OllyDBG 入门系列（四）－内存断点

还记得上一篇《OllyDBG 入门系列（三）－函数参考》中的内容吗？在那篇文章中我们分析后发现一个 ESI 寄存器值不知是从什么地方产生的，要弄清这个问题必须要找到生成这个 ESI 值的计算部分。今天我们的任务就是使用 OllyDBG 的内存断点功能找到这个地方，搞清楚这个值是如何算出来的。这次分析的目标程序还是上一篇的那个 crackme，附件我就不再上传了，用上篇中的附件就可以了。下面我们开始：
还记得我们上篇中所说的关键代码的地方吗？温习一下：

00401323 |. E8 4C010000         CALL <JMP.&USER32.GetWindowTextA>           ; GetWindowTextA
00401328 |. E8 A5000000         CALL CrackHea.004013D2                      ; 关键，要按F7键跟进去
0040132D |. 3BC6                CMP EAX,ESI                                 ; 比较
0040132F |. 75 42               JNZ SHORT CrackHea.00401373                 ; 不等则完蛋

我们重新用 OllyDBG 载入目标程序，F9运行来到上面代码所在的地方（你上次设的断点应该没删吧？），我们向上看看能不能找到那个 ESI 寄存器中最近是在哪里赋的值。哈哈，原来就在附近啊：

我们现在知道 ESI 寄存器的值是从内存地址 40339C 中送过来的，那内存地址 40339C 中的数据是什么时候产生的呢？大家注意，我这里信息窗口中显示的是 DS:[0040339C]=9FCF87AA，你那可能是 DS:[0040339C]=XXXXXXXX，这里的 XXXXXXXX 表示的是其它的值，就是说与我这里显示的 9FCF87AA 不一样。我们按上图的操作在数据窗口中看一下：

从上图我们可以看出内存地址 40339C 处的值已经有了，说明早就算过了。现在怎么办呢？我们考虑一下，看情况程序是把这个值算出来以后写在这个内存地址，那我们要是能让 OllyDBG 在程序开始往这个内存地址写东西的时候中断下来，不就有可能知道目标程序是怎么算出这个值的吗？说干就干，我们在 OllyDBG 的菜单上点 调试->重新开始，或者按 CTR+F2 组合键（还可以点击工具栏上的那个有两个实心左箭头的图标）来重新载入程序。这时会跳出一个“进程仍处于激活状态”的对话框（我们可以在在调试选项的安全标签下把“终止活动进程时警告”这条前面的勾去掉，这样下次就不会出现这个对话框了），问我们是否要终止进程。这里我们选“是”，程序被重新载入，我们停在下面这一句上：

00401000 >/$ 6A 00              PUSH 0                                      ; pModule = NULL

现在我们就要来设内存断点了。在 OllyDBG 中一般我们用到的内存断点有内存访问和内存写入断点。内存访问断点就是指程序访问内存中我们指定的内存地址时中断，内存写入断点就是指程序往我们指定的内存地址中写东西时中断。更多关于断点的知识大家可以参考 论坛精华7->基础知识->断点技巧->断点原理 这篇 Lenus 兄弟写的《如何对抗硬件断点之一 --- 调试寄存器》文章，也可以看这个帖：http://bbs.pediy.com/showthread.php?threadid=10829。根据当前我们调试的具体程序的情况，我们选用内存写入断点。还记得前面我叫大家记住的那个 40339C 内存地址吗？现在我们要用上了。我们先在 OllyDBG 的数据窗口中左键点击一下，再右击，会弹出一个如下图所示的菜单。我们选择其中的转到->表达式（也可以左键点击数据窗口后按 CTR+G 组合键）。如下图：

现在将会出现这样一个对话框：

我们在上面那个编辑框中输入我们想查看内容的内存地址 40339C，然后点确定按钮，数据窗口中显示如下：

我们可以看到，40339C 地址开始处的这段内存里面还没有内容。我们现在在 40339C 地址处后面的 HEX 数据或 ASCII 栏中按住左键往后拖放，选择一段。内存断点的特性就是不管你选几个字节，OllyDBG 都会分配 4096 字节的内存区。这里我就选从 40339C 地址处开始的四个字节，主要是为了让大家提前了解一下硬件断点的设法，因为硬件断点最多只能选 4 个字节。选中部分会显示为灰色。选好以后松开鼠标左键，在我们选中的灰色部分上右击：

