PE文件学习笔记（五）：导入表、IAT、绑定导入表解析
2017-08-19 23:02
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1、导入表（Import Descriptor）结构解析：
导入表是记录PE文件中用到的动态连接库的集合，一个dll库在导入表中占用一个元素信息的位置，这个元素描述了该导入dll的具体信息。如dll的最新修改时间、dll中函数的名字/序号、dll加载后的函数地址等。而一个元素即一个结构体，一个导入表即该结构体的数组，其结构体如下所示：typedef struct _IMAGE_IMPORT_DESCRIPTOR {
union {
DWORD Characteristics; //导入表结束标志
DWORD OriginalFirstThunk; //RVA指向一个结构体数组(INT表)
};
DWORD TimeDateStamp; //时间戳
DWORD ForwarderChain; // -1 if no forwarders
DWORD Name; //RVA指向dll名字，以0结尾
DWORD FirstThunk; //RVA指向一个结构体数组(IAT表)
} IMAGE_IMPORT_DESCRIPTOR, *PIMAGE_IMPORT_DESCRIPTOR;在程序加载以前，其具体成员的结构关系如下所示：
导入表结构体数组的第一个元素保存了KERNEL32.dll的信息，我们解析并打印其部分信息如下所示：
【Name:KERNEL32.dll】 【NameAddr:0003487C】 【OriginalFirstThunk:00034028】 【FirstThunk:000341B4】 【TimeDateStamp:00000000】 ThunkOffset ThunkValue Hint API Name [00034340] [00034340] [00CA] [GetCommandLineA] [00034352] [00034352] [0174] [GetVersion] [00034360] [00034360] [007D] [ExitProcess] [0003436E] [0003436E] [029E] [TerminateProcess] [00034382] [00034382] [00F7] [GetCurrentProcess] [00034396] [00034396] [00FA] [GetCurrentThreadId] [000343AC] [000343AC] [02A5] [TlsSetValue] [000343BA] [000343BA] [02A2] [TlsAlloc] ...... [00034850] [00034850] [0022] [CompareStringW] [00034862] [00034862] [0262] [SetEnvironmentVariableA]
详细解释结构体每个成员的含义（加载前）:
①联合体值为0时（一般用Characteristics判断是否是0），表示这是导入表结构体数组最后一个元素，除了最后这一个元素，其它每一个结构体都保存了一个dll信息。联合体的值不为0时，用OriginalFirstThunk（RVA）来索引INT的地址。这张INT表存放了该dll的导出函数的信息（序号与函数名）。
②TimeDateStamp：当时间戳值为0时，表示未加载前IAT表与INT表完全相同；当时间戳不为0（为-1）时，表示IAT与INT表不同，IAT存储的是该dll的所有函数的绝对地址，这样在未加载前就直接填充函数地址的方式为函数地址的绑定，其地址是根据绑定导入表来确定的。也就是说当时间戳为-1时绑定导入表才有效，而真正的时间戳存放到绑定导入表中，否则无效。
③ForwarderChain：一般情况下我们也可以忽略该字段。在老版的绑定中，它引用API的第一个forwarder chain（传递器链表）。
④Name：RVA指向dll的名字字符串。
⑤FirstThunk：RVA指向IAT表。
2、IAT（Import Address Table）、INT（import Name Table）结构解析：
关于绑定导入表和IAT表的特殊情况这里先不做研究，我们先来看看IAT和INT结构相同的时情况。加载到内存前我们看到IAT和INT都指向一个结构体数组，这个数组存储了序号和函数名。IAT和INT的元素为IMAGE_THUNK_DATA结构，而其指向为IMAGE_IMPORT_BY_NAME结构，这两个结构体如下所示：IMAGE_THUNK_DATA结构体汇总只有一个联合体，一般用四字节的AddressOfData来获取IMAGE_IMPORT_BY_NAME的地址。
typedef struct _IMAGE_THUNK_DATA32 {
union {
DWORD ForwarderString; // PBYTE
DWORD Function; // PDWORD
DWORD Ordinal;
DWORD AddressOfData; //RVA 指向_IMAGE_IMPORT_BY_NAME
} u1;
} IMAGE_THUNK_DATA32;
typedef IMAGE_THUNK_DATA32 * PIMAGE_THUNK_DATA32;IMAGE_IMPORT_BY_NAME里有两个成员一个是序号一个是函数名。
typedef struct _IMAGE_IMPORT_BY_NAME {
WORD Hint; //可能为0，编译器决定，如果不为0，是函数在导出表中的索引
BYTE Name[1]; //函数名称，以0结尾，由于不知道到底多长，所以干脆只给出第一个字符，找到0结束
