3 апреля в 11:23

Облегчаем реверсинг Golang бинарников или зачем вообще писать скрипты в IDA из песочницы

Golang — отличный язык. Строгая типизация, сборщик мусора, вызов си функций через cgo, reflect, chan — просто сказка! Очевидно что так считаю не только я, т.к. go популярен, а значит его использует много программистов, а значит есть высокая вероятность что когда-то кому-то понадобится реверсить его бинарники — этим мы сейчас и займемся.

Подготовка


Для начала берем свежий golang 1.8 под windows/amd64. Для бинарника я возьму одну из своих поделок. Компилируем с помощью go build. Размер файла — 7256576 байт, DWARF на месте. Так не пойдет. Чаще всего, при релизе, из бинарника вырезают все лишнее. Стандартные утилиты вроде strip плохо работают с go, находим в гугле один из популярных вариантов обрезания бинарника: go build -ldflags "-w -s". Смотрим что делают эти флаги, узнаем что -w удаляет DWARF, а -s убирает таблицу символов и информацию для отладки. Компилируем, смотрим размер файла — 4894720, ну вроде как никто не обещал что будет мало.

Ищем функции


Открываем наш бинарник в ida и грустим, ведь из обнаруженных функций только entrypoint. Копаем чуть глубже и видим что ida уперлась в:

lea     rax, qword_452018+128h
jmp     rax

Переходим по адресу, объявляем функцию, запускаем анализ — обнаружено 215 функций.



Если продолжать в таком духе, то на разбор уйдет много времени. Настало время подумать. Вспоминаем что reflect из стандартной библиотеки позволяет вызывать функции по их именам, а значит названия функций, ну или хотя бы их хеши должны где-то храниться, и мы сможем их получить чтобы скормить иде.

Проматываем в начало файла в надежде с ходу напороться на указатели к нужным нам структурам, но к встречаем строку Go build ID: "e07bfb8669c13efb74574c0ad220c5f2cfae5cd4". Грепаем исходники golang, благо они нам доступны, и находим упоминание об этой строке. Замечаем в коде линкера строку

ctxt.Syms.Lookup("go.buildid", 0)

которая говорит о поиске в какой-то таблице символов go.buildid. Предполагаем что найдем эту строку в бинарнике, и находим.

Эти структуры мы и искали

Прямо над строкой видим число 401000h, которое является указателем на нашу строку. Ниже видим определения функций, а выше — массив пар, в котором одно из значений похоже на указатели. Проверяем куда указывают эти указатели и не промахиваемся — на функции.

Часть массива, преобразованная в указатели

Чтобы узнать что мы видели выше, скомпилируем код оставив дебаг информацию. Откроем его в ida, узнаем что этот массив называется pclntab, а заполняется он в линкере функцией func (ctxt *Link) pclntab().

У нас есть информация о таблице pclntab в которой хранятся названия функций и есть способ выхода на эту таблицу через buildid. Пишем код:

Код, который именует функции
def go_find_pclntab():
    pos = idaapi.get_segm_by_name(".text").endEA
    textstart = idaapi.get_segm_by_name(".text").startEA
    while True:
        # hex дата содержит строку "go.buildid" и некоторые другие значения структуры,
        # которые не должны меняться
        gobuilddefpos = FindBinary(
            pos, SEARCH_UP,
            "67 45 23 01 " + "00 "*20 +
            "67 6f 2e 62 75 69 6c 64 69 64")
        if gobuilddefpos < 100 or gobuilddefpos > pos:
            # указатель невалидный, все варианты пройдены
            # buildid pclntab entry не найден :(
            break
        # проверяем что buildid entry валидный
        if Dword(gobuilddefpos-0x10) == textstart:
            # вычитаем из имени символа смещение имени символа от pclntab
            # тем самым получаем смещение pclntab
            return gobuilddefpos + 24 - Dword(gobuilddefpos-0x8)
        pos = gobuilddefpos
    return None

def go_pclntab_travel(pclntab):
    nfunc = Dword(pclntab+8)
    # проходимся по всем функциям в массиве pclntab
    for i in xrange(nfunc):
        entry = pclntab + 0x10 + i * 0x10
        sym = Qword(entry)
        info = Qword(entry + 8) + pclntab
        symnameoff = Dword(info + 8) + pclntab
        symname = GetString(symnameoff)
        # объявляем функцию
        go_pclntab_handle_function(sym, symname, info)


Запускаем и смотрим на результаты:

Каеф

Почти все 5728 функции имеют название

Имена содержат полный путь до пакета

Ищем типы


Второе что меня интересовало после названия функций — идентификация типов. Первым делом интересуемся как выделяется динамическая память для структур, что нас сразу приводит к функции newobject, которой передается указатель на runtime._type.