经过上面的操作，我们的内存断点就设好了（这里还有个要注意的地方：内存断点只在当前调试的进程中有效，就是说你如果重新载入程序的话内存断点就自动删除了。且内存断点每一时刻只能有一个。就是说你不能像按 F2 键那样同时设置多个断点）。现在按 F9 键让程序运行，呵，OllyDBG 中断了！

7C932F39 8808                   MOV BYTE PTR DS:[EAX],CL                    ; 这就是我们第一次断下来的地方
7C932F3B 40                     INC EAX
7C932F3C 4F                     DEC EDI
7C932F3D 4E                     DEC ESI
7C932F3E ^ 75 CB                JNZ SHORT ntdll.7C932F0B
7C932F40 8B4D 10                MOV ECX,DWORD PTR SS:[EBP+10]

上面就是我们中断后反汇编窗口中的代码。如果你是其它系统，如 Win98 的话，可能会有所不同。没关系，这里不是关键。我们看一下领空，原来是在 ntdll.dll 内。系统领空，我们现在要考虑返回到程序领空。返回前我们看一下数据窗口：

现在我们转到反汇编窗口，右击鼠标，在弹出菜单上选择断点->删除内存断点，这样内存断点就被删除了。

现在我们来按一下 ALT+F9 组合键，我们来到下面的代码：

00401431 |. 8D35 9C334000      LEA ESI,DWORD PTR DS:[40339C]               ; ALT+F9返回后来到的位置
00401437 |. 0FB60D EC334000    MOVZX ECX,BYTE PTR DS:[4033EC]
0040143E |. 33FF               XOR EDI,EDI

我们把反汇编窗口往上翻翻，呵，原来就在我们上一篇分析的代码下面啊？

现在我们在 0040140C 地址处那条指令上按 F2 设置一个断点，现在我们按  CTR+F2 组合键重新载入程序，载入后按 F9 键运行，我们将会中断在我们刚才在 0040140C 地址下的那个断点处：

0040140C /$ 60                 PUSHAD
0040140D |. 6A 00              PUSH 0                                      ; /RootPathName = NULL
0040140F |. E8 B4000000        CALL <JMP.&KERNEL32.GetDriveTypeA>          ; \GetDriveTypeA
00401414 |. A2 EC334000        MOV BYTE PTR DS:[4033EC],AL                 ; 磁盘类型参数送内存地址4033EC
00401419 |. 6A 00              PUSH 0                                      ; /pFileSystemNameSize = NULL
0040141B |. 6A 00              PUSH 0                                      ; |pFileSystemNameBuffer = NULL
0040141D |. 6A 00              PUSH 0                                      ; |pFileSystemFlags = NULL
0040141F |. 6A 00              PUSH 0                                      ; |pMaxFilenameLength = NULL
00401421 |. 6A 00              PUSH 0                                      ; |pVolumeSerialNumber = NULL
00401423 |. 6A 0B              PUSH 0B                                     ; |MaxVolumeNameSize = B (11.)
00401425 |. 68 9C334000        PUSH CrackHea.0040339C                      ; |VolumeNameBuffer = CrackHea.0040339C
0040142A |. 6A 00              PUSH 0                                      ; |RootPathName = NULL
0040142C |. E8 A3000000        CALL <JMP.&KERNEL32.GetVolumeInformationA>  ; \GetVolumeInformationA
00401431 |. 8D35 9C334000      LEA ESI,DWORD PTR DS:[40339C]               ; 把crackme程序所在分区的卷标名称送到ESI
00401437 |. 0FB60D EC334000    MOVZX ECX,BYTE PTR DS:[4033EC]              ; 磁盘类型参数送ECX
0040143E |. 33FF               XOR EDI,EDI                                 ; 把EDI清零
00401440 |> 8BC1               MOV EAX,ECX                                 ; 磁盘类型参数送EAX
00401442 |. 8B1E               MOV EBX,DWORD PTR DS:[ESI]                  ; 把卷标名作为数值送到 EBX
00401444 |. F7E3               MUL EBX                                     ; 循环递减取磁盘类型参数值与卷标名值相乘
00401446 |. 03F8               ADD EDI,EAX                                 ; 每次计算结果再加上上次计算结果保存在EDI中
00401448 |. 49                 DEC ECX                                     ; 把磁盘类型参数作为循环次数，依次递减
00401449 |. 83F9 00            CMP ECX,0                                   ; 判断是否计算完
0040144C |.^ 75 F2             JNZ SHORT CrackHea.00401440                 ; 没完继续
0040144E |. 893D 9C334000      MOV DWORD PTR DS:[40339C],EDI               ; 把计算后值送到内存地址40339C，这就是我们后来在ESI中看到的值
00401454 |. 61                 POPAD
00401455 \. C3                 RETN

