjectValue;
//基地址
DWORD BaseAddress = GetProcessBaseAddress(ProcessId) + BasePtr;
//数组基地址
DWORD Address_Array = GetProcessBaseAddress(ProcessId) + ArrayPtr;
char* Name = NULL;
int Count = 1;
for (int i = 0; i < 32 ; i++)
{
//地址解密
TempAddress = i * 0x7c0 + Address_Array + 0x2BE8;
RetTemp = _ReadMemeryInt(_hGameHandle, TempAddress);
//计算数组遍历地址
RetTemp = ((RetTemp & 0x0fff) + 0x2AAD) * 0x0c;
//基地址
GetBase = _ReadMemeryInt(_hGameHandle, BaseAddress);
//计算人物对象地址
ObjectAddress = GetBase + RetTemp;
//读人物对象地址
ObjectValue = _ReadMemeryInt(_hGameHandle, ObjectAddress);
//判断对象是否存在
if (ObjectValue != NULL)
{
//读取人物血量
float Bloat = _ReadMemeryFloat(_hGameHandle, ObjectValue + 0xc0);
//读取人物名称
Name = _ReadMemeryString(_hGameHandle, ObjectValue + 0x68);
printf("第%d个人： 数组下标：%d 人物名称：%s 对象地址：%x 血量：%.3f\n",Count, i,Name, ObjectValue, Bloat);
ObjectAddress = NULL;
ObjectValue = NULL;
Count += 1;
}
}游戏中的效果，我们遍历到了敌人的数据，比如重要的下标数据和对象地址：
（5）分析自瞄朝向
我们所有的数据基本上都分析完了，下面我们来分析一下网游自动瞄准的算法吧，在这里，我推荐大家用生活和游戏相结合的方式。
也就是游戏和生活联系在一起。
古代的时候，对于我们生活的地球，人们会讲“天圆地方”这么一个概念。
那么我们可以借鉴一下，把游戏中的地图看成方的，把我们看做坐标原点，然后建立一个直角坐标系，并且标注上北下南，左西右东：
然后我们先得知一个规律：
1.如果我们修正鼠标X和鼠标Y为0，那么游戏准星将指向一个东南西北的正方向。
2.前后移动如果人物X坐标未变动或者变动幅度小，则我们处在坐标系Y方向。
3. 前后移动如果人物Y坐标未变动或者变动幅度小，则我们处在坐标系X方向。
通过规律，然后通过观察，发现人物前后走动时，Y坐标变化剧烈，说明：
1.我们小车在Y轴方向上。
2.又因为向前减少，向后增加，说明我们的小车：坐北朝南，鼠标的位置此时指向了南方。
那么这个时候，我们把方向分析完了，我们来分析一下，鼠标坐标的变化规律：
我们此时是指向南方的，我们从南向北顺时针旋转鼠标，观察鼠标规律：
鼠标从南向北： 鼠标值的变化大致为：0--π
继续旋转：-π 此时π和-π的位置，也就是正北方，我们发现是重合的。
由此，根据游戏中的变化规律，我们可以作图：（鼠标的度数和象限和东西南北的关系）
这个时候，可能有的朋友会疑问了，画这个有什么用？？？
客官，且听我细细分说：
1.我们刚开始假想自己在坐标原点的位置；
2.我们通过1得到了不同象限内鼠标角度的范围。
那么，我们只需要知道敌人位于哪个象限就可以确定鼠标角度的范围，并且可以精确计算鼠标角度了。
所以，我们应该怎么确认敌人在哪个象限呢？
解：
既然游戏为一个直角坐标系，我们位于坐标原点，因此：
1.当敌人X>自身X 敌人Y>自身Y 敌人位于第一象限；
2. 当敌人X<自身X 敌人Y>自身Y 敌人位于第二象限；
3. 当敌人X<自身X 敌人Y<自身Y 敌人位于第三象限；
4. 当敌人X>自身X 敌人Y<自身Y 敌人位于第三象限。
上面大家唯一要注意的就是正负的大小，不要搞混！
（6）分析自瞄的鼠标X坐标
因为我们得知了鼠标的变化规律，也得知了象限的变化，所以，我们只需要把我们和敌人的角度算出来就可以了！
那么应该怎么计算呢？
且听我细细分说！还是刚才的图：
我们以我们为起点，以敌人的坐标为终点，不考虑Z坐标，进行作图，连线，构造三角形！
那么根据几何知识，我们得知绿色的地方即为我们需要瞄准的度数，也就是我们要修改的鼠标的X角度。
那么应该如何计算呢？
我想聪明人已经想到了：那就是用反正切
我们已知敌人的Y，知道我们的Y，那么
敌人Y - 我们Y = 三角形的对边
敌人X - 我们X = 三角形的临边
利用反正切，对边/临边，得知自瞄X的角度，由于C语言中提供了函数atan2，因此，我们直接用atan2函数即可，atan2函数释义如下：
