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本文借助OllyDbg這款調(diào)試工具來(lái)一起討論數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)及表示形式，讓讀者對(duì)于學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及表示可以更加的感性，從而脫離純粹理論性的學(xué)習(xí)。
本文內(nèi)容較為枯燥，但是著實(shí)是學(xué)習(xí)逆向的基礎(chǔ)知識(shí)，對(duì)于從來(lái)沒(méi)有接觸過(guò)逆向或者是剛開(kāi)始接觸逆向的讀者，本文內(nèi)容還是有一定幫助的。
本文關(guān)鍵字：進(jìn)制 數(shù)據(jù)表示 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)
1.1 進(jìn)制及進(jìn)制的轉(zhuǎn)換
了解進(jìn)制的概念及進(jìn)制的轉(zhuǎn)換是學(xué)習(xí)逆向的基礎(chǔ)，因?yàn)橛?jì)算機(jī)使用的進(jìn)制是二進(jìn)制，它又不同于我們現(xiàn)實(shí)生活中使用的十進(jìn)制，因此我們必須學(xué)習(xí)不同的進(jìn)制及進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換。
1.1.1 現(xiàn)實(shí)生活中的進(jìn)制與計(jì)算機(jī)的二進(jìn)制
我們?cè)诂F(xiàn)實(shí)生活中會(huì)接觸到多種多樣的進(jìn)制，通常見(jiàn)到的有十進(jìn)制、十二進(jìn)制和二十四進(jìn)制等。下面分別對(duì)這幾種進(jìn)制進(jìn)行舉例說(shuō)明。
十進(jìn)制是每個(gè)人從上學(xué)就開(kāi)始接觸和學(xué)習(xí)的進(jìn)制表示方法。所謂的十進(jìn)制，就是逢十進(jìn)一，最簡(jiǎn)單的例子就是9+1=10。這個(gè)無(wú)需過(guò)多解釋。
十二進(jìn)制也是我們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｒ?jiàn)的表示方法。所謂的十二進(jìn)制，就是逢十二進(jìn)一，例如12個(gè)月為1年，13個(gè)月就是1年1個(gè)月。
二十四進(jìn)制也是我們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｒ?jiàn)的表示方法。所謂的二十四進(jìn)制，就是逢二十四進(jìn)一，例如24小時(shí)為1天，25小時(shí)就是1天1小時(shí)。
介紹了以上現(xiàn)實(shí)生活中的例子后，我們?cè)賮?lái)說(shuō)說(shuō)計(jì)算機(jī)中的二進(jìn)制。根據(jù)前面各種進(jìn)制的解釋?zhuān)覀兛梢韵氲，二進(jìn)制就是逢二進(jìn)一。這里舉個(gè)不太恰當(dāng)?shù)睦，例?斤就是1公斤。
在計(jì)算機(jī)中為什么使用二進(jìn)制呢？簡(jiǎn)單說(shuō)就是計(jì)算機(jī)用高電平和低電平來(lái)表示1和0最為方便和穩(wěn)定，高電平被認(rèn)為是1，低電平被認(rèn)為是0，這就是所謂的二進(jìn)制的來(lái)源。
由于二進(jìn)制在閱讀上不方便，計(jì)算機(jī)又引入了十六進(jìn)制來(lái)直觀(guān)地表示二進(jìn)制。所謂的十六進(jìn)制，就是逢十六進(jìn)一。
因此在計(jì)算機(jī)中，我們常見(jiàn)的數(shù)據(jù)表示方法有二進(jìn)制、十進(jìn)制和十六進(jìn)制。
1.1.2 進(jìn)制的定義
在學(xué)習(xí)小學(xué)數(shù)學(xué)的時(shí)候我們就學(xué)習(xí)了十進(jìn)制，十進(jìn)制一共有十個(gè)數(shù)字，從0一直到9，9再往后數(shù)一個(gè)的時(shí)候要產(chǎn)生進(jìn)位，也就是逢十進(jìn)一？偨Y(jié)十進(jìn)制的定義則是，由0到9十個(gè)數(shù)字組成，并且逢十進(jìn)一。
舉一反一地來(lái)說(shuō)，二進(jìn)制的定義是，由0到1兩個(gè)數(shù)字組成，逢二進(jìn)一。十六進(jìn)制的定義是由0到9十個(gè)數(shù)字和A到F六個(gè)字母組成，逢十六進(jìn)一。
由此，我們衍生出N進(jìn)制的定義是，由N個(gè)符號(hào)組成，逢N進(jìn)一。
表1-1所列為這三種進(jìn)制的數(shù)字表。
表1-1 二進(jìn)制、十進(jìn)制和十六進(jìn)制數(shù)字表
數(shù) 制 基 數(shù) 數(shù) 字
二進(jìn)制 2 0 1
十進(jìn)制 10 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
十六進(jìn)制 16 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F
1.1.3 進(jìn)制的轉(zhuǎn)換
在逆向當(dāng)中，我們直接面對(duì)的通常是十六進(jìn)制，而由于很多原因，我們需要將其當(dāng)作十進(jìn)制或二進(jìn)制來(lái)查看，當(dāng)然也有可能需要根據(jù)二進(jìn)制轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制或十進(jìn)制。所以，我們就需要掌握進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換。
1．二進(jìn)制轉(zhuǎn)十進(jìn)制
二進(jìn)制整數(shù)的每個(gè)位都是2的冪次方，最低位是2的0次方，最高為是2的（N-1）次方，我們通過(guò)一個(gè)例子進(jìn)行說(shuō)明。我們把二進(jìn)制數(shù)10010011轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)，計(jì)算方式如下：