通过上面的分析，我们知道基本算法是这样的：先用 GetDriveTypeA 函数获取磁盘类型参数，再用 GetVolumeInformationA 函数获取这个 crackme 程序所在分区的卷标。如我把这个 Crackme 程序放在 F:\OD教程\crackhead\ 目录下，而我 F 盘设置的卷标是 GAME，则这里获取的就是 GAME，ASCII 码为“47414D45”。但我们发现一个问题：假如原来我们在数据窗口中看到的地址 40339C 处的 16 进制代码是“47414D45”，即“GAME”，但经过地址 00401442 处的那条 MOV EBX,DWORD PTR DS:[ESI] 指令后，我们却发现 EBX 中的值是“454D4147”，正好把我们上面那个“47414D45”反过来了。为什么会这样呢？如果大家对 x86系列 CPU 的存储方式了解的话，这里就容易理解了。我们知道“GAME”有四个字节，即 ASCII 码为“47414D45”。我们看一下数据窗口中的情况：

0040339C     47 41 4D 45 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00     GAME............

大家可以看出来内存地址 40339CH 到 40339FH 分别按顺序存放的是 47 41 4D 45。
如下图：
  
系统存储的原则为“高高低低”，即低字节存放在地址较低的字节单元中，高字节存放在地址较高的字节单元中。比如一个字由两个字节组成，像这样：12 34 ，这里的高字节就是 12 ，低字节就是 34。上面的那条指令 MOV EBX,DWORD PTR DS:[ESI] 等同于 MOV EBX,DWORD PTR DS:[40339C]。注意这里是 DWORD，即“双字”，由 4 个连续的字节构成。而取地址为 40339C 的双字单元中的内容时，我们应该得到的是“454D4147”，即由高字节到低字节顺序的值。因此经过 MOV EBX,DWORD PTR DS:[ESI] 这条指令，就是把从地址 40339C 开始处的值送到 EBX，所以我们得到了“454D4147”。好了，这里弄清楚了，我们再接着谈这个程序的算法。前面我们已经说了取磁盘类型参数做循环次数，再取卷标值 ASCII 码的逆序作为数值，有了这两个值就开始计算了。现在我们把磁盘类型值作为 n，卷标值 ASCII 码的逆序数值作为 a，最后得出的结果作为 b，有这样的计算过程：
第一次：b = a * n
第二次：b = a * (n - 1) + b
第三次：b = a * (n - 2) + b
…
第 n 次：b = a * 1 + b
可得出公式为 b = a * [n + (n - 1) + (n - 2) + … + 1] = a * [n * (n + 1) / 2]
还记得上一篇我们的分析吗？看这一句：

00401405 |. 81F6 53757A79     XOR ESI,797A7553                            ; 把ESI中的值与797A7553H异或

