逆向工程第004篇：跨越CM4验证机制的鸿沟（中）

一、前言

在上一篇文章的最后，我已经找出了关键的CALL语句，那么这篇文章我就带领大家来一步一步地分析这个CALL。我会将我的思路完整地展现给大家，因此分析过程可能略显冗长，我会分为两篇文章进行讨论。在整个分析过程中，我也会把我所遇到的瓶颈展示出来，毕竟我在实际分析时，也并不是一帆风顺的，遇到瓶颈属于正常情况，关键是在于应该怎么解决。考虑到绝大部分读者手中应该是没有CM4这款游戏，并没有实际动手进行逆向分析的机会，所以我在文章中添加了足够多的解释与截图，让大家仅仅是看这篇文章，就能够领会逆向分析的基本方法。我希望能够将我的思想阐述清楚，令每一位对逆向工程有兴趣的读者都能有所收获。

二、分析程序成功验证的流程

上文说到，真正影响验证结果的是位于0x0012FCEB处的值，如果该值为0，那么说明验证失败，而影响该值的是位于0x0041DB3处的CALL 004112F8这个语句的返回值，即eax中保存的值。那么我们可以进入这个CALL查看一下，并留意eax中的值的变化。

这个CALL里面只有一条语句，就是一个无条件跳转，它会跳转到0x00413080处的语句，利用IDA Pro可以查看一下该函数的流程图：

图1 函数0x00413080的流程图

由图1可以发现，该函数中拥有非常多的分支结构，很符合注册码验证的程序特征。对此，我个人的习惯是从后向前进行探索。由图中我所标出的红框中的内容可以发现，程序的所有流程，最终都要汇聚于一处，而再向上观察，可以发现一共有八个小方框，或者可以理解为一共有八种验证结果，那么由此逆推，应当可以发现正确的注册码的验证流程。这里应当先分析红框中的反汇编代码。首先是最后汇聚处的代码：

图2函数0x00413080最后一部分代码

由于这是函数0x00413080最后的代码，所以我们只需要关心包含有eax的代码即可，因为这里决定了eax中的值究竟是多少，从而最终决定验证是否成功。我们很容易就发现了两条包含有eax的语句，我已经用红框标注出来了，分别是eax的入栈与出栈的语句。可以理解为这里是为了保护eax中的值。可能有读者会问，图2中倒数第5个语句的CALL，其返回值是否会影响eax中的值呢？其实是不会的，如果不放心，当然可以用OD执行一遍，看看执行完这个CALL之后，EAX寄存器的值有没有变为红色（红色表示该寄存器的值有变动）。其实图2中最后的这几句代码的意思是恢复栈帧，让堆栈保持平衡，这里不再详细说明。

那么我们继续向上分析，来到那八个小方框处，首先看一下第一个方框处的代码：

图3 分析loc_413155处的代码

我们依旧只关心eax，可以发现图中有两处代码包含有eax，程序首先将0x0这个值赋给[ebp+var_1D1]，然后又将[ebp+var_1D1]中保存的值赋给al，那么很明显，此时的eax的值就变成了0，可以认为这第一个小方框（loc_413155）是验证失败时才会执行的，因为它间接地将0值赋给了eax。按照这个思想分析接下来的7个小方框，最终可以发现唯一的一个疑似验证成功的小方框内的反汇编代码：

图4 疑似验证成功处的代码

之所以认为这里应该就是验证成功处的流程，是因为eax的值被间接地赋值为了0x01，而这就会直接影响之后的验证流程，使得程序会认为验证成功。那么我们就可以按照这条线索不断向上查找，最终能够发现正确的程序流程。因为由上至下，是有多种路径的，而由下至上，路径是唯一的，所以很容易就能够确定路径。结合图1，可以确定流程如下：

图5 成功验证的流程

在图5中，我已经用红框标出了正确的验证流程，这是非常重要的线索，依据这个，我们就能够确定在每条分支判断中，应该执行哪条语句才能够达到最终的目标。这也是IDA Pro的Graph overview界面带来的好处。需要说明的是，图中绿色箭头代表跳转验证成功时所走的路径，而红色箭头代表验证失败时所走的路径，蓝色代表无条件跳转执行。

三、分析程序的验证算法

在图1中可以发现，一共有两处循环操作，那么可以认为这就是程序的验证机制所在，如下图所示：

图6 程序中的两处循环

按照顺序，我们先分析位于图6中的左侧的第一个循环。其起始处的反汇编代码如下：

图7 第一处循环起始处的反汇编代码

这里没有什么需要注意的，仅仅是一些初始化，可以知道程序首先要验证4个字符。需注意的是，图7中的loc_4131CE处的代码在验证第一个字符时是不执行的。接下来有：

图8

依据图8中的代码可以知道，验证程序会将注册码的ASCII码值减去0x30，然后比较该值与9的大小。由此可以认为程序是在验证用户所输入的注册码是否为数字。如果是数字（小于等于9），则将该值保存在[ebp+var_230]的位置，如果不是数字（大于9，即英文字母），则将该值减去7后，保存在[ebp+var_230]的位置。这里无论注册码是数字还是字母，保存完毕后都要跳转到loc_41322C处的语句继续执行：