10010011 = 1 × 27+ 0 × 26+ 0 × 25+ 1 × 24+ 0 × 23+ 0 × 22+ 1 × 21+ 1 × 20 = 128 + 0 + 0 +16 + 0 + 0 + 2 + 1 = 147
我們得出的結(jié)果是，把二進(jìn)制10010011轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制后是147。我們用計(jì)算機(jī)進(jìn)行驗(yàn)算，如圖1-1和圖1-2所示。
從圖1-1和圖1-2中可以看出，我們的計(jì)算結(jié)果是正確的，由此讀者在計(jì)算二進(jìn)制時(shí)按照上面轉(zhuǎn)換的例子進(jìn)行轉(zhuǎn)換即可。
圖1-1 驗(yàn)算二進(jìn)制（一）
圖1-2 驗(yàn)算二進(jìn)制（二）
2．十六進(jìn)制與二進(jìn)制的轉(zhuǎn)換
由于一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)值用二進(jìn)制表示需要很長(zhǎng)的位數(shù)，這樣對(duì)于閱讀很不方便，因此匯編和調(diào)試器常用十六進(jìn)制表示二進(jìn)制。十六進(jìn)制的每個(gè)位可以代表4個(gè)二進(jìn)制位，因?yàn)?的4次方剛好是16。這樣，在二進(jìn)制與十六進(jìn)制之間就產(chǎn)生了一個(gè)很好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，如表1-2所列。
表1-2 二進(jìn)制對(duì)應(yīng)的十六進(jìn)制與十進(jìn)制數(shù)（節(jié)選）
根據(jù)此表，我們可以很快地把二進(jìn)制和十六進(jìn)制進(jìn)行轉(zhuǎn)換，把上例的二進(jìn)制10010011轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制，轉(zhuǎn)換過(guò)程如下：
第一步，把10010011從最低開(kāi)始按每四位分為一組，不足四位前面補(bǔ)0，劃分結(jié)果為1001 0011；
第二步，把劃分好的組進(jìn)行查表，1001對(duì)應(yīng)十六進(jìn)制是9，0011對(duì)應(yīng)的十六進(jìn)制是3。
那么，二進(jìn)制10010011轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制后的值是93。讀者可以通過(guò)計(jì)算器自行進(jìn)行驗(yàn)算。
在逆向中常用的就是二進(jìn)制與十進(jìn)制的轉(zhuǎn)換，或者是二進(jìn)制與十六進(jìn)制的轉(zhuǎn)換，其他的轉(zhuǎn)換方式讀者可以自行查找資料進(jìn)行學(xué)習(xí)。關(guān)于十六進(jìn)制和二進(jìn)制需要記住的重要一點(diǎn)就是，一位十六進(jìn)制數(shù)可以表示四位二進(jìn)制數(shù)。
1.2 數(shù)據(jù)寬度、字節(jié)序和ASCII碼
前面介紹了計(jì)算機(jī)中常用的進(jìn)制表示方法和轉(zhuǎn)換，現(xiàn)在讀者知道了計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)的都是二進(jìn)制的數(shù)據(jù)，那么接下來(lái)要討論的是在計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的單位以及數(shù)據(jù)是如何存儲(chǔ)在存儲(chǔ)空間的。
1.2.1 數(shù)據(jù)的寬度
數(shù)據(jù)的寬度是指數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的尺寸。在計(jì)算機(jī)中，所有數(shù)據(jù)的基本存儲(chǔ)單位都是字節(jié)（byte），每個(gè)字節(jié)占8個(gè)位（位是計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)的最小單位，而不是基本單位，因?yàn)樵诖鎯?chǔ)數(shù)據(jù)時(shí)幾乎沒(méi)有按位進(jìn)行存儲(chǔ)的）。其他的存儲(chǔ)單位還有字（word）、雙字（dword）和八字節(jié)（qword）。
圖1-3 給出各個(gè)存儲(chǔ)單位所包含的位數(shù)。
在計(jì)算機(jī)編程中，常用的幾個(gè)重要數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單位分別就是byte、word和dword，這幾個(gè)存儲(chǔ)單位稍后我們會(huì)使用到。
1.2.2 數(shù)值的表示范圍
在計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)數(shù)值時(shí)，也是要依據(jù)前面介紹過(guò)的數(shù)據(jù)寬度進(jìn)行存儲(chǔ)的，那么在存儲(chǔ)數(shù)據(jù)時(shí)由于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的寬度限制，數(shù)值的表示也是有范圍限制的。那么byte、word和dword能存儲(chǔ)多少數(shù)據(jù)呢？我們先來(lái)計(jì)算一下，如果按位存儲(chǔ)的話(huà)，能存儲(chǔ)多少個(gè)數(shù)據(jù)，再分別來(lái)計(jì)算以上三種單位能夠存儲(chǔ)的數(shù)值的范圍。
