리버스코어 ReverseCore

HelloReversing.exex

• 문자열 버퍼를 직접 수정
• 다른 메모리 영역에 새로운 문자열을 생성하여 전달

1) 문자열 버퍼를 직접 수정

MessageBoxW 함수의 전달인자 4092A4 의 메모리 주소 내용("Hello World!\)을 직접 수정해 버리는 것입니다.

메모리 윈도우에서 4092A4 로 갑니다 [Ctrl+G].
그리고 주소를 마우스로 선택한 후 [Ctrl+E] 단축키로 에디트 윈도우를 띄웁니다.

<Fig. 16>

'UNICODE' 항목에 "Hello Reversing!" 을 입력합니다.

변경된 코드는 아래와 같습니다.

<Fig. 17>

명령어는 그대로 이지만 MessageBoxW 함수에 전달되는 파라미터의 내용 자체가 변경되었습니다.
(파라미터의 주소도 그대로 입니다. 주소의 내용이 변경된 것입니다.)

이처럼 문자열 버퍼 내용을 직접 수정하는 방법은 사용하기에 가장 간단한 방법입니다.

* 하지만 기존 문자열 버퍼 크기를 잘 고려해서 수정해야만 프로그램이 에러 없이 잘 동작할 수 있습니다.
  즉, 기존 문자열 버퍼 크기 이상의 문자를 입력할 수 없다는 제약 조건이 있습니다.

변경된 내용을 영구히 보존하려면 파일로 만들어야 합니다.
<Fig. 16> 의 dump 윈도우에서 변경된 내용 ("Hello Reversing!" 문자열)을 선택하여
마우스 우측 버튼의 Copy to executable file 메뉴를 선택하면 아래와 같이 hexa 윈도우가 나타납니다.

<Fig. 18>

다시 마우스 우측 버튼의 Save file 메뉴를 선택하고 파일 이름을 HelloReversing.exe 로 해줍니다.

실행해보면 문자열이 성공적으로 변경되었습니다!

<Fig. 19>

2) 다른 메모리 영역에 새로운 문자열을 생성하여 전달

1) 방법은 MessageBoxW 함수의 파라미터인 문자열 버퍼의 내용을 직접 수정하는 방법이었습니다.

간단하지만 그만큼 단점도 존재합니다.
가령 훨씬 긴 문자열로 수정하고 싶을때 해당 버퍼 크기가 작다면
인접한 다른 메모리 영역을 침범하는 buffer overflow 가 발생할 것입니다.

이럴때 사용할 수 있는 방법이 바로 다른 버퍼 주소를 전달하는 것입니다.
적당한 메모리 주소에 변경하고자 하는 긴 문자열을 적어 놓고
MessageBoxW 함수에게 그 주소를 파라미터로 넘겨주는 것입니다.

즉, 버퍼 자체를 변경하는 것이죠.

아이디어가 좋긴 한데 한가지 고려해야 할 사항은 "메모리 어느 영역에 문자열을 써도 되는가?" 입니다.

자세한 설명은 PE header 와 가상 메모리 구조를 알고 계셔야 하므로 나중에 자세히 다루도록 하고,
여기서는 임의로 적절한 영역을 선택하도록 하겠습니다.

우리가 방법 1) 에서 수정한 버퍼는 408000 ~ 40A000 영역 (.rdata section) 입니다.
이 부분을 다시 dump 윈도우로 살펴보죠. dump 윈도우에서 408000 주소로 갑니다. [Ctrl+G]

스크롤을 밑으로 내리다보면 .rdata section 은 아래와 같이 끝이 납니다.

<Fig. 20>

끝부분에 NULL 로 채워진 영역이 보입니다.

* 이곳은 보통 프로그램에서 사용되지 않는 NULL padding 영역입니다.
  프로그램이 메모리에 로딩될 때 최소 기본 단위(보통 1000)가 있습니다.
  비록 프로그램내에서 메모리를 100 크기만큼만 사용한다고 해도 실제로는 최소 기본 단위인 1000 크기가 잡히는 것입니다.
  (나머지 F00 크기의 사용되지 않는 영역은 그냥 NULL 로 채워집니다.)

이곳을 문자열 버퍼로 사용해서 MessageBoxW 함수에 넘겨주면 좋을 것 같습니다.
끝부분의 적당한 위치 409F50 에 출력하고 싶은 문자열을 써주면 됩니다. [Ctrl+E]

<Fig. 21>

버퍼를 새로 구성하였으니 그 다음에 할 일은 MessageBoxW 함수에게 새로운 버퍼 주소를 전달하는 것입니다.

그러기 위해서는 코드를 수정해야 하는데,
이번에는 Code 윈도우에서 Assemble 명령을 사용해서 코드를 수정해 보겠습니다.