图9

由图9的代码我们可以确定，CM4的注册码（前四个字符）要求只能够是由数字或者大写字母组成。因为结合图5可以知道，位于0x0041323F处的代码jg short loc_41324A一旦跳转实现，那么程序就验证失败，而这里主要是验证注册码是不是小写字母。同理位于0x00413248处的代码也会跳转到验证失败的位置。所以可知以上代码是在验证所输入字符的合法性。那么如果编写注册机，代码可以如下编写：

for ( i = 48; i <= 90; i++ )
{
    if( i >= 58 && i <= 64 ) continue;
    // 如果注册码是数字，则减去48
    if( i >= 48 && i <= 57 )
    {
        tmp[0] = i - 48;
    }
    // 如果注册码是大写字母，则减去55
    else
    {
        tmp[0] = i - 55;
    }
    for ( j = 48;j <= 90; j++ ) {}
    ……
}

由于是要生成四个字符，所以可以使用四重for循环，循环的内容就是ASCII码值。

程序继续执行。接下来如果通过了字符合法性的验证，就来到了loc_41326B的位置：

图10

图10也就是真正来到了算法运算的代码处。首先是将[ebp+var_B4]中的值与0x24相乘，该地址初始值为0，它也会保存着最终的运算结果。乘完之后，再加上[ebp+var_A8]中的值，该地址中保存有注册码的ASCII码值减去0x30（如果是数字）或者减去0x37（如果是大写字母）之后的值。一加一乘，还是很简单很好理解的。代码如下：

var_14 = 0;
for( a = 3; a >= 0; a-- )
{
    var_14 *= 36;
    var_14 += tmp[a];
}

最后程序会无条件跳转到loc_4131CE处的代码，它在我们的图7中，作用是继续验证下一个注册码字符。

那么当第一组的4个注册码都验证（运算）完毕后，结合图7的最后一句代码与图8的第一句代码可以知道，程序会跳转到loc_413291处的代码执行：

图11

图11中的代码是对注册码第一组的四个字符的运算结果的验证，它是将运算结果与0x24相除，如果有余数，那么验证成功，并跳转到loc_4132CB处继续执行。至此，我们对程序验证机制的第一个循环分析完毕。

四、遇到瓶颈

以上分析还是比较顺利的，但是接下来我就遇到了一个瓶颈，继续分析：

图12

这段代码的第一处反汇编语句出现了[ebp+var_60]，这个在我之前的分析中并未出现，这里需要将[ebp+var_60]中保存的值与我们之前运算得出的结果即[ebp+var_14]进行相加，将求和结果当做地址，取该地址中的内容再进行运算。最后需要取余数，并保存在[ebp+var_20]中，再进行下一步的运算。所以首先应当搞清楚[ebp+var_60]里面究竟是什么，利用OD查看一下：

图13

通过对数据窗口的分析可知，这里保存的似乎是一个PE文件，因为它很是符合一个PE文件的特征，因为接下来的验证过程需要从该PE文件中的特定偏移处（[ebp+var_14]）取数据进行运算，所以有必要搞清楚这个PE文件的来历。因为不同的验证码，它们位于第一重循环运算的结果，即[ebp+var_14]是不相同的，那么也就会获得不同的偏移值，获得不同的位于该偏移的数据，从而得出不同的验证结果。这么来看，这个PE文件有点像一个“密码本”，找到这个“密码本”的来历，为我所用，才能够成功编写出注册码生成器。分析至此，下一步的工作就是从头开始寻找。

其实这个说着容易，我最初分析的时候可是花费了不少时间。这个PE文件的生成，应当是在第一重验证循环之前，那么有必要分析图1中最开始的那几个CALL语句，于是就找到了以下内容：

图14

可见程序在此调用了CreateFile()这个API函数，打开了名为“cm4.epe”的文件，由于没有指定文件路径，所以可以肯定该文件就位于和游戏可执行文件同一个目录下。进入游戏目录查找，果然能够找到，利用十六进制编辑软件Hex Editor Neo打开查看一下：

图15

图15和图13大致对比一下，其数据是一致的，那么就可以认为“密码本”就是这个“cm4.epe”文件。也许这个文件还有其它功用，但是这里不进行深究，只要知道需要用其来获取注册码的数据即可。

五、继续进行运算

接下来的代码和图12中的基本一致：

图16

图17

以上两段代码同样需要“密码本”的帮助，不同的是每次的偏移值都不同，这里不再赘述。需要注意的是，图12、图16和图17中的[ebp+var_20]、[ebp+var_2C]和[ebp+var_38]中的值非常重要，直接影响下一步的验证过程，请大家通过截图搞明白这个三个数值的来历。这会在下一篇文章中进行分析。

六、小结

如果读者随着本文的分析过程，一步一步地看下来，可能会觉得这一切十分顺利，似乎没有什么困难，所谓的瓶颈也不过如此。但是事实上，由于我在分析的时候对很多事情是不知道的，一切都在摸着石头过河，总会卡在某处而不知所措，这些困难是在文章中难以体现的。也正是因为这样，如果想精通逆向分析，平时就需要大量的练习，才能在实际的分析过程中，一帆风顺。