} IMAGE_IMPORT_BY_NAME, *PIMAGE_IMPORT_BY_NAME;注意：一个IMAGE_THUNK_DATA32结构占用四字节，索引一个函数名/序号，但是索引是有条件的，即四字节的最高位如果为0则这四字节的值为IMAGE_IMPORT_BY_NAME的RVA；但是如果四字节的最高位为1，则不需要（不能够）用该值去索引IMAGE_IMPORT_BY_NAME，而是直接去掉最高位，剩下31位的值便是dll函数在导出表中的导出序号。如下所示，有最高位为0解析出来的也有最高位为1解析出来的导入表：
//最高位为0，则根据值索引IMAGE_IMPORT_BY_NAME解析hint和name 【Name:WINSPOOL.DRV】 【NameAddr:000314EE】 【OriginalFirstThunk:00030390】 【tFirstThunk:0002844C】 【TimeDateStamp:00000000】 ThunkOffset ThunkValue Hint API Name [000314B8] [000314B8] [001B] [ClosePrinter] [000314C8] [000314C8] [0046] [DocumentPropertiesA] [000314DE] [000314DE] [007D] [OpenPrinterA] 【Name:ADVAPI32.dll】 【NameAddr:00031590】 【OriginalFirstThunk:0002FF44】 【tFirstThunk:00028000】 【TimeDateStamp:00000000】 ThunkOffset ThunkValue Hint API Name [0003157E] [0003157E] [0204] [RegSetValueExA] [0003156C] [0003156C] [01D1] [RegCreateKeyExA] [0003155A] [0003155A] [01F6] [RegQueryValueA] [0003154C] [0003154C] [01EB] [RegOpenKeyA] [0003153E] [0003153E] [01DD] [RegEnumKeyA] [0003152E] [0003152E] [01D4] [RegDeleteKeyA] [0003151E] [0003151E] [01EC] [RegOpenKeyExA] [0003150A] [0003150A] [01F7] [RegQueryValueExA] [000314FC] [000314FC] [01CB] [RegCloseKey] 【Name:SHLWAPI.dll】 【NameAddr:000315C8】 【OriginalFirstThunk:000301E4】 【FirstThunk:000282A0】 【TimeDateStamp:00000000】 ThunkOffset ThunkValue Hint API Name [0003159E] [0003159E] [002F] [PathFindExtensionA] [000315B4] [000315B4] [0031] [PathFindFileNameA] //最高位为1，去掉最高位得到函数序号 【Name:OLEAUT32.dll】 【NameAddr:000315D4】 【OriginalFirstThunk:000301D4】 【FirstThunk:00028290】 【TimeDateStamp:00000000】 ThunkOffset ThunkValue Hint API Name [00000009] [00000009] [--] 函数序号[0009H:9D] [0000000C] [0000000C] [--] 函数序号[000CH:12D] [00000008] [00000008] [--] 函数序号[0008H:8D]
以上是程序加载前的情况，IAT和INT指向同一结构，而加载后INT不变依旧保存dll函数名与函数序号的地址信息。而IAT则根据导入表INT（IAT加载前）的内容和导出表信息，修改为对应的函数的地址信息，如下所示：
3、绑定导入表（Bound Import Descriptor）与IAT：
我们上面分析了加载前，IAT中存储非函数地址的情况，下面我们来分析加载前IAT表中存储函数地址的情况。IAT中存储的函数地址是dll未加载的地址，当PE文件中不存在绑定导入表时，IAT就与INT一样，此时导入表中的时间戳就为0；否则导入表中的时间戳为-1时，dll的真正时间戳存放于绑定导入表中（绑定导入表地址存放在数据目录的第12项，IAT是第13项）。现在大多数情况，导入表的TimeDateStamp都为0，而Windows早期的自带软件（如WinXP的notepad.exe）基本都采用了TimeDateStamp为-1的情况即包含绑定导入表的情况。PE中包含导入表的优点是程序启动快，但是其缺点也十分明显，当存在dll地址重定位和dll修改更新，则绑定导入表也需要修改更新。
绑定导入表的结构由两个结构体来组成：
//最后一个结构全0表示绑定导入表结束
typedef struct _IMAGE_BOUND_IMPORT_DESCRIPTOR {
DWORD TimeDateStamp; //表示绑定的时间戳，如果和PE头中的TimeDateStamp不同则可能被修改过
WORD OffsetModuleName; //dll名称地址
WORD NumberOfModuleForwarderRefs; //依赖dll个数
// Array of zero or more IMAGE_BOUND_FORWARDER_REF follows
} IMAGE_BOUND_IMPORT_DESCRIPTOR, *PIMAGE_BOUND_IMPORT_DESCRIPTOR;NumberOfModuleForwarderRefs是指该dll自身依赖的dll的个数。值为n代表该结构后面紧跟了n个IMAGE_BOUND_FORWARDER_REF结构。之后才是导入表导入的下一个dll的结构。而IMAGE_BOUND_FORWARDER_REF结构体如下所示：
