pyc逆向之opcode簡單置換

最近做了一道pyc的逆向題，主要難點在於python環境的opcode被置換，就簡單記錄一下相關知識。

opcode其實是指python原始碼的操作碼，python源***.py編譯後可以得到二進位制檔案*.pyc，*.pyc檔案中就含有opcode序列。對於不同版本的python，其opcode是不完全相同的，這也就是為什麼某一版本的python虛擬機器不能執行另乙個版本的原始碼。

檢視當前版本opcode的方式有很多種，最簡單的是直接匯入opcode庫檢視：

import opcode
for key in opcode.opmap.keys():
print (key, opcode.opmap[key])

或者在/python/include/opcode.**件中檢視。

乙個簡單原始碼的opcode檢視如下：

import dis
def foo():
x = 20
y = 10
z = x - y
return z
dis.dis(foo)

輸出如下：

3           0 load_const               1 (20)
2 store_fast 0 (x)
4 4 load_const 2 (10)
6 store_fast 1 (y)
5 8 load_fast 0 (x)
10 load_fast 1 (y)
12 binary_subtract
14 store_fast 2 (z)
6 16 load_fast 2 (z)
18 return_value

或者可以在命令列執行 python -m py_compile filename.pyc，然後利用pycdas等軟體去反編譯至opcode。

一些逆向題會構建乙個修改的python環境，從而使對應的*.pyc檔案只能被本地識別並執行，而不能在別的計算機執行。

那如何構建這樣的環境呢，一般是通過原始碼安裝python的方式實現，在安裝前更改opcode的相關檔案。對於2.7.13版本以下，似乎只需要更改/include/opcode.h，/lib/opcode.py兩個檔案，而2.7.14及以上版本則還需要修改/python/opcode_targets.**件。本文的例子是針對2.7.16的。

構建三個補丁檔案（這裡以加減法交換為例）如下，分別命名為re1.patch，re2.patch，re3.patch。

--- include/opcode.h
+++ include/opcode.h
@@ -30,2 +30,2 @@
-#define binary_add 23
-#define binary_subtract 24
+#define binary_add 24
+#define binary_subtract 23

--- lib/opcode.py
+++ lib/opcode.py
@@ -65,2 +65,2 @@
-def_op('binary_add', 23)
-def_op('binary_subtract', 24)
+def_op('binary_add', 24)
+def_op('binary_subtract', 23)

--- python/opcode_targets.h
+++ python/opcode_targets.h
@@ -25,2 +25,2 @@
- &&target_binary_add,
- &&target_binary_subtract,
+ &&target_binary_subtract,
+ &&target_binary_add,

執行以下命令：

~$ xz -d python-2.7.16.tar.xz
~$ tar -xvf python-2.7.16.tar
~$ cd python-2.7.16
~/python-2.7.16$ cp ~/re1.patch re1.patch
~/python-2.7.16$ cp ~/re2.patch re2.patch
~/python-2.7.16$ cp ~/re3.patch re3.patch
~/python-2.7.16$ patch -p0 < re1.patch
~/python-2.7.16$ patch -p0 < re2.patch
~/python-2.7.16$ patch -p0 < re3.patch
~/python-2.7.16$ ./configure --prefix=/usr/local/python
~/python-2.7.16$ sudo make & make install

此時python環境編譯成功，可以用下面的小例子測試一下：

x = 10
y = input("number:")
print x-y

然後將原始碼編譯為pyc檔案：python -m py_compile main.py，分別在不同平台上執行main.pyc如下：

在windows下使用uncompyle6嘗試對main.pyc反編譯：

d:\>uncompyle6 main.pyc
# uncompyle6 version 3.2.6
# python bytecode 2.7 (62211)
# decompiled from: python 2.7.16 (v2.7.16:413a49145e, mar 4 2019, 01:37:19) [msc v.1500 64 bit (amd64)]
# embedded file name: main.py
# compiled at: 2019-06-20 14:51:58
x = 10
y = input('number:')
print x + y
# okay decompiling main.pyc

我們發現，加減法已經被置換了。

簡單置換也可以置換多個opcode，需要注意的是上面三個檔案中opcode的順序必須是一致的，否則make將會失敗。

使用編譯好的pycdc就可以反編譯到正確的原始碼了。

其實我們一般做題很難事先知道正確的opcode順序是什麼，主要還是得通過一次反編譯之後的原始碼，對照其中異常的語句猜測正確的opcode值。

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