Undocumentedなデータ構造体を知る：リバースエンジニアリング入門（4）（1/3 ページ）

コンピュータウイルスの解析などに欠かせないリバースエンジニアリング技術ですが、何だか難しそうだな、という印象を抱いている人も多いのではないでしょうか。この連載では、「シェルコード」を例に、実践形式でその基礎を紹介していきます。（編集部）

[川古谷裕平，日本電信電話株式会社]

オリジナルコードを頭からガブリ！

　第3回ではシェルコードの中身の解析に入りました。シェルコードのデコーダ部分のコードを実際に解析し、IDCによりオリジナルのアセンブリコードを復元してみました。

　続く今回は、デコーダによる処理が終わった後のオリジナルコードの先頭から解析を行っていきたいと思います。

実行プロセスからAPIが呼ばれるまで

　さて、アセンブリコードの解析に入る前に、まずAPI（Application Programming Interface）の話をします。

　第1回で“シェルコードの役割は「ファイルをダウンロードする」「ダウンロードしたファイルを実行する」の2つである”とご紹介しました。これらファイルのダウンロード、ファイルの実行は、基本的にはWindowsのAPIを呼び出すことで行います。今回はこのAPIの呼び出しメカニズムに焦点を当てて説明し、その仕組みを理解したところでシェルコードの解析に入っていきます。

　Windowsの場合、基本的にAPIは、実行ファイルとは別にDLL（Dynamic Link Library）として実装されています（注1）。Windowsのローダはファイルが実行されるとその実行ファイル中で使われているAPIを調べ上げ、そのAPIを実装しているDLLをメモリにロードし、アドレス解決を行い、実行ファイルからDLL内に実装されているAPIを呼び出せるようにします。

　ではIDAとImmunity Debuggerを利用して、実行ファイルからkernel32.dll内に実装されているCreateFileA APIを呼び出すところを具体的に見てみましょう。

　図1は、CreateFileAを呼び出すだけの単純なプログラムの逆アセンブリです。ソースコードはこちらになります。

図1　CreateFileAの呼び出し（クリックすると拡大します）

　図1の（1）にあるように、.text:00401020でCreateFileAを間接コールしています。この間接コールで参照している. idata:0040A004のメモリの値（図2の（2））を見てみると、まだ値が格納されていないことが分かります（図3の（3））。これは、CreateFileAの実体はDLL(kernel32.dll）内にあり、kernel32.dllは実行時にロードされるまでメモリ上のアドレスが決定していないためです。

図2　CreateFileAのアドレス（アセンブリ）（クリックすると拡大します）

図3　CreateFileAのアドレス（メモリダンプ）（クリックすると拡大します）

　次に、同じ実行ファイルをImmunity Debuggerで読み込んでみます。Immunity Debuggerは、デフォルトの設定では実行ファイルをローダがメモリ上に展開した後に停止させてくれるため、ローダによるアドレス解決が行われた後の様子を見ることができます（注2）。

図4　Immunity Debuggerでロードした後のCreateFileA呼び出し（クリックすると拡大します）

　図4の（4）（5）を見てください。IDAで見たときは空だったアドレスに「24 1A 80 7C」の値が設定されています。この値はリトルエンディアンなので、4バイト整数として解釈すると、7C801A24hになります。このアドレスの個所を詳しく見てみると、CreateFileAだということが分かります（図5の（6））。

図5　CreateFileAのアドレスが設定されている様子（クリックすると拡大します）

　ディスク上にファイルとして存在している実行ファイルをIDAで見たときは、まだAPIのアドレス解決は行われていません。一方、Immunity Debuggerで読み込んだ後は実行ファイルがメモリ上に展開され、ローダによりAPIのアドレス解決が行われています。そのため、IDAで見た時は空であった値が、Immunity Debuggerで見るとCreateFileAを指している、つまりアドレス解決が行われていることが見て取れると思います。

　このアドレス解決は、基本的にはプログラムの起動時に、ローダにより一度だけ行われます。そのため、起動済みのプロセスの脆弱性を突いて挿入されるシェルコード内からAPIを呼び出そうとしても、APIのアドレスが分からないといった問題が生じます。

　さて、シェルコードはいかにしてAPIの呼び出しを実現しているのでしょうか？

注1：多くのDLLはC:\Windows\system32に保存されています。
注2：うまくいかない時は、Immunity Debuggerのメニューの［Options］→［Debugging Options］→［Events］タブで、「Make first pause at:」が「Entry point of main module」になっていることを確認してください