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Android ndk开发/逆向之so文件格式基础
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第一、前言
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。
先来介绍一下elf文件的格式，因为知道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：
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
/**
* 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;
}
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：https://github.com/fourbrother/parse_androidso
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~~
转：https://www.jianshu.com/p/a2d87d9467cc
So文件添加Section段详细说明
简介
在逆向Android底层时，一般都或多或少的接触so文件，需要逆向so文件，一般的方法是往so文件植入我们的调试的代码；而通常都是通过添加section段来植入代码；查看本篇文章之前你需要先了解elf文件格式，so文件就是采用这种格式的
简单介绍elf文件格式
elf文件一般是由elf文件头、program header头（多个）、section段（多个）和section header头（多个组成）。
program header
程序运行时，定位文件中各个段的位置，提供创建程序映像的具体信息；一个program header指向一个segment(运行时的称呼)，而一个segement可能包含多个section 段
section header
执行之前描述文件结构的，理论上来说，Linux运行期间不需要section header头的，可以删掉；一个section header头对应一个section 段，所以添加一个section段时还要添加一个section header头
section段
section段是elf文件的主题，很多内容都保存在里面，包括我们熟悉的.text、.rodata、.data等等，还有我们不熟悉的.got(全局偏移表)、.plt（过程链接表）等等，这两个表主要用于函数和全局变量的调用，可参考这个链接理解这两个表，下面是展示部分的section header头：
进入主题 -- 添加section字段
当ELF文件被加载到内存中后，系统会将多个具有相同权限（flg值）section合并一个segment。操作系统往往以页为基本单位来管理内存分配，一般页的大小为4096B，即4KB的大小。同时，内存的权限管理的粒度也是以页为单位，页内的内存是具有同样的权限等属性，并且操作系统对内存的管理往往追求高效和高利用率这样的目标。ELF文件在被映射时，是以系统的页长度为单位的，那么每个section在映射时的长度都是系统页长度的整数倍，如果section的长度不是其整数倍，则导致多余部分也将占用一个页。所以section段的位置和长度不是随便添加的，要根据program header头的align对齐方式来添加
确定添加位置
新加入的section一般是在文件末尾，但是这里不是真正的文件末尾，而是将文件加载到内存映像中的末尾，一般等于虚拟地址vaddr+占用空间大小memsiz，但是这样还不行，还要做字节对其，我们知道文件末尾不等于映像末尾，一般这个映像末尾比文件末尾大，因为操作系统对内存都是以页的粒度来操作的，所以我们添加section段要找到真正的映像末尾，操作系统会把program header的type为LOAD的段加入内存映像中，而LOAD类型的program header一般都是做升序排列，我们只需要取最后一个LOAD就可以，让vaddr+memsiz在和align做对齐操作就能够得到映像末尾，算法如下：
/**
* 对其算法 --- 保证addr能被align整除，系统按align字节对齐的访问方式
* 返回一个addr是align的整数倍的值
* @param addr：vaddr + memsi
* @param align：对其的字节数
* @return
*/
public static int align(int addr, int align){
if(align > addr){ //这种情况不好弄，我也不知道怎么办
return addr;
}
int offset = addr % align;
return addr + (align-offset);
}
添加section header头
添加section header头的目的是把5000H的表名和5010H的内容联系起来；先看section header的结构:
typedef struct{
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;
sh_name : 是一个字符串表的索引偏移（5000H - 第一个字符串表的位置，第一个字符串表位置等于）
sh_addr和 sh_offset填上一个步骤得到的地址即可
sh_size：就是我们填入的section长度
sh_type：SHT_PROGBITS 1 此节区包含程序定义的信息，其格式和含义都由程序来解释。
sh_flags：
| 名称 | 取值 | 意义 |
|---|---|---|
| SHF_WRITE | 0x1 | 节区包含进程执行过程中将可写的数据 |
| SHF_ALLOC | 0x2 | 节区在进程执行过程中占用内存。某些控制节区并不出现于目标文件的内存映像中，对于那些节区，此位应设置为 0 |
| SHF_EXECINSTR | 0x4 | 节区包含可执行的机器指令 |
| SHF_MASKPROC | 0xF0000000 | 所有包含于此掩码中的四位都用于处理器专用的语义 |
其他的几个可以不用处理，以下是示例代码：
public static byte[] addSectionHeader(byte[] src){
/**
* 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];
*/
byte[] newHeader = new byte[sectionSize];
//构建一个New Section Header
newHeader = Utils.replaceByteAry(newHeader, 0, Utils.int2Byte(addSectionStartAddr - stringSectionOffset));
newHeader = Utils.replaceByteAry(newHeader, 4, Utils.int2Byte(ElfType32.SHT_PROGBITS)); //type=PROGBITS
newHeader = Utils.replaceByteAry(newHeader, 8, Utils.int2Byte(ElfType32.SHF_ALLOC + ElfType32.SHF_WRITE)); //改字节区可以被写入
newHeader = Utils.replaceByteAry(newHeader, 12, Utils.int2Byte(addSectionStartAddr+0x10)); //所代表的字节区其实地址
newHeader = Utils.replaceByteAry(newHeader, 16, Utils.int2Byte(addSectionStartAddr+0x10));
newHeader = Utils.replaceByteAry(newHeader, 20, Utils.int2Byte(newSectionSize)); //字节区大小
newHeader = Utils.replaceByteAry(newHeader, 24, Utils.int2Byte(0));
newHeader = Utils.replaceByteAry(newHeader, 28, Utils.int2Byte(0));
newHeader = Utils.replaceByteAry(newHeader, 32, Utils.int2Byte(4));
newHeader = Utils.replaceByteAry(newHeader, 36, Utils.int2Byte(0));
//在末尾增加Section
byte[] newSrc = new byte[src.length + newHeader.length];
newSrc = Utils.replaceByteAry(newSrc, 0, src);
newSrc = Utils.replaceByteAry(newSrc, src.length, newHeader);
return newSrc;
}
完善步骤
修改第一个LOAD的program header
将其filesize和memsiz改为文件的总长度
修改section header为.shstrta
将他的size在原有的基础上加16即可，因为增加了一个section name
至此，完结，如果把so文件弄回去报了这个错误
load segment1: p_offset (0x0) + p_filesz (0x53f8) ( = 0x53f8) past end of file (0x53f8)
这是因为你刚刚添加的段的大小超出了文件大小，因为我们修改program header的filesize和memsize文件总长度，这个长度包括啦文件结束标志0x0a，我们要修改这两个值为文件长度减去1即可
作者：jackzhoud 链接：https://www.jianshu.com/p/a2d87d9467cc 來源：简书 简书著作权归作者所有，任何形式的转载都请联系作者获得授权并注明出处。APP逆向分析/渗透测试/安全检测/隐私合规如何选择手机机型或系统