Структура runtime._type
type _type struct {
	size       uintptr
	ptrdata    uintptr // size of memory prefix holding all pointers
	hash       uint32
	tflag      tflag
	align      uint8
	fieldalign uint8
	kind       uint8
	alg        *typeAlg
	// gcdata stores the GC type data for the garbage collector.
	// If the KindGCProg bit is set in kind, gcdata is a GC program.
	// Otherwise it is a ptrmask bitmap. See mbitmap.go for details.
	gcdata    *byte
	str       nameOff
	ptrToThis typeOff
}


Заметили? Подсказка: поле str nameOff. Подсказка: str — строка. Подсказка: nameOff → name → имя → имя структуры типа → имя типа. Структура типа содержит имя типа! Только оно какое-то относительное. Выясняем что str — это смещение от начала types секции модуля, указатель на которую можно получить из moduledata структуры модуля. Значит для того чтобы узнать тип, нам надо найти moduledata. Для простоты примем что у нас всегда один модуль. Находим в функции runtime.resolveNameOff что первый модуль находится в переменной firstmoduledata, её надо найти в нашем бинарнике. Для этого ходить далеко не надо, можно посмотреть в той же функции resolveNameOff, ведь адреса и названия всех функций мы уже собрали скриптом выше. Остается только найти типы для распознавания, для этого я просто взял все вызовы функции newobject и забрал из параметров указатели на типы.

lea     rbx, _type_p_elliptic_p256Point_6dad60 ; *elliptic.p256Point
mov     [rsp+0A8h+var_A8], rbx
call    runtime_newobject ; теперь то мы знаем что за тип тут аллоцируется

Итог


Можно и дальше продолжать разбирать этот бинарник, но цели мы своей уже добились и показали что golang бинарники достаточно легко исследовать, а скриптинг в IDA сильно облегчает работу.

Исходный код: github.com/mogaika/golang_ida_scripts

Код написан на правах «proof of concept» и может содержать недоработки, все претензии можно выразить в личных сообщениях тут, либо на github.

Текст написан на правах «всем добра», претензии к качеству текста ожидаются в личных сообщениях.
@mogaika
карма
12,0
рейтинг –0,1
Разработчик
Самое читаемое Разработка

Комментарии (6)

  • 0

    имена и параметры функций получили — а содержимое функции? Тоже так же легко достается или все же ларчик не так легко открывается? Ведь по-моему самое интересное ради чего затеяли реверсинг это изучить функцию, её алгоритм и что она вообще делает. Или нет?

    • 0
      Код легок для чтения, видимо из-за того что в go внедрили свой ассемблер, который должен работать на всех платформах, а оптимизировать его еще толком не успели.
      Лекго отслеживать путешествие значений — аргументы, как на вход, так и на выход передаются через стек.
      lea rdx, _type_p_png_decoder_71b020
      mov [rsp], rdx ; передаем аргумент (push и pop не используются)
      call runtime_newobject
      mov rax, [rsp+8] ; получаем результат

      Из минусов только разве что hex-ray декомпилятор не справляется. Неверно определяет передачу аргументов в функции и возвращаемые значения, а научить его мне не удалось.
      Ну и строки хранятся без нуль терминатора, а размер этих строк передается только при вызове функций. Но и это дело можно распарсить для удобства.
      Изучать алгоритм гораздо проще, если ты знаешь названия функций и типов :)
  • +3
    А не смотрели в сторону bokken+Radare2?
    • 0
      К своему сожалению постоянно откладываю на потом. Из-за того что последнее время работать с бинарями получается только во время ctf, то приходится использовать известный набор инструментов. К следующей статье обещаю разобраться с r2 :)
    • +1
      Bokken не рекомендуется к использованию. Проект забросили и подходит только для небольших бинарных файлов. Недавно вышла «альфа» dev-версия GUI на Qt для radare2 — iaito. Она более приятна и удобна в использовании, но лучше хотя бы с месяц подождать, пока исправят основные баги, или пока не появится инсталлятор.

      В radare2 для анализа Go исполняемых файлов можно использовать Zignatures. Об этом есть отдельная статья в блоге radare2. И несколько презентаций с примерами использования: моя небольшая с основами с ZeroNights 2014, а другая — более подробная c R2con 2016 от Sergi Martinez.

      В свою очередь для IDA есть несколько готовых и интересных решений. У Tim Strazzere — подобная статья и плагин. А Георгий Зайцев рассказывал об этом на ZeroNights 2016 и опубликовал плагины. mogaika вы их смотрели перед написанием своего?
    • 0
      bokken мертв уже давно. Сейчас там на шарпе пишут новый гуй, но это пока не точно.

Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.