計(jì)算機(jī)使用二進(jìn)制進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)時(shí)，一位二進(jìn)制最多能表示幾個(gè)數(shù)呢？因?yàn)槭嵌M(jìn)制數(shù)，只存在0和1兩個(gè)數(shù)，所以一位二進(jìn)制數(shù)最多能表示兩個(gè)數(shù)，分別是0和1。那么，兩位二進(jìn)制最多能表示幾個(gè)數(shù)呢？因?yàn)橐晃欢M(jìn)制數(shù)能表示兩個(gè)數(shù)，所以?xún)晌欢M(jìn)制數(shù)則能表示2的2次方個(gè)數(shù)，即4個(gè)數(shù)，分別是0、1、10、11。進(jìn)一步地，三位二進(jìn)制數(shù)能表示的就是2的3次方個(gè)數(shù)，即8個(gè)數(shù)，分別是0、1、10、11、100、101、110、111。
上面的過(guò)程可以整理成表1-3。
表1-3 N位二進(jìn)制位能夠表示的數(shù)
二進(jìn)制位數(shù) 表示數(shù)的個(gè)數(shù) 表示的數(shù) 2的N次方
1 2 0、1 2的1次方
2 4 0、1、10、11 2的2次方
3 8 0、1、10、11、100、101、110、111 2的3次方
根據(jù)表1-3計(jì)算的byte、word和dword三種數(shù)據(jù)存儲(chǔ)寬度能表示的數(shù)據(jù)的范圍如表1-4所列。
表1-4 無(wú)符號(hào)整數(shù)的表示范圍
存儲(chǔ)單位 十進(jìn)制范圍 十六進(jìn)制范圍 2的N次方
byte 0～255 0～FF 2的8次方
word 0～65535 0～FFFF 2的16次方
dword 0～FFFFFFFF 2的32次方
2的8次方是256，為什么數(shù)值只有0～255個(gè)呢？因?yàn)橛?jì)算機(jī)計(jì)數(shù)是從0開(kāi)始，從0到255同樣是256個(gè)數(shù)，這里的2的8次方表示能夠表示數(shù)值的個(gè)數(shù)，而不是能夠表示數(shù)值的最大的數(shù)。
所以
0001 是2的零次方，為1
0010 是二的1次方 ，為2（2^1）
0100 是二的平方（2次方），為4(2^2)
1000 是二的立方（3次方），為8(2^3)
即8 4 2 1 計(jì)算就很方便了 1111H即8+4+2+1為15，對(duì)應(yīng)16進(jìn)制為F
1.2.3 字節(jié)序
字節(jié)序也稱(chēng)為字節(jié)順序，在計(jì)算機(jī)中對(duì)數(shù)值的存儲(chǔ)有一定的標(biāo)準(zhǔn)，而該標(biāo)準(zhǔn)隨著系統(tǒng)架構(gòu)的不同而不同。了解字節(jié)存儲(chǔ)順序?qū)τ谀嫦蚬こ淌且豁?xiàng)基礎(chǔ)知識(shí)，在動(dòng)態(tài)分析程序的時(shí)候，往往需要觀(guān)察內(nèi)存數(shù)據(jù)的變化情況，這就需要我們?cè)谡莆諗?shù)據(jù)的存儲(chǔ)寬度、范圍之后，進(jìn)一步了解字節(jié)順序。
通常情況下，數(shù)值在內(nèi)存中存儲(chǔ)的方式有兩種，一種是大尾方式，另一種是小尾方式。關(guān)于字節(jié)序的知識(shí)，通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的例子就可以掌握。
比如有0x01020304（C語(yǔ)言中對(duì)十六進(jìn)制數(shù)的表示方式）這樣一個(gè)數(shù)值，如果用大尾方式存儲(chǔ)，其存儲(chǔ)方式為01 02 03 04，而用小尾方式進(jìn)行存儲(chǔ)則是04 03 02 01，用更直觀(guān)的方式展示其區(qū)別，如表1-5所列。
表1-5 字節(jié)順序?qū)Ρ缺?/p>
從兩個(gè)地址列可以看出，地址的值都是一定的，沒(méi)有變化，而數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)順序卻是不相同的。從表中可以得到如下結(jié)論。
大尾存儲(chǔ)方式：內(nèi)存高位地址存放數(shù)據(jù)低位字節(jié)數(shù)據(jù)，內(nèi)存低位地址存放數(shù)據(jù)高位字節(jié)數(shù)據(jù)；
小尾存儲(chǔ)方式：內(nèi)存高位地址存放數(shù)據(jù)高位字節(jié)數(shù)據(jù)，內(nèi)存低位地址存放數(shù)據(jù)低位字節(jié)數(shù)據(jù)。
通常情況下，Windows操作系統(tǒng)兼容的CPU為小尾存儲(chǔ)方式，而Unix操作系統(tǒng)兼容的CPU多為大尾存儲(chǔ)方式。在網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的字節(jié)順序使用的是大尾存儲(chǔ)方式。
首先，為什么會(huì)有小端字節(jié)序？
答案是，計(jì)算機(jī)電路先處理低位字節(jié)，效率比較高，因?yàn)橛?jì)算都是從低位開(kāi)始的。所以，計(jì)算機(jī)的內(nèi)部處理都是小端字節(jié)序。
但是，人類(lèi)還是習(xí)慣讀寫(xiě)大端字節(jié)序。所以，除了計(jì)算機(jī)的內(nèi)部處理，其他的場(chǎng)合幾乎都是大端字節(jié)序，比如網(wǎng)絡(luò)傳輸和文件儲(chǔ)存。
計(jì)算機(jī)處理字節(jié)序的時(shí)候，不知道什么是高位字節(jié)，什么是低位字節(jié)。它只知道按順序讀取字節(jié)，先讀第一個(gè)字節(jié)，再讀第二個(gè)字節(jié)。
如果是大端字節(jié)序，先讀到的就是高位字節(jié)，后讀到的就是低位字節(jié)。小端字節(jié)序正好相反。
理解這一點(diǎn)，才能理解計(jì)算機(jī)如何處理字節(jié)序。
字節(jié)序的處理，就是一句話(huà)：
"只有讀取的時(shí)候，才必須區(qū)分字節(jié)序，其他情況都不用考慮。"
處理器讀取外部數(shù)據(jù)的時(shí)候，必須知道數(shù)據(jù)的字節(jié)序，將其轉(zhuǎn)成正確的值。然后，就正常使用這個(gè)值，完全不用再考慮字節(jié)序。
即使是向外部設(shè)備寫(xiě)入數(shù)據(jù)，也不用考慮字節(jié)序，正常寫(xiě)入一個(gè)值即可。外部設(shè)備會(huì)自己處理字節(jié)序的問(wèn)題。
6.