这里算出来的 b 最后还要和 797A7553H 异或一下才是真正的注册码。只要你对编程有所了解，这个注册机就很好写了。如果用汇编来写这个注册机的话就更简单了，很多内容可以直接照抄。
到此已经差不多了，最后还有几个东西也说一下吧：
1、上面用到了两个 API 函数，一个是 GetDriveTypeA，还有一个是 GetVolumeInformationA，关于这两个函数的具体用法我就不多说了，大家可以查一下 MSDN。这里只要大家注意函数参数传递的次序，即调用约定。先看一下这里：

00401419 |. 6A 00              PUSH 0                                      ; /pFileSystemNameSize = NULL
0040141B |. 6A 00              PUSH 0                                      ; |pFileSystemNameBuffer = NULL
0040141D |. 6A 00              PUSH 0                                      ; |pFileSystemFlags = NULL
0040141F |. 6A 00              PUSH 0                                      ; |pMaxFilenameLength = NULL
00401421 |. 6A 00              PUSH 0                                      ; |pVolumeSerialNumber = NULL
00401423 |. 6A 0B              PUSH 0B                                     ; |MaxVolumeNameSize = B (11.)
00401425 |. 68 9C334000        PUSH CrackHea.0040339C                      ; |VolumeNameBuffer = CrackHea.0040339C
0040142A |. 6A 00              PUSH 0                                      ; |RootPathName = NULL
0040142C |. E8 A3000000        CALL <JMP.&KERNEL32.GetVolumeInformationA>  ; \GetVolumeInformationA

把上面代码后的 OllyDBG 自动添加的注释与 MSDN 中的函数原型比较一下：
BOOL GetVolumeInformation(
LPCTSTR lpRootPathName,             // address of root directory of the file system
LPTSTR lpVolumeNameBuffer,          // address of name of the volume
DWORD nVolumeNameSize,              // length of lpVolumeNameBuffer
LPDWORD lpVolumeSerialNumber,       // address of volume serial number
LPDWORD lpMaximumComponentLength,   // address of system's maximum filename length
LPDWORD lpFileSystemFlags,          // address of file system flags
LPTSTR lpFileSystemNameBuffer,      // address of name of file system
DWORD nFileSystemNameSize           // length of lpFileSystemNameBuffer
);

大家应该看出来点什么了吧？函数调用是先把最后一个参数压栈，参数压栈顺序是从后往前。这就是一般比较常见的 stdcall 调用约定。
2、我在前面的 00401414 地址处的那条 MOV BYTE PTR DS:[4033EC],AL 指令后加的注释是“磁盘类型参数送内存地址4033EC”。为什么这样写？大家把前一句和这一句合起来看一下：

0040140F |. E8 B4000000        CALL <JMP.&KERNEL32.GetDriveTypeA>          ; \GetDriveTypeA
00401414 |. A2 EC334000        MOV BYTE PTR DS:[4033EC],AL                 ; 磁盘类型参数送内存地址4033EC

地址 0040140F 处的那条指令是调用 GetDriveTypeA 函数，一般函数调用后的返回值都保存在 EAX 中，所以地址 00401414 处的那一句 MOV BYTE PTR DS:[4033EC],AL 就是传递返回值。查一下 MSDN 可以知道 GetDriveTypeA 函数的返回值有这几个：

Value                     Meaning                                        返回在EAX中的值
DRIVE_UNKNOWN             The drive type cannot be determined.               0
DRIVE_NO_ROOT_DIR         The root directory does not exist.                 1
DRIVE_REMOVABLE           The disk can be removed from the drive.            2
DRIVE_FIXED               The disk cannot be removed from the drive.         3
DRIVE_REMOTE              The drive is a remote (network) drive.             4
DRIVE_CDROM               The drive is a CD-ROM drive.                       5
DRIVE_RAMDISK             The drive is a RAM disk.                           6

上面那个“返回在EAX中的值”是我加的，我这里返回的是 3，即磁盘不可从驱动器上删除。
3、通过分析这个程序的算法，我们发现这个注册算法是有漏洞的。如果我的分区没有卷标的话，则卷标值为 0，最后的注册码就是 797A7553H，即十进制 2038068563。而如果你的卷标和我一样，且磁盘类型一样的话，注册码也会一样，并不能真正做到一机一码。