typedef struct _IMAGE_BOUND_FORWARDER_REF {
DWORD TimeDateStamp; //时间戳，同样的作用检查更新情况
WORD OffsetModuleName; //dll名称地址
WORD Reserved; //保留
} IMAGE_BOUND_FORWARDER_REF, *PIMAGE_BOUND_FORWARDER_REF;注意：这两个结构体中所有的OffsetModuleName均不是相对于ImageBase的RVA也不是FOA，而是相对于绑定导入表首地址的偏移地址，即：绑定导入表首地址 + OffsetModuleName= RVA。
绑定导入表结构图解如下所示：
打印出的WinXP自带notepad.exe的绑定导入表：
绑定导入表(Bound Import Descriptor): DllName:comdlg32.dll TimeDateStamp:[4802BDA2H:1208139170D] GMT:2008-04-14 02:12:50 OffsetModuleName:0058 NumberOfModuleForwarderRefs:[0000H:0D] DllName:SHELL32.dll TimeDateStamp:[4802BDB6H:1208139190D] GMT:2008-04-14 02:13:10 OffsetModuleName:0065 NumberOfModuleForwarderRefs:[0000H:0D] DllName:WINSPOOL.DRV TimeDateStamp:[4802BDCAH:1208139210D] GMT:2008-04-14 02:13:30 OffsetModuleName:0071 NumberOfModuleForwarderRefs:[0000H:0D] DllName:COMCTL32.dll TimeDateStamp:[4802BD6CH:1208139116D] GMT:2008-04-14 02:11:56 OffsetModuleName:007E NumberOfModuleForwarderRefs:[0000H:0D] DllName:msvcrt.dll TimeDateStamp:[4802BD6CH:1208139116D] GMT:2008-04-14 02:11:56 OffsetModuleName:008B NumberOfModuleForwarderRefs:[0000H:0D] DllName:ADVAPI32.dll TimeDateStamp:[4802BD89H:1208139145D] GMT:2008-04-14 02:12:25 OffsetModuleName:0096 NumberOfModuleForwarderRefs:[0000H:0D] DllName:KERNEL32.dll TimeDateStamp:[4802BDC6H:1208139206D] GMT:2008-04-14 02:13:26 OffsetModuleName:00A3 NumberOfModuleForwarderRefs:[0001H:1D] ############################################### DllName:NTDLL.DLL TimeDateStamp:4802BDC5 GMT:2008-04-14 02:13:25 OffsetModuleName:00B0 Reserved:0000 DllName:GDI32.dll TimeDateStamp:[4802BD81H:1208139137D] GMT:2008-04-14 02:12:17 OffsetModuleName:00BA NumberOfModuleForwarderRefs:[0000H:0D] DllName:USER32.dll TimeDateStamp:[4802BDBDH:1208139197D] GMT:2008-04-14 02:13:17 OffsetModuleName:00C4 NumberOfModuleForwarderRefs:[0000H:0D]
IAT表部分信息：
IAT表(Import Address Table): dllName:【comdlg32.dll】: Function Addr:[76344906] Function Addr:[763385CE] Function Addr:[76349D84] Function Addr:[7633C3E1] Function Addr:[76322306] Function Addr:[76337B9D] Function Addr:[76338602] Function Addr:[76330036] Function Addr:[76337C2B] dllName:【SHELL32.dll】: Function Addr:[7D647C18] Function Addr:[7D5E18CE] Function Addr:[7D5FB1A9] Function Addr:[7D632E6F] dllName:【WINSPOOL.DRV】: Function Addr:[72F7643C] Function Addr:[72F74D40] Function Addr:[72F75091] dllName:【COMCTL32.dll】: Function Addr:[7718D270] dllName:【msvcrt.dll】: Function Addr:[4CFB2DAE] Function Addr:[4CFB9E9A] ......