舉例來(lái)說(shuō)，處理器讀入一個(gè)16位整數(shù)。如果是大端字節(jié)序，就按下面的方式轉(zhuǎn)成值。
x = buf[offset] * 256 + buf[offset+1];
上面代碼中，buf是整個(gè)數(shù)據(jù)塊在內(nèi)存中的起始地址，offset是當(dāng)前正在讀取的位置。第一個(gè)字節(jié)乘以256，再加上第二個(gè)字節(jié)，就是大端字節(jié)序的值，這個(gè)式子可以用邏輯運(yùn)算符改寫(xiě)。
x = buf[offset]<<8 | buf[offset+1];
上面代碼中，第一個(gè)字節(jié)左移8位（即后面添8個(gè)0），然后再與第二個(gè)字節(jié)進(jìn)行或運(yùn)算。
如果是小端字節(jié)序，用下面的公式轉(zhuǎn)成值。
x = buf[offset+1] * 256 + buf[offset];
32位整數(shù)的求值公式也是一樣的。
/* 大端字節(jié)序 */ i = (data[3]<<0) | (data[2]<<8) | (data[1]<<16) | (data[0]<<24); /* 小端字節(jié)序 */ i = (data[0]<<0) | (data[1]<<8) | (data[2]<<16) | (data[3]<<24);
1.2.4 ASCII碼
計(jì)算機(jī)智能存儲(chǔ)二進(jìn)制數(shù)據(jù)，那么計(jì)算機(jī)是如何存儲(chǔ)字符的呢？為了存儲(chǔ)字符，計(jì)算機(jī)必須支持特定的字符集，字符集的作用是將字符映射為整數(shù)。早期字符集僅僅使用8個(gè)二進(jìn)制數(shù)據(jù)位進(jìn)行存儲(chǔ)，即ASCII碼。后來(lái)，由于全世界語(yǔ)言的種類(lèi)繁多，又產(chǎn)生了新的字符集Unicode字符編碼。
ASCII碼是美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)信息交換碼的字母縮寫(xiě)，在A(yíng)SCII字符集中，每個(gè)字符由唯一的7位整數(shù)表示。ASCII碼僅使用了每個(gè)字節(jié)的低7位，最高位被不同計(jì)算機(jī)用來(lái)創(chuàng)建私有字符集。由于標(biāo)準(zhǔn)ASCII碼僅使用7位，因此十進(jìn)制表示范圍是0～127共128個(gè)字符。
在編程與逆向中都會(huì)用到ASCII碼，因此有必要記住常用的ASCII字符對(duì)應(yīng)的十六進(jìn)制和十進(jìn)制數(shù)。常用的ASCII字符如表1-6所列。
表1-6 常用ASCII碼表
字 符 十進(jìn)制 十六進(jìn)制 說(shuō) 明
LF 10 0AH 換行
CR 13 0DH 回車(chē)
SP 32 20H 空格
0～9 48～57 30H～39H 數(shù)字
A~Z 65~90 41H~5AH 大寫(xiě)字母
a~z 97~122 61H~7AH 小寫(xiě)字母
表1-6是經(jīng)常使用到的ASCII字符，這些字符是經(jīng)常會(huì)見(jiàn)到和用到的，希望讀者能將其保存，以便使用之時(shí)可以快速查閱。
Unicode編碼是為了使字符編碼更進(jìn)一步符合國(guó)際化而進(jìn)行的擴(kuò)展，Unicode使用一個(gè)字（也就是兩個(gè)字節(jié)，即16位）來(lái)表示一個(gè)字符。這里不做過(guò)多的介紹。
1.3 在OD中查看數(shù)據(jù)
在逆向分析中，調(diào)試工具可以說(shuō)是非常重要的。調(diào)試器能夠跟蹤一個(gè)進(jìn)程的運(yùn)行時(shí)狀態(tài)，在逆向分析中稱(chēng)為動(dòng)態(tài)分析工具。動(dòng)態(tài)調(diào)試會(huì)用在很多方面，比如漏洞的挖掘、游戲外掛的分析、軟件加密解密等方面。本節(jié)介紹應(yīng)用層下最流行的調(diào)試工具OllyDbg。
OllyDbg簡(jiǎn)稱(chēng)OD，是一款具有可視化界面的運(yùn)行在應(yīng)用層的32位的反匯編逆向調(diào)試分析工具。OD是所有進(jìn)行逆向分析人員都離不開(kāi)的工具。它的流行，主要原因是操作簡(jiǎn)單、參考文檔豐富、支持插件功能等。
熟悉OD
OD的操作非常簡(jiǎn)單，但是由于逆向是一門(mén)實(shí)戰(zhàn)性和綜合性非常強(qiáng)的技術(shù)，因此要真正熟練掌握OD的使用卻并不是容易的事，單憑操作而言看似沒(méi)有太多的技術(shù)含量，但是其真正的精髓在于配合逆向的思路來(lái)達(dá)到逆向者的目的。
1．OD的選型
為什么先介紹OD的選型，而不直接開(kāi)始介紹OD的使用呢？OD的主流版本是1.10和待崛起的2.0。雖然它的主流版本是1.10，但是它仍然存在很多修改版。所謂修改版，就是由用戶(hù)自己對(duì)OD進(jìn)行修改而產(chǎn)生的，類(lèi)似于病毒的免殺。OD雖然是動(dòng)態(tài)調(diào)試工具，但是由于其強(qiáng)大的功能經(jīng)常被很多人用在軟件破解等方面，導(dǎo)致很多作者的心血付諸東流。軟件的作者為了防止軟件被OD調(diào)試，加入了很多專(zhuān)門(mén)針對(duì)OD進(jìn)行調(diào)試的反調(diào)試功能來(lái)保護(hù)自
