[Python逆向] 逆向Pyinstaller打包的程序源码及保护

写在前面

我们都知道可以使用Pyinstaller库可将.py文件编译成.exe文件运行，这篇文章我们就从将脚本编译成.exe并将.exe的源码内容反编译出源文件，再顺便谈谈如何防止被逆向。

环境工具

Python3.6：https://www.python.org/downloads/release/python-360/
Pyinstaller库：pip install -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple pyinstaller==4.0

pyinstxtractor.py：下载地址：https://sourceforge.net/projects/pyinstallerextractor/
WinHex编辑器：下载地址：https://down.52pojie.cn/Tools/Editors/WinHex_v19.9.zip
uncompyle库：pip install -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple uncompyle6==3.9.0

tinyaes库：pip install -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple tinyaes==1.0.3

编译程序

检查环境

python -V

编写脚本

测试脚本.py

import datetime

# 函数
def test():
    print("====反编译源码的测试脚本====")
    input_text = input("请输入你想要打印的内容：")

    # 打印格式化时间和用户输入的内容
    print(datetime.datetime.now().strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S ") + input_text)

if __name__ == '__main__':
    # 调用
    test()

打包程序

首先安装打包程序所使用的库pyinstaller，这里用了清华源并且指定使用了4.0版本库

pip install -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple pyinstaller==4.0

找到脚本所在的文件夹，我的是C:\Users\YRJ\Desktop\a cd 到此路径下，并输入以下打包命令：

Pyinstaller -F 测试脚本.py

命令执行完毕后，会看到completed successfully.字段，表示.exe文件生成成功，在dist文件夹中。

逆向过程

首先我们下载反编译工具pyinstxtractor.py与我们要反编译的.exe文件放入同一个工作目录下，如下图所示：

然后我们继续在命令行cd到dist文件夹，输入以下命令并执行：

python pyinstxtractor.py 测试脚本.exe

执行完毕，看到Successfully字样，会生成测试脚本.exe_extracted文件夹，如下图所示：

进入该文件夹，里面有许许多多后缀为.dll和.pyd的文件，还有一个名为PYZ-00.pyz_extracted的文件夹，这个文件夹里放的是程序引入的依赖库，如果你引入过自己其他的.py文件，就可以用类似的方法将依赖的.py文件反编译出来，如下图所示：

在目录中我们要找到struct和与你的.exe文件同名的文件。如下图所示：

这两个文件是否带.pyc后缀和你使用的pyinstxtractor.py工具版本有关系。V2.0以前的版本，会生成两个不带.pyc后缀的文件，手动为它添加.pyc后缀即可。如下图所示：

当前这个测试脚本.pyc文件是没有Magic Number的，我们需要根据Python版本自行补全，由上图可知打包此程序的Python版本为3.6，我们接下来就需要查3.6版本的Magic Number。

• • Python3.3 以下版本：只有Magic Number和四位时间戳

• • Python3.3(包含) - Python3.7(不包含)版本：4个字节的magic num + 8个字节的时间戳，这个时间戳可以全是0。

• • Python3.7(包含)版本：4个字节的magic num + 4个字节的空白数据 + 4个字节的时间戳 + 4个字节的文件长度，除了magic num，其它数据可以全是0。

查Magic Number

方法一：

查通用对照表：

enum PycMagic {
    MAGIC_1_0 = 0x00999902,
    MAGIC_1_1 = 0x00999903,
    MAGIC_1_3 = 0x0A0D2E89,
    MAGIC_1_4 = 0x0A0D1704,
    MAGIC_1_5 = 0x0A0D4E99,
    MAGIC_1_6 = 0x0A0DC4FC,