아래 그림처럼 cursor 를 401007 주소위치에 놓고 Assemble 명령(단축키 [Space])을 내리면
아래와 같은 Assemble 윈도우가 나타납니다.

<Fig. 22>

새로운 버퍼주소인 409F50 을 입력합니다.

* 디버깅의 강력한 기능중의 하나가 바로 위와 같이 실행중인 프로세스의 코드를 동적으로 패치 시킬 수 있다는 것입니다.

* 향후 실습해 볼 crackme 샘플에서 serial key 검사 코드를 건너뛰는 방법도 코드를 동적으로 패치하는 것입니다.

OllyDbg 에서 MessageBoxW 함수를 실행하면 결과는 <Fig. 19> 와 같습니다.

그런데 위 수정된 코드를 파일로 만들면 제대로 동작하지 않을 것입니다.
이유는 409F50 메모리 주소 때문입니다.

실행 파일이 메모리에 로딩되어 프로세스로써 실행될 때 그대로 1:1 로 로딩되는 것이 아니라,
어떤 규칙에 의해서 올라가게 되며, 보통은 파일과 메모리가 1:1 로 매칭 되지도 않습니다.

즉, 메모리 409F50 에 대응되는 파일 offset 이 존재하지 않는 것이죠.

방법 2)를 파일로 저장하기 위해서는 아래 2가지 방법중에 하나를 사용하시면 됩니다.

• PE header 를 분석하여 파일에 존재하지만 프로그램에서 사용되지 않는 공간을 버퍼영역으로 선정
• 파일 끝을 버퍼 영역 만큼 확장하고, PE header 를 수정하여 그 부분을 메모리에 로딩시킴

역시 PE header 를 알아야 하기에 여기서는 설명을 생략하였습니다.

* 앞으로 작성하게 될 PE header 강좌도 기대해 주세요~



배운내용

- OllyDbg 기초 사용법

Step Into [F7] : 하나의 OP code 실행 (CALL 명령을 만나면, 그 함수 코드 내부로 따라 들어감.)
Step Over [F8] : 하나의 OP code 실행 (CALL 명령을 만나면, 따라 들어가지 않고 그냥 함수자체를 실행함.)
Execute till Return [Ctrl+F9] : 함수 코드 내에서 RETN 명령어 까지 실행 (함수 탈출 목적)
Restart [Ctrl+F2] : 다시 처음부터 디버깅 시작. (디버깅 당하는 프로세스를 종료하고 재실행 시킴.)
Go to [Ctrl+G] : 원하는 주소를 찾아감. (코드를 확인할 때 사용. 실행되는 것은 아님.)
Execute till Cursor [F4] : cursor 위치까지 실행함 (디버깅 하고 싶은 주소까지 바로 갈 수 있음.)
Comment [;] : Comment 추가
User Defined Comments [마우스 우측 메뉴 -> Search for -> User defined Comment] : 사용자가 입력한 comment 목록 보기
Set/Reset BreakPoint [F2] : BP 설정/해제
Run [F9] : 실행 (BP 가 걸려있으면 그곳에서 실행이 정지됨.)
All referenced text strings [마우스 우측 메뉴 -> Search for -> All referenced text strings] : 코드에서 참조되는 문자열 보기
All intermodular calls [마우스 우측 메뉴 -> Search for -> All intermodular calls] : 코드에서 호출되는 모든 API 함수 보기
Name in all modules [마우스 우측 메뉴 -> Search for -> Name in all modules] : 모든 API 함수 보기
Edit data [Ctrl+E] : 메모리 수정
Assemble [Space] : Assembly 코드 작성
Copy to executable file [마우스 우측 메뉴 -> Copy to executable file] : 파일의 복사본 생성 (변경사항 반영됨)

- Assembly 기초 명령어

CALL XXXX : XXXX 주소의 함수를 호출
JMP XXXX : XXXX 주소로 점프
PUSH XXXX : 스택에 XXXX 저장
RETN : 스택에 저장된 복귀주소로 점프

- 프로세스 data/code 패치 방법

OllyDbg 의 ‘Edit data’와’Assemble’기능 이용

- 용어

VA (Virtual Address) : 프로세스내의 가상 메모리
OP code (OPeration code) : CPU 명령어 (byte code)
PE (Portable Executable) : Windows 실행 파일(EXE, DLL, SYS)



배워야할 내용

Virtual memory
PE header
Stack frame
OP code (advanced)
OllyDbg (advanced)



Epilogue

여기까지 따라 오시느라고 수고 하셨습니다.

위에 나온 모든 내용을 한번에 이해하기는 어렵습니다.
2 ~ 3번 반복해서 읽고, 직접 실습해 보시기 바랍니다.

C 프로그래밍에서 Hello World! 는 가장 간단한 프로그램이었습니다.
마찬가지로 Hello World! 디버깅 또한 가장 간단한 디버깅입니다.