C 语言里 double atan2(double y,double x) 返回的是原点至点(x,y)的方位角，即与 x 轴的夹角。也可以理解为复数 x+yi 的辐角。返回值的单位为弧度，取值范围为
因此，第一象限初步的角度公式为：
atan2(（敌人Y-我们Y）,（敌人X-我们X）)，由于该角度取值范围为[0,π/2],从北到东为π/2--0，变化规律为：逐渐减小。
也就是说，我们生活中来看，从北到东顺时针为，逐渐减少，但是游戏中变化为：-π->π/2，逐渐增大。
所以，继续敲黑板：把生活中的转化为游戏中的，那么我们直接加个负号： atan2(（敌人Y-我们Y）,（敌人X-我们X）)就逐渐增大了。
又因为加负号后的生活中取值变化为：-π/2->0 游戏中为： -π->π/2，所以依然需要在原公式的基础上-π/2。
那么最终的第一象限的算法也就是：- atan2(（敌人Y-我们Y）,（敌人X-我们X）) - π/2。
以此类推，全部象限的鼠标X算法大致如下：
/*
计算水平横角度
*/
FLOAT AimbotAngle_X;
if (X_Target > X_MyPlayer && Y_Target > Y_MyPlayer)//第一象限
{
AimbotAngle_X = (FLOAT)(0 - atan2(Y_Target - Y_MyPlayer, X_Target - X_MyPlayer) - 3.1415926 / 2);
}
if (X_Target < X_MyPlayer && Y_Target > Y_MyPlayer)//第二象限
{
AimbotAngle_X = (FLOAT)(atan2(Y_Target - Y_MyPlayer, X_MyPlayer - X_Target) + 3.1415926 / 2);
}
if (X_Target < X_MyPlayer && Y_Target < Y_MyPlayer)//第三象限
{
AimbotAngle_X = (FLOAT)(3.1415926 / 2 - atan2(Y_MyPlayer- Y_Target, X_MyPlayer - X_Target));
}
if (X_Target > X_MyPlayer && Y_Target < Y_MyPlayer)//第四象限
{
AimbotAngle_X = (FLOAT)(atan2(Y_MyPlayer - Y_Target, X_Target - X_MyPlayer) - 3.1415926 / 2);
}至此，我们分析完了鼠标的X横角度，那么我们带着愉悦的心情继续分析鼠标的Y角度吧！
（7）分析自瞄的鼠标Y坐标
自瞄的Y坐标相对简单，用一张图大家就明白了：
依然，绿色标注的角度为我们的瞄准的Y角度，那么如何计算呢，这一次需要用到勾股定理：
首先我们把上面三角形的临边计算出来：也就是X的平方 + Y的平方 ，然后开平方，我们把这个值设为P.
得知了P，得知Z = 敌人的Z-我们的Z，那么我们就可以计算角度了：atan2(Z,P)，取值范围为0--π/2 逐渐增大。
那么游戏中的变化规律呢，我们看一下：
当鼠标Y为0时，朝向中心位置：
当鼠标向最上方时，大致值为π/2：
当鼠标向最下方时，大致值为-π/2：
那么也就是说如果敌人Z高于我们Z，那么游戏角度处于0--->π/2，生活中角度也为：0-π/2，无需转换。
如果敌人Z小于我们Z，游戏角度为：0- -π/2,生活中角度要进行取反，也就是 -atan2(Z,P)。。
注意此时的Z，也进行了变化，因为我们位于坐标原点，为保证值为正数 所以Z = 我们Z - 敌人Z
所以最终横角度大致代码如下：
/*
计算上下俯仰角
*/
FLOAT AimbotAngle_Y;
FLOAT Distance;
Distance = sqrt((X_Target - X_MyPlayer)*(X_Target - X_MyPlayer) + (Y_Target - Y_MyPlayer)*(Y_Target - Y_MyPlayer));
//敌人高度 > 自己高度
if (Z_Target > Z_MyPlayer)
{
AimbotAngle_Y = atan2(Z_Target - Z_MyPlayer, Distance);
}
//敌人高度 < 自己高度
if (Z_Target < Z_MyPlayer)
{
AimbotAngle_Y = 0 - atan2(Z_MyPlayer - Z_Target, Distance);
}最终，我们的算法就结束了，还差最后一步，那就是源源不断的写入敌人的角度数据到我们的鼠标角度中，就可以实现锁定敌人的功能。
另外还需要注意一点，该游戏在分析阵营时，在人物结构下未发现阵营数据，通过观察，得知阵营在数组地址 减去 0x38的位置。
任意人物的阵营：数组下标*7C0+Crossout.exe+194FD80+2BE8 - 0x38 敌方跟我方的阵营是不同的。
我们现在已经做完了几乎全部的铺垫，大致的逻辑如下：
