PE文件结构详解之头信息解析

本文主要是介绍PE文件结构详解之头信息解析，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

PE文件结构详解

一、前言
- 1.概述
- 2.PE文件结构
- 3.所用工具
二、DOS头（DOS Header）解析
- 1.作用
- 2.图例
- 3.参数详解
- 4.总结
三、DOS Stub
- 1.作用
- 2.图例
四、NT头（NT Header）解析
- 1.作用
- 2.PE标识图例
- 3.文件头（COFF头）图例
- 4.可选头（Optional Header）图例
五、区段头（Section Header）
- 1.作用
- 2.图例
六、附C++解析源码

一、前言

1.概述

PE文件（Portable Executable File）是Windows上最常见的可执行文件，按文件后缀来说就是.exe、.dll文件，还有一些其他的文件，例如.sys系统文件，不过最常见以及常用的就是.exe和.dll，在初学阶段狭义上也可以就把PE文件就理解成.exe和.dll文件。

2.PE文件结构

DOS头（DOS Header）
DOS Stub
NT头（NT Header）
- PE标识（Signature）
- 文件头（File Header）
- 可选头（OptionHeader）
区段头（Section Header）

3.所用工具

WinHex-20.7-x86-x64.exe
PETool v1.0.0.5.exe
010EditorProtable

二、DOS头（DOS Header）解析

1.作用

兼容性: 让老的DOS系统识别这是一个可执行文件，即使它不能运行。
定位PE头: e_lfanew字段指向PE头的开始位置，操作系统通过这个字段找到PE文件的真正头部，从而加载和执行文件。

2.图例

范围：起始地址开始，长度64字节
我们可以通过使用WinHex软件来打开一个PE文件，其中如下图红框包裹的部分就是DOS头的内容，长度固定为64个字节。
在这里插入图片描述

3.参数详解

其中注释的内容不重要，可以忽略。

typedef struct _IMAGE_DOS_HEADER {      // DOS .EXE头WORD   e_magic;                     // 魔数（Magic number），固定MZ//WORD   e_cblp;                      // 文件最后一页的字节数//WORD   e_cp;                        // 文件中的页数//WORD   e_crlc;                      // 重定位项数目//WORD   e_cparhdr;                   // 头部大小，以段落（16字节）为单位//WORD   e_minalloc;                  // 程序所需的最小额外段数//WORD   e_maxalloc;                  // 程序所需的最大额外段数//WORD   e_ss;                        // 初始（相对）SS值//WORD   e_sp;                        // 初始SP值//WORD   e_csum;                      // 校验和//WORD   e_ip;                        // 初始IP值//WORD   e_cs;                        // 初始（相对）CS值//WORD   e_lfarlc;                    // 重定位表的文件地址//WORD   e_ovno;                      // 覆盖编号//WORD   e_res[4];                    // 保留字//WORD   e_oemid;                     // OEM标识符（用于e_oeminfo）//WORD   e_oeminfo;                   // OEM信息（由e_oemid指定）//WORD   e_res2[10];                  // 保留字LONG   e_lfanew;                    // 新EXE头的文件地址（PE头的偏移量）
} IMAGE_DOS_HEADER, *PIMAGE_DOS_HEADER;

4.总结

其中的e_magic参数可以用来判断这个文件是不是PE文件。
e_lfanew表示的是新的PE头的偏移位置，例如程序的起始地址是0x01，e_lfanew的值是0xF0，那么新的PE头的位置就是0x01+0xF0。

三、DOS Stub

1.作用

一个典型的DOS Stub可能会包含一个简短的DOS程序，这个程序通常会执行以下操作：

显示一条消息，说明该程序需要在Windows环境下运行。
终止程序的执行。

约等于没有用，因为DOS Stub在windwos系统上是不会执行的。

2.图例

范围：DOS头后开始，至e_lfanew偏移量结束。
我们可以看到红框的右边解析的Ascii码，里面有这么一段文字。
This program cannot be run in DOS mode.
可得出结论这玩意在windows上没什么用，就是在DOS系统上显示消息用的。
范围为之后至 e_lfanew偏移量之前。
在这里插入图片描述

四、NT头（NT Header）解析

1.作用

NT头，其中包含三个部分

PE标识（PE签名，Signature）
标准文件头（COFF头，Common Object File Format Header）
可选头（Optional Header）

PE头就是我们PE文件的最重要的部分之一了，其中包含了很多重要的信息。

2.PE标识图例

范围：e_lfanew偏移量开始，长度4字节。
其中数据0x00004550（从小到大读）就是：
50=P
45=E
00=\0
00=\0
在这里插入图片描述

3.文件头（COFF头）图例

范围：PE标识开始，长度20字节
在这里插入图片描述
注释的内容不重要，可以忽略。

typedef struct _IMAGE_FILE_HEADER {WORD  Machine;              // 指定目标机器类型WORD  NumberOfSections;     // 文件中的节数//DWORD TimeDateStamp;        // 文件创建的时间戳//DWORD PointerToSymbolTable; // 指向符号表的指针（通常为0）//DWORD NumberOfSymbols;      // 符号表中的符号数（通常为0）WORD  SizeOfOptionalHeader; // 可选头的大小WORD  Characteristics;      // 文件的属性标志
} IMAGE_FILE_HEADER, *PIMAGE_FILE_HEADER;