与上面IAT所对应的INT表的部分信息（INT与IAT是一一对应的）：
导入表(Import Descriptor): 【Name:comdlg32.dll】 【NameAddr:00006EAC】 【OriginalFirstThunk:00006D90】 【FirstThunk:000006C4】 【TimeDateStamp:FFFFFFFF】 ThunkOffset ThunkValue Hint API Name [00006E7A] [00006E7A] [000F] [PageSetupDlgW] [00006E5E] [00006E5E] [0006] [FindTextW] [00006E9E] [00006E9E] [0012] [PrintDlgExW] [00006E50] [00006E50] [0003] [ChooseFontW] [00006E40] [00006E40] [0008] [GetFileTitleW] [00006E8A] [00006E8A] [000A] [GetOpenFileNameW] [00006E6A] [00006E6A] [0015] [ReplaceTextW] [00006E14] [00006E14] [0004] [CommDlgExtendedError] [00006E2C] [00006E2C] [000C] [GetSaveFileNameW] 【Name:SHELL32.dll】 【NameAddr:00006EFA】 【OriginalFirstThunk:00006C40】 【FirstThunk:00000574】 【TimeDateStamp:FFFFFFFF】 ThunkOffset ThunkValue Hint API Name [00006EC8] [00006EC8] [001F] [DragFinish] [00006ED6] [00006ED6] [0023] [DragQueryFileW] [00006EE8] [00006EE8] [001E] [DragAcceptFiles] [00006EBA] [00006EBA] [0103] [ShellAboutW] 【Name:WINSPOOL.DRV】 【NameAddr:00006F3A】 【OriginalFirstThunk:00006D80】 【FirstThunk:000006B4】 【TimeDateStamp:FFFFFFFF】 ThunkOffset ThunkValue Hint API Name [00006F16] [00006F16] [0078] [GetPrinterDriverW] [00006F06] [00006F06] [001B] [ClosePrinter] [00006F2A] [00006F2A] [007E] [OpenPrinterW] 【Name:COMCTL32.dll】 【NameAddr:00006F5E】 【OriginalFirstThunk:00006AEC】 【FirstThunk:00000420】 【TimeDateStamp:FFFFFFFF】 ThunkOffset ThunkValue Hint API Name [00006F48] [00006F48] [0008] [CreateStatusWindowW] 【Name:msvcrt.dll】 【NameAddr:00007076】 【OriginalFirstThunk:00006DB8】 【FirstThunk:000006EC】 【TimeDateStamp:FFFFFFFF】 ThunkOffset ThunkValue Hint API Name [00006FDC] [00006FDC] [004E] [_XcptFilter] [00006FD4] [00006FD4] [00F6] [_exit] ......
4、代码解析导入表（INT、IAT）与绑定导入表：
void PETool::print_ImportDescriptor()
{
fprintf(fp_peMess, "导入表(Import Descriptor):\n");
if(dataDir[1].VirtualAddress == 0){
fprintf(fp_peMess, "\t不存在导入表!\n");
return;
}
char str[TIMESTRING] = {0};
//导入表为数据目录的第2项,将import指向导入表第一个结构体
IMAGE_IMPORT_DESCRIPTOR * import = (IMAGE_IMPORT_DESCRIPTOR *)(pFileBuffer + RVAToFOA(dataDir[1].VirtualAddress));
while(true){
if(import->Characteristics == 0){
break;//最后一个结构体20字节为0则结束(直接判断一个Characteristics即可)
}
DWORD name = RVAToFOA(import->Name);
DWORD original_ft = RVAToFOA(import->OriginalFirstThunk);
DWORD ft = RVAToFOA(import->FirstThunk);
//打印结构体信息
fprintf(fp_peMess, "\t【Name:%s】\t"
"【NameAddr:%08X】\t"
"【OriginalFirstThunk:%08X】\t"
"【FirstThunk:%08X】\t"
"【TimeDateStamp:%08X】\n",
pFileBuffer + name, name, original_ft, ft, import->TimeDateStamp);
memset(str, 0, TIMESTRING);
IMAGE_THUNK_DATA32 * thunk = (IMAGE_THUNK_DATA32 * )(pFileBuffer + original_ft);
//打印INT表的详细信息
print_INT(thunk);
import++;
}
}
void PETool::print_INT(IMAGE_THUNK_DATA32 * thunk)
{
fprintf(fp_peMess, "\t\tThunkOffset\t\tThunkValue\t\tHint\t\tAPI Name\n");
while(true){
DWORD thunkValue = thunk->u1.AddressOfData;
if(thunkValue == 0){
break;//读取完毕
}
if(thunkValue >> 31){//最高位为1打印序号