    MAGIC_2_0 = 0x0A0DC687,
    MAGIC_2_1 = 0x0A0DEB2A,
    MAGIC_2_2 = 0x0A0DED2D,
    MAGIC_2_3 = 0x0A0DF23B,
    MAGIC_2_4 = 0x0A0DF26D,
    MAGIC_2_5 = 0x0A0DF2B3,
    MAGIC_2_6 = 0x0A0DF2D1,
    MAGIC_2_7 = 0x0A0DF303,

    MAGIC_3_0 = 0x0A0D0C3A,
    MAGIC_3_1 = 0x0A0D0C4E,
    MAGIC_3_2 = 0x0A0D0C6C,
    MAGIC_3_3 = 0x0A0D0C9E,
    MAGIC_3_4 = 0x0A0D0CEE,
    MAGIC_3_5 = 0x0A0D0D16,
    MAGIC_3_5_3 = 0x0A0D0D17,
    MAGIC_3_6 = 0x0A0D0D33,
    MAGIC_3_7 = 0x0A0D0D42,
    MAGIC_3_8 = 0x0A0D0D55,
    MAGIC_3_9 = 0x0A0D0D61,
};

例如：Python 3.6的Magic Number，执行后可以得到0x0A0D0D33，则对应二进制码是33 0D 0D 0A

方法二(推荐)：

看struct.pyc文件：

将struct.pyc文件使用WinHex编辑器打开，它的前4位字节就是magic num与方法一的二进制码相同。如下图所示：

再打开测试脚本.pyc与struct.pyc对比头内容确定要添加的内容，如下图所示：

改pyc文件

选中struct.pyc中框选的头内容，右键编辑→复制选块→十六进制数值。330D0D0A7079693001010000

打开测试脚本.pyc，直接在前面添加，上面复制的十六进制数值330D0D0A7079693001010000，光标点击第一个字母E右键编辑→剪贴板数据→粘贴→ASCII Hex→确定，然后保存即修改完毕！如下图所示：

转换源码

安装.pyc转.py所使用的库uncompyle6，这里用了清华源并且指定使用了3.9.0版本库

pip install -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple uncompyle6==3.9.0

找到测试脚本.pyc所在的文件夹，cd 到此路径下，并输入以下打包命令：

uncompyle6 -o 测试脚本.py 测试脚本.pyc

命令执行完毕后，会看到successfully字段，表示.py源码文件已成功生成在同路径下。

比对源码

通过对程序本来的源码和逆向得来的源码对比可知：简单的源码上基本一致，复杂些的源码上可能会有一点点瑕疵。

单就此次逆向的程序而言，比程序原本的源码就少了源码的注释，多了系统反编译时相关环境及版本的注释。

通过命令python 测试脚本.py执行逆向得来的源码，测试通过，发现功能正常。

防止逆向

pyinstaller打包

首先安装加密打包程序所使用的库tinyaes，这里用了清华源并且指定使用了1.0.3版本库

pip install -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple tinyaes==1.0.3

找到脚本所在的文件夹，我的是C:\Users\YRJ\Desktop\c cd 到此路径下，并输入以下打包命令：

pyinstaller -F 测试脚本.py --key 123456

命令执行完毕后，会看到completed successfully.字段，表示.exe文件生成成功，在dist文件夹中。

接着就按照前面写的逆向过程执行命令python pyinstxtractor.py 测试脚本.exe，结果只有入口脚本反编译成功，被依赖的脚本均被加密，无法直接被反编译，如下图所示：

PYZ-00.pyz_extracted非常重要，一般一个稍微大一点的项目都会分成多个py文件，甚至会依赖其他模块，这些被依赖的文件解析后都会放入PYZ-00.pyz_extracted中，可以d说这里放的是核心代码。

PYZ-00.pyz_extracted文件夹内可以看到，抽取的中间结果变成了.pyc.encrypted格式，无法直接被反编译，未加密和加密的相关对比，如下图所示：

常规手段就无法直接反编译了。这个时候若还想反编译就需要底层的逆向分析研究或将pyinstaller的源码完整研究一遍，了解其加密处理的机制，看看有没有逆向的可能。