Hello World! 를 시작으로 C 프로그래밍을 정복하셨듯이 디버깅 역시 정복하시기 바랍니다.

리버싱에서 디버깅이 차지하는 비중은 매우 큽니다. 또한 가장 재미있습니다.

부디 제 글이 디버깅의 재미를 조금이나마 전달해 드렸으면 좋겠습니다.

감사합니다.

• 코드 실행 방법
• 문자열 검색 방법
• API 검색 방법 (1) - 호출 코드에 BP
• API 검색 방법 (2) - API 코드에 직접 BP

예상대로 MessageBoxW 코드 시작에 설치한 BP 에서 실행이 멈췄습니다.

레지스터(Register) 윈도우의 ESP 값이 12FF68 인데, 이것은 프로세스 스택(Stack)의 주소입니다.

스택 윈도우에서 빨간색으로 표시된 부분을 아래에 자세히 표시했습니다.

Stack
address     Value       Comment
-----------------------------------------------------------------------
0012FF68    00401014    CALL to MessageBoxW from HelloWor.0040100E
                        => MessageBoxW 는 40100E주소에서 호출되었으며,
                                             함수 실행이 종료되면 복귀주소는 401014 이다.
0012FF6C    00000000    hOwner = NULL
0012FF70    004092A4    Text = "Hello World!"
0012FF74    0040927C    Title = "www.reversecore.com"
0012FF78    00000000    Style = MB_OK|MB_APPLMODAL

* 함수 호출과 스택의 동작 원리등은 나중에 "Stack Frame" 설명할 때 더 자세히 보도록 하겠습니다.

ESP 의 값 12FF68 에 있는 복귀 주소 401014 는
HelloWorld.exe 의 main 함수내의 MessageBoxW 함수 호출 바로 다음의 코드입니다.

간단히 MessageBoxW 함수의 RETN 명령까지 실행[Ctrl+F9]한 다음,
RETN 명령도 실행[F7]하면 복귀주소 401014 로 갈 수 있습니다.

바로 위에 MessageBoxW  함수 호출 코드가 있는 것을 확인할 수 있습니다. (<Fig. 8> 참고)

(continue)

그러기 위해서는 먼저 HelloWorld.exe 를 디버깅하여 main() 함수내의 MessageBox() 함수 호출 코드를 찾아야 합니다.

그리고 적절히 해당 문자열 위치를 알아내어 변경시키면 되겠지요.



디버깅 시작

첨부된 HelloWorld.exe 파일을 OllyDbg.exe 로 열어보겠습니다.

* VC++ 도  소스가 있을때 어셈블리 수준의 디버깅이 가능합니다만, 일반적으로는 분석할때 소스가 없으므로 OllyDbg 같은 Win32 전문 디버거를 사용하게 됩니다.

Reverse Engineering (RE)



일반적인 의미에서 Reverse Engineering (RE : 역공학)이라고 하면,
물건이나 기계장치 혹은 시스템 등의 구조, 기능, 동작등을 분석하여
그 원리를 이해하며 단점을 보완하고 새로운 아이디어를 추가시키는
일련의 작업이라고 할 수 있습니다.


Reverse Engineering(이하 리버싱) 의 개념은 여러분의 일상생활 속에서도 찾아 볼 수 있습니다.

회사에서 리버싱이 사용되는 예를 들어 보겠습니다.
가령 경쟁사에서 신제품을 출시했다고 해봅시다.
R&D 부서에서는 얼른 구입해서, 어떤 새로운 기능이 있으며 어떻게 만들었는지 살펴볼 것입니다.

구현 능력이 엇비슷 하다면 금방 따라 만들 수 있을것입니다.
혹은 원래 기능의 단점을 보완하고 더 새로운 기능을 추가시킬 수 있을지도 모릅니다.



Reverse Code Engineering (RCE)



소프트웨어 역공학의 의미는 일반적인 의미의 역공학과 기본적으로 같은 개념이지만,
분야를 소프트웨어로 한정지어 놓았다고 이해하시면 되겠습니다.

우리나라에서는 아직 정확한 용어의 통일이 되지 않아서 여러가지 용어들이 같이 사용되고 있습니다.
많은 분들께서 Reverse Code Engineering, Reverse Engineering, 역공학, 리버싱등의 용어를 마구 섞어서 쓰고 계십니다.

제 블로그에서도 'RCE', 'RE' 혹은 편하게 '리버싱' 이라고 표현하겠으며,
제가 가장 좋아하는 단어인 '분석'  또는 '상세분석' 이라는 말을 많이 쓰도록 하겠습니다.
말 그대로 소프트웨어를 리버싱 관점에서 상세하게 분석한다는 뜻입니다.