4.可选头（Optional Header）图例

文件头开始，长度为文件头的SizeOfOptionalHeader属性
在这里插入图片描述
注释的内容不重要，可以忽略。
其中的DllCharacteristics中有一条DYNAMIC_BASE表示是否动态基址，可以用010 editor来查看这个值，如下图。

typedef struct _IMAGE_OPTIONAL_HEADER {WORD    Magic;                       // 标识文件类型，0x10B表示PE32,0x20B标识PE64
//    BYTE    MajorLinkerVersion;          // 链接器的主版本号
//    BYTE    MinorLinkerVersion;          // 链接器的次版本号
//    DWORD   SizeOfCode;                  // 所有代码节的总大小
//    DWORD   SizeOfInitializedData;       // 所有已初始化数据节的总大小
//    DWORD   SizeOfUninitializedData;     // 所有未初始化数据节的总大小DWORD   AddressOfEntryPoint;         // 程序入口点的地址（RVA）OEP
//    DWORD   BaseOfCode;                  // 代码节的起始地址（RVA）
//    DWORD   BaseOfData;                  // 数据节的起始地址（RVA）DWORD   ImageBase;                   // 首选的加载地址DWORD   SectionAlignment;            // 内存对齐大小DWORD   FileAlignment;               // 文件对齐大小
//    WORD    MajorOperatingSystemVersion; // 操作系统的主版本号
//    WORD    MinorOperatingSystemVersion; // 操作系统的次版本号
//    WORD    MajorImageVersion;           // 映像文件的主版本号
//    WORD    MinorImageVersion;           // 映像文件的次版本号
//    WORD    MajorSubsystemVersion;       // 子系统的主版本号
//    WORD    MinorSubsystemVersion;       // 子系统的次版本号
//    DWORD   Win32VersionValue;           // 保留字段，应为0DWORD   SizeOfImage;                 // 文件在内存中的大小，按照SectionAlignment对齐后DWORD   SizeOfHeaders;               // 所有头和节表（区段头）的总大小，按照FileAlignment对齐后
//    DWORD   CheckSum;                    // 校验和
//    WORD    Subsystem;                   // 子系统类型
//    WORD    DllCharacteristics;          // DLL的特性
//    DWORD   SizeOfStackReserve;          // 保留的栈大小
//    DWORD   SizeOfStackCommit;           // 初始提交的栈大小
//    DWORD   SizeOfHeapReserve;           // 保留的堆大小
//    DWORD   SizeOfHeapCommit;            // 初始提交的堆大小
//    DWORD   LoaderFlags;                 // 加载器标志，应为0DWORD   NumberOfRvaAndSizes;         // 数据目录的数量IMAGE_DATA_DIRECTORY DataDirectory[IMAGE_NUMBEROF_DIRECTORY_ENTRIES]; // 数据目录数组
} IMAGE_OPTIONAL_HEADER32, *PIMAGE_OPTIONAL_HEADER32;

五、区段头（Section Header）

1.作用

区段也成为“节”，区段头也叫节表
注释的不重要，可以忽略

2.图例

位置：可选头开始，区段头多个的，每个的固定大小为40个字节，区段头的数量存放在标准头的NumerOfSections属性

typedef struct _IMAGE_SECTION_HEADER {BYTE  Name[IMAGE_SIZEOF_SHORT_NAME];    // 节的名称，通常是一个8字节长的字符串，如“.text”、“.data”等
//    union {
//        DWORD PhysicalAddress;              // 物理地址，不常用
//        DWORD VirtualSize;                  // 节在内存中的实际大小
//    } Misc;DWORD VirtualAddress;                   // 区段在内存中的偏移位值
//    DWORD SizeOfRawData;                    // 区段在文件中对齐后的大小，文件对齐（File Alignment）后的大小DWORD PointerToRawData;                 // 区段在文件中的偏移值
//    DWORD PointerToRelocations;             // 重定位信息表在文件中的位置偏移，通常为0
//    DWORD PointerToLinenumbers;             // 行号信息在文件中的位置偏移，调试信息相关，通常为0
//    WORD  NumberOfRelocations;              // 重定位项的数量
//    WORD  NumberOfLinenumbers;              // 行号信息的数量DWORD Characteristics;                  // 节的属性标志，描述节的特性（可执行、可读、可写等）
} IMAGE_SECTION_HEADER, *PIMAGE_SECTION_HEADER;