DWORD rva = thunkValue & 0X7FFFFFFF;//去掉最高位才是实际的值,否则RVAToFOA会出错
DWORD offset = RVAToFOA(rva);
fprintf(fp_peMess, "\t\t[%08X]\t\t[%08X]\t\t[--]\t\t函数序号[%04XH:%dD]\n",
offset, offset, rva, rva);
}else{//最高位为0打印名称
DWORD offset = RVAToFOA(thunkValue);
//获取IMAGE_IMPORT_BY_NAME的地址
IMAGE_IMPORT_BY_NAME * byName = (IMAGE_IMPORT_BY_NAME * )(pFileBuffer + offset);
fprintf(fp_peMess, "\t\t[%08X]\t\t[%08X]\t\t[%04X]\t\t[%s]\n",
offset, offset, byName->Hint, byName->Name);
}
thunk++;
}
}
void PETool::print_IAT()
{
fprintf(fp_peMess, "IAT表(Import Address Table):\n");
IMAGE_IMPORT_DESCRIPTOR * import = (IMAGE_IMPORT_DESCRIPTOR *)(pFileBuffer + RVAToFOA(dataDir[1].VirtualAddress));
while(true){
if(import->Characteristics == 0){
break;
}
DWORD * addr = (DWORD *)(pFileBuffer + RVAToFOA(import->FirstThunk));
//根据导入表的时间戳判断IAT中存放的是函数地址还是名字结构体的地址
if(import->TimeDateStamp == -1){//函数地址
fprintf(fp_peMess, "\tdllName:【%s】:\n", pFileBuffer + RVAToFOA(import->Name));
for(int i = 0; addr[i]; i++){
fprintf(fp_peMess, "\t\tFunction Addr:[%08X]\n", addr[i]);
}
}
else if(import->TimeDateStamp == 0){//等同于INT表
fprintf(fp_peMess, "\t等同于INT表!\n");
break;
}
import++;
}
}
void PETool::print_BoundImportDescriptor()
{
fprintf(fp_peMess, "绑定导入表(Bound Import Descriptor):\n");
if(dataDir[11].VirtualAddress == 0){
fprintf(fp_peMess, "\t不存在绑定导入表!\n");
return;
}
DWORD desAddr = dataDir[11].VirtualAddress;//获取第一个Bound Import Descriptor的RVA
char str[TIMESTRING] = {0};\
DWORD stamp = 0, off = 0, ref = 0, i = 0;
IMAGE_BOUND_IMPORT_DESCRIPTOR * bound = (IMAGE_BOUND_IMPORT_DESCRIPTOR * )(pFileBuffer + RVAToFOA(desAddr));
while(bound->TimeDateStamp != 0 && bound->OffsetModuleName != 0){
stamp = bound->TimeDateStamp;//获取时间戳
TimeDateStampToString(stamp, str);//时间戳转时间
off = bound->OffsetModuleName;//获取名字偏移地址
ref = bound->NumberOfModuleForwarderRefs;//获取依赖dll数
fprintf(fp_peMess, "\tDllName:%s\n", pFileBuffer + RVAToFOA(desAddr + off));
fprintf(fp_peMess, "\t\tTimeDateStamp:[%08XH:%dD]\n", stamp, stamp);
fprintf(fp_peMess, "\t\tGMT:%s\n", str);
fprintf(fp_peMess, "\t\tOffsetModuleName:%04X\n", off);
fprintf(fp_peMess, "\t\tNumberOfModuleForwarderRefs:[%04XH:%dD]\n", ref, ref);
IMAGE_BOUND_FORWARDER_REF * boundFor = (IMAGE_BOUND_FORWARDER_REF *)(bound);
for(boundFor++, i = 0; i < ref; i++, boundFor++){
memset(str, 0, TIMESTRING);
off = boundFor->OffsetModuleName;
stamp = boundFor->TimeDateStamp;
TimeDateStampToString(stamp, str);
fprintf(fp_peMess, "\t\t###############################################\n");
fprintf(fp_peMess, "\t\tDllName:%s\n", pFileBuffer + RVAToFOA(desAddr + off));
fprintf(fp_peMess, "\t\t\tTimeDateStamp:%08X\n",stamp);
fprintf(fp_peMess, "\t\t\tGMT:%s\n", str);
fprintf(fp_peMess, "\t\t\tOffsetModuleName:%04X\n", off);
fprintf(fp_peMess, "\t\t\tReserved:%04X\n", boundFor->Reserved);
}
bound = (IMAGE_BOUND_IMPORT_DESCRIPTOR *)(boundFor);//下一个绑定dll
memset(str, 0, TIMESTRING);
}
}
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