己的軟件不被調(diào)試，從而不被破解；而破解者為了能夠繼續(xù)使用OD來(lái)破解軟件，則不得不對(duì)OD進(jìn)行修改，從而達(dá)到反反調(diào)試的效果。
調(diào)試、反調(diào)試、反反調(diào)試，對(duì)于新接觸調(diào)試的愛(ài)好者來(lái)說(shuō)容易混淆。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，反調(diào)試是阻止使用OD進(jìn)行調(diào)試，而反反調(diào)試是突破反調(diào)試?yán)^續(xù)進(jìn)行調(diào)試。OD的修改版本之所以很多，目的就是為了能夠更好地突破軟件的反調(diào)試功能。
因此，如果從學(xué)習(xí)的角度來(lái)講，建議選擇原版的OD進(jìn)行使用。在使用的過(guò)程中，除了會(huì)掌握很多調(diào)試技巧外，還會(huì)學(xué)到很多反調(diào)試的技巧，從而掌握反反調(diào)試的技巧。如果在實(shí)際的應(yīng)用中，則可以直接使用修改版的OD，避免OD被軟件反調(diào)試，從而提高逆向調(diào)試分析的速度。
2．熟悉OD主界面
OD的發(fā)行是一個(gè)壓縮包，解壓即可運(yùn)行使用，運(yùn)行OD解壓目錄總的ollydbg.exe程序，就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)分布恰當(dāng)、有菜單有面板和能輸入命令的看著很強(qiáng)大的軟件窗口，如圖1-4所示。
在圖1-4的OD調(diào)試主窗口中的工作區(qū)大致可以分為6個(gè)部分，按照從左往右、從上往下，這6部分分別是反匯編窗口、信息提示窗口、數(shù)據(jù)窗口、寄存器窗口、棧窗口和命令窗口。下面分別介紹各個(gè)窗口的用法。
反匯編窗口：該窗口用于顯示反匯編代碼，調(diào)試分析程序主要在這個(gè)窗口中進(jìn)行，這也是進(jìn)行調(diào)試分析的主要工作窗口。
信息提示窗口：該窗口用于顯示與反匯編窗口中上下文環(huán)境相關(guān)的內(nèi)存、寄存器或跳轉(zhuǎn)來(lái)源、調(diào)用來(lái)源等信息。
數(shù)據(jù)窗口：該窗口用于以多種格式顯示內(nèi)存中的內(nèi)容，可使用的格式有Hex、文本、短型、長(zhǎng)型、浮點(diǎn)、地址和反匯編等。
寄存器窗口：該窗口用于顯示各個(gè)寄存器的內(nèi)容，包括前面介紹的通用寄存器、段寄存器、標(biāo)志寄存器、浮點(diǎn)寄存器。另外，還可以在寄存器窗口中的右鍵菜單選擇顯示MMX寄存器、3DNow!寄存器和調(diào)試寄存器等。
棧窗口：該窗口用于顯示棧內(nèi)容、棧幀，即ESP或EBP寄存器指向的地址部分。
命令窗口：該窗口用于輸入命令來(lái)簡(jiǎn)化調(diào)試分析的工作，該窗口并非基本窗口，而是由OD的插件提供的功能，由于幾乎所有的OD使用者都會(huì)使用該插件，因此有必要把它也列入主窗口中。
圖1-4 OD調(diào)試主窗口
3．在數(shù)據(jù)窗口中查看數(shù)據(jù)
前面已經(jīng)介紹，OD是一款應(yīng)用層下的調(diào)試工具，它除了可以進(jìn)行軟件的調(diào)試以外，還可以幫助我們學(xué)習(xí)前面介紹的數(shù)據(jù)寬度、進(jìn)制轉(zhuǎn)換等知識(shí)，而且能夠幫助我們學(xué)習(xí)匯編語(yǔ)言。本節(jié)主要介紹通過(guò)OD的數(shù)據(jù)窗口來(lái)觀(guān)察數(shù)據(jù)寬度。
為了能夠直觀(guān)地觀(guān)察內(nèi)存中的數(shù)據(jù)，我們通過(guò)RadAsm創(chuàng)建一個(gè)沒(méi)有資源的匯編工程，然后編寫(xiě)一段自己的匯編代碼，代碼如下：
.386
.modelflat,stdcall
optioncasemap:none
includewindows.inc
includekernel32.inc
includelibkernel32.lib
.data
var1dd00000012h;16進(jìn)制
var2dd12;10進(jìn)制
var3dd11b;2進(jìn)制
;字節(jié)
b1db11h;16進(jìn)制
b2db22h
b3db33h
b4db44h
;字
w1dw5566h;16進(jìn)制
w2dw7788h
;雙字
ddd12345678h;16進(jìn)制
.code
start:
invokeExitProcess,0
endstart