注意： 请勿使用此种方法来保护只有一个.py文件的python源码，因为主函数的入口脚本编译是成功的，根据逆向过程章节操作后，入口脚本一样的会被看到源码。

nuitka打包

首先安装打包程序所使用的库nuitka，这里用了清华源并且指定使用了1.3.7版本库

pip install -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple nuitka==1.3.7

找到脚本所在的文件夹，我的是C:\Users\YRJ\Desktop\a cd 到此路径下，选择输入以下你需要的打包命令：

nuitka --standalone --mingw64 测试脚本.py   
nuitka --standalone --onefile 测试脚本.py   #打包成一个exe单文件
nuitka --standalone --mingw64 --follow-imports 测试脚本.py
nuitka --standalone --remove-output --mingw64 测试脚本.py
nuitka --standalone --mingw64 --nofollow-imports --show-memory --show-progress --plugin-enable=qt-plugins --follow-import-to=lib --recurse-all --output-dir=o 测试脚本.py

打包过程中会提示缺少执行程序gcc，直接按照要求Yes安装，此文件比较大命令行可能下载不动或缓慢，我们可直接复制下载位置和下载地址，如下图所示：

下载位置：
C:\Users\YRJ\AppData\Local\Nuitka\Nuitka\Cache\downloads\gcc\x86_64\11.3.0-14.0.3-10.0.0-msvcrt-r3

下载地址：
https://github.com/brechtsanders/winlibs_mingw/releases/download/11.3.0-14.0.3-10.0.0-msvcrt-r3/winlibs-x86_64-posix-seh-gcc-11.3.0-llvm-14.0.3-mingw-w64msvcrt-10.0.0-r3.zip

用浏览器访问下载地址移动到下载位置的目录下并做解压即可，如下图所示：

接下来，我们继续执行打包命令：nuitka --standalone --mingw64 测试脚本.py，打包过程中还会提示缺少的执行程序ccache、depends，此文件比较小，根据提示直接Yes安装即可，下载完成后会自动解压到路径：

下载位置：
C:\Users\YRJ\AppData\Local\Nuitka\Nuitka\Cache\downloads\ccache\v4.6\ccache.exe
下载地址：
https://github.com/ccache/ccache/releases/download/v4.6/ccache-4.6-windows-32.zip

下载位置：
C:\Users\YRJ\AppData\Local\Nuitka\Nuitka\Cache\downloads\depends\x86_64
下载地址：
https://dependencywalker.com/depends22_x64.zip

至此，用nuitka来将python代码打包为.exe的过程就结束了。

验证执行

执行打包好的.exe程序，命令行出口出现乱码问题，如下图：

解决方案是：在主函数首行添加os.system("chcp 65001 && cls")

再次打包并执行打包好的.exe程序，问题解决，如下图所示：

但这又导致出现了一个bug，Python源码中的input("请输入你想要打印的内容：")是需要在命令行输入内容的，我输入英文和数字的时候打印输出时正常的，但是我输入中文的时候，就会引起异常及闪退的情况，我暂时还未有相关解决方案....

输入中文会引起异常及闪退的解决方案：

换当前使用的Python3.6.0版本到Python3.8.0及以上即可解决问题。

我使用的环境及运行测试图如下：

C:\Users\admin>nuitka --version
1.4
Commercial: None
Python: 3.8.8 (tags/v3.8.8:024d805, Feb 19 2021, 13:18:16) [MSC v.1928 64 bit (AMD64)]
Flavor: CPython Official
Executable: C:\Users\Python\Python38\python.exe
OS: Windows
Arch: x86_64
WindowsRelease: 10
Version C compiler: ~\AppData\Local\Nuitka\Nuitka\Cache\downloads\gcc\x86_64\11.3.0-14.0.3-10.0.0-msvcrt-r3\mingw64\bin\gcc.exe (gcc).

结束

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