unicorn模拟执行学习
前言
unicorn
是一个模拟执行软件,用于模拟执行各种平台的二进制文件,前几天在 twitter
上看到一篇文章,这里做个记录。
正文
记录系统调用
首先是一个简单的示例
e8ffffffffc05d6a055b29dd83c54e89e96a02030c245b31d266ba12008b39c1e710c1ef1081e9feffffff8b4500c1e010c1e81089c309fb21f8f7d021d86689450083c5024a85d20f85cfffffffec37755d7a0528ed24ed24ed0b887feb509838f95c962b9670fec6ffc6ff9f321f581e00d380
这是一段 x86_32
的 shellcode
,可以用 radare2
反汇编它
rasm2 -a x86 -b 32 -d e8ffffffffc05d6a055b29dd83c54e89e96a02030c245b31d266ba12008b39c1e710c1ef1081e9feffffff8b4500c1e010c1e81089c309fb21f8f7d021d86689450083c5024a85d20f85cfffffffec37755d7a0528ed24ed24ed0b887feb509838f95c962b9670fec6ffc6ff9f321f581e00d380
这里的目标是记录他的系统调用,在 32
中使用 int 80
来执行系统调用,所以我们在 执行 int 80
前 记录它的 寄存器信息,就可以记录系统调用了。
from unicorn import *
from unicorn.x86_const import *
shellcode = "e8ffffffffc05d6a055b29dd83c54e89e96a02030c245b31d266ba12008b39c1e710c1ef1081e9feffffff8b4500c1e010c1e81089c309fb21f8f7d021d86689450083c5024a85d20f85cfffffffec37755d7a0528ed24ed24ed0b887feb509838f95c962b9670fec6ffc6ff9f321f581e00d380".decode("hex")
BASE = 0x400000
STACK_ADDR = 0x0
STACK_SIZE = 1024*1024
mu = Uc (UC_ARCH_X86, UC_MODE_32)
mu.mem_map(BASE, 1024*1024)
mu.mem_map(STACK_ADDR, STACK_SIZE)
mu.mem_write(BASE, shellcode)
mu.reg_write(UC_X86_REG_ESP, STACK_ADDR + STACK_SIZE/2)
def syscall_num_to_name(num):
syscalls = {1: "sys_exit", 15: "sys_chmod"}
return syscalls[num]
def hook_code(mu, address, size, user_data):
#print('>>> Tracing instruction at 0x%x, instruction size = 0x%x' %(address, size))
machine_code = mu.mem_read(address, size)
if machine_code == "\xcd\x80":
r_eax = mu.reg_read(UC_X86_REG_EAX)
r_ebx = mu.reg_read(UC_X86_REG_EBX)
r_ecx = mu.reg_read(UC_X86_REG_ECX)
r_edx = mu.reg_read(UC_X86_REG_EDX)
syscall_name = syscall_num_to_name(r_eax)
print "--------------"
print "We intercepted system call: "+syscall_name
if syscall_name == "sys_chmod":
s = mu.mem_read(r_ebx, 20).split("\x00")[0]
print "arg0 = 0x%x -> %s" % (r_ebx, s)
print "arg1 = " + oct(r_ecx)
elif syscall_name == "sys_exit":
print "arg0 = " + hex(r_ebx)
exit()
mu.reg_write(UC_X86_REG_EIP, address + size)
mu.hook_add(UC_HOOK_CODE, hook_code)
mu.emu_start(BASE, BASE-1)
关键就是使用 mu.hook_add
, 使得在 unicorn
执行一条指令之前会先执行 hook_code
并且传入了与程序运行状态相关的参数,便于我们对程序状态进行操纵。在这里就是获取了 寄存器的值,然后根据系统调用号解析参数。
ARM代码模拟执行
测试程序位于
http://t.cn/RQ6viS6
其实就是执行一个递归函数,最后打印返回值
我们的目标是加速程序的执行,可以加速的原理在于,这里是递归调用,对于的参数,返回值确定,所以我们就可以对已经执行过的参数,直接设置返回值,进而加速程序的运行。
from unicorn import *
from unicorn.arm_const import *
import struct
def read(name):
with open(name) as f:
return f.read()
def u32(data):
return struct.unpack("I", data)[0]
def p32(num):
return struct.pack("I", num)
mu = Uc(UC_ARCH_ARM, UC_MODE_LITTLE_ENDIAN)
BASE = 0x10000
STACK_ADDR =
STACK_SIZE = 1024*10240x300000
mu.mem_map(BASE, 1024*1024)
mu.mem_map(STACK_ADDR, STACK_SIZE)
mu.mem_write(BASE, read("./task4"))
mu.reg_write(UC_ARM_REG_SP, STACK_ADDR + STACK_SIZE/2)
instructions_skip_list = []
CCC_ENTRY = 0x000104D0
CCC_END = 0x00010580
stack = [] # Stack for storing the arguments
d = {} # Dictionary that holds return values for given function arguments
def hook_code(mu, address, size, user_data):
#print('>>> Tracing instruction at 0x%x, instruction size = 0x%x' %(address, size))
if address == CCC_ENTRY: # Are we at the beginning of ccc function?
arg0 = mu.reg_read(UC_ARM_REG_R0) # Read the first argument. it is passed by R0
if arg0 in d: # Check whether return value for this function is already saved.
ret = d[arg0]
mu.reg_write(UC_ARM_REG_R0, ret) # Set return value in R0
mu.reg_write(UC_ARM_REG_PC, 0x105BC) # Set PC to point at "BX LR" instruction. We want to return from fibonacci function
else:
stack.append(arg0) # If return value is not saved for this argument, add it to stack.
elif address == CCC_END:
arg0 = stack.pop() # We know arguments when exiting the function
ret = mu.reg_read(UC_ARM_REG_R0) # Read the return value (R0)
d[arg0] = ret # Remember the return value for this argument
mu.hook_add(UC_HOOK_CODE, hook_code)
mu.emu_start(0x00010584, 0x000105A8)
return_value = mu.reg_read(UC_ARM_REG_R1) # We end the emulation at printf("%d\n", ccc(x)).
print "The return value is %d" % return_value
关键点,用一个数组存储了 参数:返回值
对, 从而规避一些冗余的运算。
参考
http://eternal.red/2018/unicorn-engine-tutorial/
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