在上面的代碼中，定義了10個(gè)全局變量。首先，var1、var2和var3分別定義了dword類(lèi)型的3個(gè)變量，其中var1的值是十六進(jìn)制的12h，var2的值是十進(jìn)制的12，var3的值是2進(jìn)制的11b。b1到b4四個(gè)變量是字節(jié)類(lèi)型的，w1和w2兩個(gè)變量是字類(lèi)型的，d變量是dword類(lèi)型的。
這10個(gè)全局變量就是我們要考察的關(guān)鍵。在RadAsm中進(jìn)行編譯連接后，直接按下Ctrl + D這個(gè)快捷鍵，即可在RadAsm安裝時(shí)自帶的OD中打開(kāi)。在OD調(diào)試器中打開(kāi)該程序后，觀(guān)察它的數(shù)據(jù)窗口（如圖1-5所示）。
圖1-5 數(shù)據(jù)窗口中查看變量
在圖1-5中，數(shù)據(jù)窗口一共有3列，分別是地址列、HEX數(shù)據(jù)列和ASCII列。這3個(gè)列，可以通過(guò)單擊鼠標(biāo)右鍵來(lái)改變現(xiàn)實(shí)方式和顯示的列數(shù)。在地址00403000處開(kāi)始的4個(gè)字節(jié)12 00 00 00是十六進(jìn)制的12，也就是在匯編代碼中定義的var1；在地址00403004處的4個(gè)字節(jié)0C 00 00 00是十六進(jìn)制0C，也就是在匯編代碼中定義的var2，var2變量定義的值是十進(jìn)制的12，也就是十六進(jìn)制的0C；在地址00403008處的4個(gè)字節(jié)03 00 00 00是十六進(jìn)制的03，也就是在匯編代碼中定義的var3，var3變量定義的值是2進(jìn)制的11，也就是十六進(jìn)制的03。
這3個(gè)變量在我們定義的時(shí)候都是以dd進(jìn)行的，都是dword類(lèi)型的變量，分別各占用4字節(jié)，因此在內(nèi)存中，前3個(gè)變量分別是12 00 00 00、0C 00 00 00和03 00 00 00。
在地址0040300C處的值是11 22 33 44，這4個(gè)值分別是我們定義b1、b2、b3和b4 4個(gè)字節(jié)型的變量，這4變量按照內(nèi)存由低到高的順序顯示分別是11、22、33、44。
在地址00403010處顯示的值是66 55 88 77，這4個(gè)值分別對(duì)應(yīng)我們定義的w1和w2兩個(gè)字型變量，但是我們定義的變量w1的值是5566h，w2的值是7788h，在內(nèi)存中為何顯示的是6655和8877呢？這就是我們提到過(guò)的字節(jié)順序的問(wèn)題。我們的主機(jī)采用的是小尾方式存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，也就是數(shù)據(jù)的低位存放在內(nèi)存的低地址中，數(shù)據(jù)的高位存放在內(nèi)存的高地址中，因此在地址00403020中存放的是5566H的低位數(shù)據(jù)66，在地址00403021中存放的是5566H的高位數(shù)據(jù)55，在內(nèi)存看時(shí)，順序是相反的。
在地址00403014處存放的是78 56 34 12，這是我們定義的最后一個(gè)變量d，它也是按照小尾方式存儲(chǔ)在內(nèi)存中的。因此，在查看內(nèi)存時(shí)順序也是反的。
OD提供了多種查看內(nèi)存數(shù)據(jù)的方式，通過(guò)在數(shù)據(jù)窗口中單擊鼠標(biāo)右鍵，會(huì)彈出如圖1-6所示菜單。
當(dāng)在數(shù)據(jù)窗口中選擇數(shù)據(jù)時(shí)，右鍵的菜單提供編輯、賦值、查找、斷點(diǎn)功能，如圖1-7所示。
圖1-6 查看數(shù)據(jù)方式的菜單選項(xiàng)
圖1-7 OD中對(duì)數(shù)據(jù)操作的菜單
4．通過(guò)命令窗口改變數(shù)據(jù)窗口顯示方式
在圖1-4中的最下方可以看到有一個(gè)輸入命令的編輯框，在此處可以輸入OD的相關(guān)命令以提高調(diào)試的速度。本小節(jié)就介紹如果通過(guò)命令窗口來(lái)改變數(shù)據(jù)窗口的顯示方式。
在上面代碼中定義變量時(shí)，使用了db、dw和dd三種類(lèi)型，在OD的命令窗口中也同樣可以使用者3個(gè)命令，其格式分別如表1-7所列。
表1-7 命令窗口改變數(shù)據(jù)顯示命令格式
命 令 格 式 說(shuō) 明 舉 例
db db address 按字節(jié)的方式查看 db 403000
dw dw address 按字的方式查看 dw 403000
dd dd address 按雙字的方式查看 dd 403000
將表1-7中的命令在命令窗口中進(jìn)行輸入，數(shù)據(jù)窗口的變化和數(shù)值顯示的變化分別如圖1-8、圖1-9和圖1-10所示。
圖1-8 dd命令顯示的數(shù)據(jù)窗口
圖1-9 dw命令顯示的數(shù)據(jù)窗口
圖1-10 db命令顯示的數(shù)據(jù)窗口
從圖中可以看出不同方式下數(shù)據(jù)窗口顯示的樣式，但是無(wú)論使用哪種方式顯示數(shù)據(jù)，地址列總是會(huì)顯示在最前面的，只要我們知道數(shù)據(jù)的地址，就可以直接在命令窗口中輸入顯示數(shù)據(jù)的格式來(lái)查看指定內(nèi)存中的數(shù)據(jù)。
