網(wǎng)絡(luò)安全編程：PE文件結(jié)構(gòu)概述
PE結(jié)構(gòu)是Windows下可執(zhí)行文件的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，可執(zhí)行文件的裝載、內(nèi)存分布、執(zhí)行等都依賴于PE結(jié)構(gòu)，而在逆向分析軟件時(shí)，為了有目的、更高效地了解程序，必須掌握PE結(jié)構(gòu)。
PE（Portable Executable），即可移植的執(zhí)行體。在Windows平臺(tái)（包括Win 9x、Win NT、Win CE……）下，所有的可執(zhí)行文件（包括EXE文件、DLL文件、SYS文件、OCX文件、COM文件……）均使用PE文件結(jié)構(gòu)。這些使用PE文件結(jié)構(gòu)的可執(zhí)行文件也稱為PE文件。
普通的程序員也許沒有必要掌握PE文件結(jié)構(gòu)，因?yàn)槠浯蠖嗍情_發(fā)服務(wù)性、決策性、輔助性的軟件，比如MIS、HIS、CRM等軟件。但是對(duì)于學(xué)習(xí)黑客編程和學(xué)習(xí)安全編程的Hacker、Cracker和Programmer的人而言，掌握PE文件結(jié)構(gòu)的知識(shí)就非常重要了。
1. PE文件結(jié)構(gòu)全貌
Windows系統(tǒng)下的可執(zhí)行文件中包含著各種數(shù)據(jù)，包括代碼、數(shù)據(jù)、資源等。雖然Windows系統(tǒng)下的可執(zhí)行文件中包含著如此眾多類型的數(shù)據(jù)，但是其存放都是有序、結(jié)構(gòu)化的，這完全依賴于PE文件結(jié)構(gòu)對(duì)各種數(shù)據(jù)的管理。同樣，PE結(jié)構(gòu)是由若干個(gè)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)體組合而成的，不是單單的一個(gè)結(jié)構(gòu)體那么簡單，它的結(jié)構(gòu)就像文件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是由多個(gè)結(jié)構(gòu)體組成的。
PE結(jié)構(gòu)包含的結(jié)構(gòu)體有DOS頭、PE標(biāo)識(shí)、文件頭、可選頭、目錄結(jié)構(gòu)、節(jié)表等。要掌握PE結(jié)構(gòu)必須對(duì)PE結(jié)構(gòu)有一個(gè)整體上的認(rèn)識(shí)，要知道PE結(jié)構(gòu)分為哪些部分，這些部分大概是起什么作用的。有了宏觀上的概念以后，就可以深入地對(duì)PE結(jié)構(gòu)的各個(gè)結(jié)構(gòu)體進(jìn)行細(xì)致的學(xué)習(xí)了。下面給出一張圖，讓大家對(duì)PE結(jié)構(gòu)有個(gè)大概的了解，如圖1所示。
圖1 PE結(jié)構(gòu)總覽圖
從圖1中可以看出，PE結(jié)構(gòu)分為4大部分，其中每個(gè)部分又進(jìn)行了細(xì)分，存在若干個(gè)小的部分。從數(shù)據(jù)管理的角度來看，可以把PE文件大致分為兩部分，DOS頭、PE頭和節(jié)表屬于PE文件的數(shù)據(jù)管理結(jié)構(gòu)或數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu)部分，而節(jié)表數(shù)據(jù)才是PE文件真正的數(shù)據(jù)部分，其中包含著代碼、數(shù)據(jù)、資源等內(nèi)容。
在進(jìn)行逆向分析時(shí)，是對(duì)其代碼、數(shù)據(jù)、資源等具體數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，也就是圖1的“節(jié)表數(shù)據(jù)”部分。程序在內(nèi)存中或文件中的組織結(jié)構(gòu)是如何規(guī)劃的，并沒有去具體了解，而這部分內(nèi)容正是圖1的上面3部分內(nèi)容。
2. PE結(jié)構(gòu)各部分簡介
根據(jù)圖1給出的PE結(jié)構(gòu)總覽圖先來大致了解一下每部分的作用。
（1）DOS頭
DOS頭分為兩部分，分別是“MZ頭部”和“DOS存根”。MZ頭部是真正的DOS頭部，由于其開始處的兩個(gè)字節(jié)為“MZ”，因此DOS頭也可以叫作MZ頭。該部分用于程序在DOS系統(tǒng)下加載，它的結(jié)構(gòu)被定義為IMAGE_DOS_HEADER。
DOS殘留是一段簡單的程序，主要用于輸出“This program cannot be run in DOS mode.”類似的提示字符串。
為什么PE結(jié)構(gòu)的最開始位置有這樣一段DOS頭部呢？關(guān)鍵是為了該可執(zhí)行程序可以兼容DOS系統(tǒng)。通常情況下，Win32下的PE程序不能在DOS下運(yùn)行，因此保留了這樣一個(gè)簡單的DOS程序用于提示“不能運(yùn)行于DOS模式下”。
（2）PE頭
PE頭部保存著Windows系統(tǒng)加載可執(zhí)行文件的重要信息。PE頭部由IMAGE_ NT_HEADERS定義。從該結(jié)構(gòu)體的定義名稱可以看出，IMAGE_NT_HEADERS由多個(gè)結(jié)構(gòu)體組合而成，包括IMAGE_NT_SIGNATRUE、IMAGE_FILE_HEADER和IMAGE_OPTIO NAL_HEADER三部分。PE頭部在PE文件中的位置不是固定不變的，PE頭部的位置由DOS頭部的某個(gè)字段給出。
（3）節(jié)表
程序的組織按照各屬性的不同而被保存在不同的節(jié)中，在PE頭部之后就是一個(gè)數(shù)組結(jié)構(gòu)的節(jié)表。描述節(jié)表的結(jié)構(gòu)體是IMAGE_SECTION_HEADER，如果PE文件中有N個(gè)節(jié)，那么節(jié)表就是由N個(gè)IMAGE_SECTION_HEADER組成的數(shù)組。節(jié)表中存儲(chǔ)了各個(gè)節(jié)的屬性、文件位置、內(nèi)存位置等相關(guān)的信息。
（4）節(jié)表數(shù)據(jù)
PE文件的真正程序部分就保存在節(jié)數(shù)據(jù)中。在PE結(jié)構(gòu)中，有幾個(gè)節(jié)表，就對(duì)應(yīng)有幾個(gè)節(jié)表的數(shù)據(jù)。根據(jù)節(jié)表的屬性、地址等信息，程序的數(shù)據(jù)就分布在節(jié)表指定的位置中。