自瞄()
{
得出人物信息()
{
得到自己的属性：坐标XYZ 血量 阵营 是否死亡 鼠标角度；
得到其他人的属性：坐标XYZ 血量 阵营 是否死亡
}
计算角度坐标
瞄准()
{
判断死亡 是否在房间
判断阵营
选择最近的敌人瞄准 10米 100米 威胁最大的
}
}再总结一下：
任意人物的阵营：数组下标*7C0+Crossout.exe+194FD80+2BE8 - 0x38 敌方跟我方的阵营是不同的。
人物血量 ：
[[1C6E1F0]+(([n*7c0+2BE8+23CFD80]&0FFF)+2aad)*c]+0c0 通过判断敌人血量可以确定敌人是否死亡。
人物名称 ：
[[1C6E1F0]+(([n*7c0+2BE8+23CFD80]&0FFF)+2aad)*c]+068
人物X坐标 ：
[[1C6E1F0]+(([n*7c0+2BE8+23CFD80]&0FFF)+2aad)*c]+02B0
人物Y坐标 ：
[[1C6E1F0]+(([n*7c0+2BE8+23CFD80]&0FFF)+2aad)*c]+02B8
人物Z坐标 ：
[[1C6E1F0]+(([n*7c0+2BE8+23CFD80]&0FFF)+2aad)*c]+02B4
人物对象地址：
[0143e1f0]+(([01B9FD80+0*07c0+2BE8]&0FFF)+2AAD)*0c 通过判断对象地址值是否有效可以判断是否在房间内。
那么，通过这些数据，我们就可以知道FPS游戏自瞄漏洞的利用方式了。
（8）修改内存实现自瞄
大致代码如下，由于我做了些封装，所以，大家明白写法逻辑就可以了：
//写自瞄X
WriteMemeryFloat(_hGameHandle, GetProcessBaseAddress(ProcessId) + MouseX, 水平角);
//写自瞄Y
WriteMemeryFloat(_hGameHandle, GetProcessBaseAddress(ProcessId) + MouseY, 俯视角)//写内存小数型
BOOL WriteMemeryFloat(HANDLE hGameHandle, DWORD _address, FLOAT Data)
{
return WriteProcessMemory(hGameHandle, LPVOID(_address), &Data, sizeof(Data), NULL);
}由于该游戏的地址以模块地址 + 模块偏移形式存放，所以，我封装了获取本模块基地址的函数：
//取本程序模块地址
DWORD_PTR GetProcessBaseAddress(DWORD processID)
{
DWORD_PTR baseAddress = 0;
HANDLE processHandle = OpenProcess(PROCESS_ALL_ACCESS, FALSE, processID);
HMODULE *moduleArray;
LPBYTE moduleArrayBytes;
DWORD bytesRequired;
if (processHandle)
{
if (EnumProcessModules(processHandle, NULL, 0, &bytesRequired))
{
if (bytesRequired)
{
moduleArrayBytes = (LPBYTE)LocalAlloc(LPTR, bytesRequired);
if (moduleArrayBytes)
{
unsigned int moduleCount;
moduleCount = bytesRequired / sizeof(HMODULE);
moduleArray = (HMODULE *)moduleArrayBytes;
if (EnumProcessModules(processHandle, moduleArray, bytesRequired, &bytesRequired))
{
baseAddress = (DWORD_PTR)moduleArray[0];
}
LocalFree(moduleArrayBytes);
}
}
}
CloseHandle(processHandle);
}
return baseAddress;
}0x3. 总结
至此，FPS游戏自瞄游戏漏洞分析完成。
全部FPS游戏均存在内存自动瞄准的漏洞，在这里，并不是希望大家去破坏游戏，而是我希望大家能够知道原理，学到知识，希望大家不要做破坏游戏平衡的事情。
写完了，不知道大家喜不喜欢，如果喜欢的话，我会抽出时间写一下方框透视的绘制和算法，感谢看雪这个黄埔军校！
希望大家好好学习，新的一年里，更上一层楼！
- End -
看雪ID：小迪xiaodi
https://bbs.pediy.com/user-680946.htm
本文由看雪论坛 小迪xiaodi 原创
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