1.4 編程判斷主機(jī)字符序
編程判斷主機(jī)字節(jié)序是更進(jìn)一步掌握字節(jié)序的方式，本小節(jié)給出兩種對(duì)主機(jī)的字節(jié)序進(jìn)行判斷的方式。
1.4.1 字節(jié)序相關(guān)函數(shù)
在TCP/IP網(wǎng)絡(luò)編程中會(huì)涉及關(guān)于字節(jié)序的函數(shù)，TCP/IP協(xié)議中傳遞數(shù)據(jù)是以網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序進(jìn)行傳輸?shù)，網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序是指網(wǎng)絡(luò)傳輸相關(guān)協(xié)議所規(guī)定的字節(jié)傳輸?shù)捻樞，TCP/IP協(xié)議所使用的網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序與大尾方式相同。而主機(jī)字節(jié)序包含大尾方式與小尾方式，因此在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)會(huì)進(jìn)行相應(yīng)的判斷，如果主機(jī)字節(jié)序是大尾方式則無(wú)需進(jìn)行轉(zhuǎn)換即可傳輸，如果主機(jī)字節(jié)序是小尾方式則需要轉(zhuǎn)換成網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序（也就是轉(zhuǎn)換成大尾方式）然后進(jìn)行傳輸。
常用的字節(jié)序涉及的函數(shù)有如下幾個(gè)：
u_short?htons(u_short?hostshort);
u_long?htonl(u_long?hostlong);
u_short?ntohs(u_short?netshort);
u_long?ntohl(u_long?netlong);
在這4個(gè)函數(shù)中，前兩個(gè)是將主機(jī)字節(jié)序轉(zhuǎn)換成網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序，后兩個(gè)是將網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序轉(zhuǎn)換為主機(jī)字節(jié)序。關(guān)于更多的字節(jié)序的函數(shù)可參考MSDN。
1.4.2 編程判斷主機(jī)字節(jié)序
“編程判斷主機(jī)字節(jié)序”是很多殺毒軟件公司或者安全開(kāi)發(fā)職位的一道面試題，因?yàn)檫@個(gè)題目比較基礎(chǔ)。通過(guò)前面的知識(shí)，相信讀者能夠很容易地實(shí)現(xiàn)該程序。這里給出筆者自己對(duì)于該題目的實(shí)現(xiàn)方法。筆者認(rèn)為，完成該題目有兩種方法，第一種方法是“取值比較法”，第二種方法是“直接轉(zhuǎn)換比較法”。
1．取值比較法
所謂取值比較法，是首先定義一個(gè)4字節(jié)的十六進(jìn)制數(shù)。因?yàn)槭褂谜{(diào)試器查看內(nèi)存最直觀(guān)的就是十六進(jìn)制，所以定義十六進(jìn)制數(shù)是一個(gè)操作起來(lái)比較直觀(guān)的方法。而后通過(guò)指針?lè)绞饺〕鲞@個(gè)十六進(jìn)制數(shù)在“內(nèi)存”中的某一個(gè)字節(jié)，最后與實(shí)際數(shù)值中相對(duì)應(yīng)的數(shù)進(jìn)行比較。
由于字節(jié)序的原因，內(nèi)存中的某字節(jié)與實(shí)際數(shù)值中對(duì)應(yīng)的字節(jié)可能不相同，這樣就可以確定字節(jié)序了。
代碼如下：
#include
#include
intmain(intargc,char*argv[])
{
DWORDdwSmallNum=0x01020304;
if(*(BYTE*)&dwSmallNum==0x04)
{
printf("SmallSequence.");
}
else
{
printf("BigSequence.");
}
return0;
}
以上代碼中，定義了0x01020304這個(gè)十六進(jìn)制數(shù)，其在小尾方式內(nèi)存中的存儲(chǔ)順序?yàn)?4 03 02 01。取(BYTE)&dwSmallNum內(nèi)存中的低地址位的值，如果是小尾方式的話(huà)，那么低地址存儲(chǔ)的值為0x04；如果是大尾方式的話(huà)，則低地址存儲(chǔ)的值為0x01。
2．直接轉(zhuǎn)換比較法
所謂直接轉(zhuǎn)換比較法，是利用字節(jié)序轉(zhuǎn)換函數(shù)將所定義的值進(jìn)行轉(zhuǎn)換，然后用轉(zhuǎn)換后的值與原值進(jìn)行比較。如果原值與轉(zhuǎn)換后的值相同，說(shuō)明是大尾方式，否則為小尾方式。
代碼如下：
