Linux系統(tǒng)軟件加殼保護技術的改進設計

加殼是對軟件內核一種很有效的保護方式。目前Linux系統(tǒng)下的加殼方法，多是直接繼承Windows 程序的加殼理論和方法，在傳統(tǒng)加殼工具上進行了有限的擴展， 單純在LINUX 系統(tǒng)下實現(xiàn)的加殼工具還是很少的。如何在Linux 系統(tǒng)下盡量減少內核信息的暴露，增加有難度的反逆向手段來提升破解難度，對加殼保護程序進行很好的隱藏，都是目前主要攻克的難題。

根據(jù)加載外殼程序方式的不同將現(xiàn)有軟件加殼技術分為：嵌入式、附加式和包含式。嵌入式中最經典的是Upx，支持多種文件類型加殼，且壓縮算法先進。但該方法缺少反動態(tài)跟蹤功能，破解者可用動態(tài)跟蹤調試方法對Upx 進行破解[1]。文獻[2]中描述了附加式加殼（SELF 加殼）：在原elf 文件格式中添加處理安全操作的代碼段，但不內置解壓縮，容易暴漏殼的位置。包含式結合了壓縮和保護兩種類型的殼，但殼加載的過程中會改變入口地址。結合上述三種加殼方法的優(yōu)缺點，文章提出了在Linux 系統(tǒng)下一種改進的加殼保護方法—加殼并重構可執(zhí)行文件———SRELF[3]。改進后的算法將殼程序和目標可執(zhí)行文件中代碼段，數(shù)據(jù)段等關鍵部分相結合，引入多態(tài)變形技術，使程序呈現(xiàn)出多態(tài)性，提高了殼程序的反破解能力，同時還很好的隱藏了加殼的信息。通過實驗證明，改進后的方法解決了加殼中入口地址易被改變的問題，使得加殼的程序以多態(tài)的形式出現(xiàn)，很大程度上提高了反破解的難度。

1 加殼原理

加殼實質上就是把一段特殊程序附加到應用程序中，并把程序的執(zhí)行入口指向附加的特殊殼程序。殼的加載過程如圖1 所示，首先殼程序需要獲得應用程序編程接口———即API 地址。在加殼程序的代碼中用顯示鏈接方式動態(tài)的加載所需的API 地址。通過殼程序后，對各個區(qū)塊的數(shù)據(jù)按照定義進行解密；若加殼時用到了壓縮技術，那么在解密之前先要進行解壓縮，然后將解壓文件映像到指定內存地址中。修改原程序文件的輸入表后填充HOOK—API 表中的代碼地址，間接的獲得程序的控制權，進行校驗和測試完后跳轉到原入口點（OEP）[3]。

現(xiàn)有的軟件加殼技術方法大多都改變了原有文件結構，在重定位的過程中改變程序的入口地址，加載的過程中把部分程序映射到地址空間中，若破解者知道如何在一個加殼程序中尋址，那么當文件被加載進內存時就可以找到加殼程序的信息。文章針對上述問題，提出了一種改進的加殼方法SRELF。

2 SRELF 加殼方法

2.1 SRELF 方法原理

SRELF———加殼并重構可執(zhí)行文件，最大特點是重構變形使得重構的程序呈現(xiàn)多態(tài)性。首先將目標elf 文件中的核心部分提取出來，然后與準備好的解密或解壓縮程序，反靜態(tài)分析和反動態(tài)跟蹤程序結合在一起，讓加殼程序呈現(xiàn)出多態(tài)變形性，最后遍歷整合程序，按照elf 文件標準格式重新構造一個全新的elf 可執(zhí)行文件。

2.2 SRELF 方法實現(xiàn)

如圖2 所示：SRELF 加殼方法實現(xiàn)的基本程序框圖。首先了解應用程序二進制接口文件（即擴展名為elf 文件）結構。圖3 所示為標準elf 文件的結構圖。從圖中可以看到：一個ELF 頭在文件的開始，保存了路線圖描述了文件組織情況。隨后是一些段（segments）或者一些區(qū)段（sections）。段中包含文件運行所需的信息，而保存著object 文件的信息，用于鏈接和重定位。

第一步：提取目標文件中的核心部分

提取核心部分的可執(zhí)行指令、動態(tài)鏈接表、段或節(jié)等信息。由于匯編程序中存在間接跳轉使得反匯編生成控制流圖中斷，影響了提取核心代碼的準確性，這里引入了一種間接跳轉程序方式[4]。

1）從殼運行到原始程序的OEP 進行單步向下跟蹤，遇到拋出異常后，修改溢出標志；

2）分析操作數(shù)的類型。若是直接尋址類型，進入4）；否則進入3）；

3）找到定義的語句或函數(shù)入口，設置CREAT_SUSPENDED計數(shù)器，若計數(shù)器加一，則將宿主進程作為一個掛起的子進程打開，調用GetThreadContext（）獲取子進程初始化線程的上下文；

4）判斷后的程序進行輸入鎖定，在語句序列上模擬執(zhí)定義位置與目標間接跳轉運算，對獲取寄存器內容進行復制。使用間接跳轉語句獲取elf 頭文件中的信息后， 定位到GetElfCore 的頭表，然后定位到所需代碼段的核心位置，將其中的數(shù)據(jù)復制出來。