新手学习Vmp之控制流程图生成
控制流程图的生成对于反混淆分析来说是非常重要的一步，这里记录一下我研究的过程，以Vmp2为例子。
这里我的环境准备如下:
Visual Studio + IDA SDK + Capstone + Unicorn + Graphviz
IDA SDK插件环境，主要是有一些API可以调用，方便编写代码，X64Dbg插件环境可以替代之。
Capstone，一个很不错的反汇编引擎，IDA自带的反汇编引擎不太好用，用这个替代之。
Unicorn，指令模拟执行，用来跟踪指令。
Graphviz，一个绘图工具，可以将控制流程图可视化。
要生成流程图，首先使用unicron引擎对指令进行跟踪，大致步骤如下:
1、使用uc_mem_map和uc_mem_write函数填充内存区域和堆栈
2、uc_hook_add设置监视函数，每次执行指令前检查退出条件，例如当前指令位于text区段且上一条指令是ret的时候，基本上就是vmp结束的时候了。
3、uc_emu_start进行trace，拿到所有的指令跟踪数组。
之后是根据这些地址动态生成控制流程图，这里需要了解一下基本块这个概念。
核心逻辑如下:
bool VmpTraceFlowGraph::GenerateBasicFlowData(std::vector<ea_t>& traceList)
{
if (!traceList.size()) {
return false;
}
cs_insn* curIns;
VmpTraceFlowNode* currentNode = createNode(traceList[0]);;
for (unsigned int n = 0; n < traceList.size(); ++n) {
const ea_t& curAddr = traceList[n];
if (!DisasmManager::DecodeInstruction(curAddr, curIns)) {
return false;
}
//不管是什么指令,都立即追加到当前基本块
if (!currentNode->bTraced) {
currentNode->addrList.push_back(curAddr);
updateInstructionToBlockMap(curAddr, currentNode);
}
//判断是否为终止指令
if (isEndIns(curIns)) {
//检查是否为最后一条指令
if (n + 1 >= traceList.size()) {
break;
}
currentNode->bTraced = true;
//这里开始进行核心判断
ea_t nextNodeAddr = traceList[n + 1];
VmpTraceFlowNode* nextNode = instructionToBlockMap[nextNodeAddr];
linkEdge(curAddr, nextNodeAddr);
//下一个节点是新节点
if (!nextNode) {
currentNode = createNode(nextNodeAddr);
}
//已访问过该节点,且节点指向Block头部
else if (nextNode->nodeEntry == nextNodeAddr) {
currentNode = nextNode;
}
else {
//节点指向已有区块其它地址,需要对区块进行分割
currentNode = splitBlock(nextNode, nextNodeAddr);
}
}
}
return true;
}
再进行节点合并优化，核心代码是这样的:
void VmpTraceFlowGraph::MergeNodes()
{
//已确定无法合并的节点
std::set<ea_t> badNodeList;
bool bUpdateNode;
do
{
bUpdateNode = false;
std::map<ea_t, VmpTraceFlowNode>::iterator it = nodeMap.begin();
while (it != nodeMap.end()) {
ea_t nodeAddr = it->first;
if (badNodeList.count(nodeAddr)) {
it++;
continue;
}
//判断合并条件
//条件1,指向子节点的边只有1条
if (toEdges[nodeAddr].size() == 1) {
ea_t fromAddr = *toEdges[nodeAddr].begin();
VmpTraceFlowNode* fatherNode = instructionToBlockMap[fromAddr];
//条件2,父节点指向的边也只有1条
if (fromEdges[fromAddr].size() == 1) {
//条件3,子节点不能指向父节点
if (!fromEdges[nodeAddr].count(fatherNode->addrList[fatherNode->addrList.size() - 1])) {
executeMerge(fatherNode, &it->second);
bUpdateNode = true;
it = nodeMap.erase(it);
continue;
}
}
}
badNodeList.insert(nodeAddr);
it++;
}
} while (bUpdateNode);
}
最后是将流程图转换成dot语言，核心代码如下:
std::string VmpTraceFlowGraph::DumpGraph()
{
std::stringstream ss;
ss << "strict digraph \"hello world\"{\n";
cs_insn* tmpIns = 0x0;
char addrBuffer[0x10];
for (std::map<ea_t, VmpTraceFlowNode>::iterator it = nodeMap.begin(); it != nodeMap.end(); ++it) {
VmpTraceFlowNode& node = it->second;
sprintf_s(addrBuffer, sizeof(addrBuffer), "%08X", it->first);
ss << "\"" << addrBuffer << "\"[label=\"";
for (unsigned int n = 0; n < node.addrList.size(); ++n) {
//测试代码
if (n > 20 && (n != node.addrList.size() - 1)) {
continue;
}
DisasmManager::DecodeInstruction(node.addrList[n], tmpIns);
sprintf_s(addrBuffer, sizeof(addrBuffer), "%08X", node.addrList[n]);
ss << addrBuffer << "\t" << tmpIns->mnemonic << " " << tmpIns->op_str << "\\n";
}
ss << "\"];\n";
}
for(std::map<ea_t, std::unordered_set<ea_t>>::iterator it = fromEdges.begin(); it != fromEdges.end(); ++it){
std::unordered_set<ea_t>& edgeList = it->second;
for (std::unordered_set<ea_t>::iterator edegIt = edgeList.begin(); edegIt != edgeList.end(); ++edegIt) {
VmpTraceFlowNode* fromBlock = instructionToBlockMap[it->first];
sprintf_s(addrBuffer, sizeof(addrBuffer), "%08X", fromBlock->nodeEntry);
ss << "\"" << addrBuffer << "\" -> ";
sprintf_s(addrBuffer, sizeof(addrBuffer), "%08X", *edegIt);
ss << "\"" << addrBuffer << "\";\n";
}
}
ss << "\n}";
return ss.str();
}
得到文件后，调用dot命令行打印出流程图
dot graph.txt -T png -o vmp2.png
最后得到的结果是这样的