#include
#include
#pragmacomment(lib,"ws2_32")
intmain(intargc,char*argv[])
{
DWORDdwSmallNum=0x01020304;
if(dwSmallNum==htonl(dwSmallNum))
{
printf("SmallSequence.");
}
else
{
printf("BigSequence.");
}
return0;
}
這種方式比較直接，其前提是網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序是固定的，就是大尾方式。因?yàn)槭潜容^，所以就要有一個(gè)參照物。如果原值轉(zhuǎn)換后的結(jié)果與原值相同，就說(shuō)明該主機(jī)是大尾方式存儲(chǔ)，反之則是小尾方式。
1.5 總結(jié)
本文對(duì)內(nèi)存中存儲(chǔ)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的方式進(jìn)行了闡述，并且在最后部分介紹了如何使用OD調(diào)試器來(lái)查看內(nèi)存中的數(shù)據(jù)。在學(xué)習(xí)編程時(shí)，都會(huì)從數(shù)據(jù)類(lèi)型開(kāi)始介紹，不同的數(shù)據(jù)類(lèi)型都是以二進(jìn)制的方式存儲(chǔ)在內(nèi)存中的，只是它們存儲(chǔ)的方式不同，或者是存儲(chǔ)的寬度不同。在我們學(xué)習(xí)逆向時(shí)，也首先講解了數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)及數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)方式。
什么是“軟件逆向工程”
術(shù)語(yǔ)“逆向工程”源自硬件領(lǐng)域，在軟件領(lǐng)域目前還沒(méi)有明確的定義。就筆者個(gè)人的理解簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，軟件逆向是通過(guò)觀(guān)察分析軟件或程序的行為、數(shù)據(jù)和代碼等，來(lái)還原其設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，或者推導(dǎo)出更高抽象層次的表示。
軟件工程與軟件逆向工程的區(qū)別
對(duì)于軟件工程而言，軟件的設(shè)計(jì)講究封裝，將各個(gè)模塊進(jìn)行封裝，將具體的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行隱藏，只暴露一個(gè)接口給使用者。對(duì)于模塊的使用者而言，封裝好的模塊相當(dāng)于一個(gè)“黑盒子”，使用者使用“盒子”時(shí)，無(wú)需關(guān)心“盒子”的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)，只需要按照模塊預(yù)留的接口進(jìn)行使用即可。
軟件逆向工程對(duì)于軟件工程而言，卻是正好相反的。對(duì)軟件進(jìn)行逆向工程時(shí)要查看軟件的行為，即軟件的輸入與輸出的情況；要查看軟件的文件列表，即軟件使用了哪些動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)（哪些動(dòng)態(tài)連接庫(kù)是作者編寫(xiě)的，哪些動(dòng)態(tài)連接庫(kù)是系統(tǒng)提供的），有哪些配置文件，甚至還要通過(guò)一系列的工具查看軟件的文件結(jié)構(gòu)、反匯編代碼等。
對(duì)比軟件工程與軟件逆向工程可以發(fā)現(xiàn)，軟件工程是在封裝、實(shí)現(xiàn)一個(gè)具備某種功能的“黑盒子”，而軟件逆向工程則是在分析“黑盒子”并嘗試還原封裝的實(shí)現(xiàn)與設(shè)計(jì)。后者對(duì)于前者而言是一個(gè)相反的過(guò)程，因此稱(chēng)為“軟件逆向工程”。
學(xué)習(xí)軟件逆向工程與軟件工程的區(qū)別
對(duì)于軟件逆向工程而言，學(xué)習(xí)逆向知識(shí)，除了要學(xué)習(xí)逆向知識(shí)本身外，還需要掌握各種不同的逆向工具，或者說(shuō)逆向知識(shí)中重要的一個(gè)環(huán)節(jié)就是逆向工具的使用。對(duì)于軟件開(kāi)發(fā)而言，軟件開(kāi)發(fā)工具在軟件開(kāi)發(fā)中所占據(jù)的位置遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到逆向工具在逆向領(lǐng)域中的位置。因此，讀者在學(xué)習(xí)編程時(shí)可能更注重的是編程語(yǔ)言本身而不是工具，但是在學(xué)習(xí)逆向時(shí)，逆向知識(shí)是不可能拋開(kāi)逆向工具而獨(dú)立進(jìn)行學(xué)習(xí)的。
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