일반적인 소프트웨어 혹은 프로그램들의 제작방법을 보면,
먼저 소스 코드를 작성하고 컴파일/링크 과정을 거쳐서 실행가능한 binary 형태의 파일로 만들어 집니다.

여기서 실행가능하다는 말은 컴퓨터가 그 binary 를 이해할 수 있어서
프로그램을 제작자의 의도대로 실행 시킬 수 있다는 뜻입니다.

컴퓨터를 잘 이해하고 있는 사람 또한 같은 바이너리 코드를 보고 이해할 수 있습니다.
(물론 이해 속도는 떨어지겠지만요.)

일반인들이 실행가능 binary 파일의 내용을 보면 마치 고대의 해독 불가능한 상형문자를 보는 것과 마찬가지로 그 내용을 이해할 수 없지만, 소프트웨어 역공학 전문가들의 눈에는 그 내용이 훤히 보이게 되는 것입니다.

어떻게 그런 일이 가능할까요?
컴퓨터의 구조와 언어를 능숙하게 익히면 가능합니다.

어떤 리버싱 전문가는 농담삼아(?) 이렇게 이야기 하기도 합니다.
“남들이 작성한 지저분한 C 소스코드 보는 것보다, 그 실행파일의 disasm 코드를 보는게 더 편해.”



RCE 방법



크게 두가지 방법이 있습니다. 정적분석과 동적분석입니다.

1) 정적분석
: 파일을 실행 시켜 보지 않고 분석하는 방법입니다.
  파일의 종류(EXE, DLL, DOC, ZIP, etc), 크기, 헤더(PE)내용, 내부 문자열, 실행압축여부, 등록정보, 디버깅정보,
  디지탈 인증서 등을 확인하는 것입니다.
  또한 디스어셈블러(Disassembler)를 이용해서 내부 코드와 그 구조를 확인 할 수 있습니다.

2) 동적분석
: 파일을 직접 실행 시켜서 분석하는 방법입니다.
  실행 증상(파일, registry, 네트워크 등)을 모니터링 하고,
  디버깅(debugging) 하여 기능, 동작, 메모리 상태, 레지스터 값, 코드 흐름을 살펴보는 것입니다.

두 가지 분석 방법 모두 편리한 유틸리티들을 사용하여 분석이 이루어지며,
경우에 따라서 두 가지 방법 중에서 한가지 혹은 두가지 모두를 사용하여 분석을 완료합니다.

제 경우에는 보통 정적분석으로 최대한의 정보를 수집하고 해당 파일에 대한 감을 잡은 후에 동적분석을 해봅니다.
Debugging 은 가장 마지막에 쓰거나 경우에 따라서는 아예 쓰지 않습니다.



패치(patch) 또는 크랙(crack)



프로그램의 파일 혹은 실행중인 프로세스의 메모리 내용을 변경시키는 작업을 패치(patch) 라 하고,
그 중에서도 의도적으로 저작권을 침해하기 위하여 변경시키는 작업을 크랙(crack) 이라고 합니다.

이러한 예는 일상생활에서 많이 접할 수 있습니다.

iPhone 을 크랙하여 쉘을 띄우고, 게임기를 크랙하여 복제 CD 를 사용할 수 있도록 하며
각종 SW 를 크랙하여 불법 복제를 가능하도록 하는등 셀 수 없이 많은 크랙을 볼 수 있습니다. 

제 블로그에서는 정품 소프트웨어의 크랙 방법을 다루지 않습니다.
어디까지나 리버싱의 원리와 OS 내부구조에 대한 깊이있는 공부가 주된 관심사 입니다.



ReverseCore



리버싱 방법과 그 원리에 대해서 설명하는 블로그로 만들겠습니다.

ReverseCore 접속 준비물은 적당한 의욕 과 구글(Google) 입니다. 


- 적당한 의욕 

    과욕을 부리시면 안됩니다.
    리버싱은 인내, 인내, 인내의 연속입니다.
    과욕을 부리시다가 생각대로 안되면 중도 포기하게 됩니다.
    "안돼면 내일 하지 뭐~" 이런 자세가 좋은것 같습니다.


- 구글(Google) 

    뭐든지 다 있다고 그냥 믿으십시요.
    내가 궁금한 내용이 다 있다 라고 그냥 순수하게 믿고 찾으시기 바랍니다. 
    지금부터 배우려는 내용은 이미 수년전에 누군가가 했었던 것들이며,
    수년동안 많은 사람들이 따라 해봤던 내용들입니다.
    만약 찾는게 진짜로 없다면... 
    축하드립니다.
    드디어 당신은 리버싱 guru 의 경지에 도달하신겁니다. ^^


제가 강조하고 싶은 내용은
리버싱이란 컴퓨터와 OS 내부구조에 정통해야 좋은 성과를 얻을 수 있다
는 것입니다.