Обратная разработка программного обеспечения — процедура получения информации об алгоритме. При этом получение этих данных напрямую зависит от того, насколько много есть информации о приложении в документации, и от того, какой использовался способ для создания файла. Всё еще больше усложняется, если алгоритм заимствует фрагменты из других приложений или операционной системы. Эта статья расскажет о механизмах, которые заложены в ОС Windows, благодаря которым процесс обратной разработки может стать весьма сложным процессом.
С чего всё началось
Появление парадигмы объектно-ориентированного программирования подарило программистам очень мощные инструменты для обработки информации. Начали появляться новые языки, которые использовались для разных спектров задач, программное обеспечение становилось модульным. Написание новой программы с функционалом, который использовал стандартные механизмы ввода/вывода стало тривиальной задачей. Нужно было только подключить нужную библиотеку, которая уже содержала все необходимые функции.
Результатом использования парадигмы объектно-ориентированного подхода стали методы логического разбиения приложений на отдельные фрагменты, при этом можно было создавать уже скомпилированные части кода, которые собирались в новые приложения. Модульность позволила задуматься о механизмах, которые могли бы позволить объединять код, фрагменты которого были бы написаны на разных языках программирования, в одну систему, которая решала бы отдельно взятую проблему или целый класс проблем.
В операционной системе Windows подход к созданию отдельных компонентов был реализован в предоставлении унифицированных интерфейсов, которыми приложения пользуются и по сей день. Эти интерфейсы называются WinAPI. Их исследование достаточно тривиально, большая часть интерфейсов задокументирована и поэтому их обратная разработка заключается в том, чтобы найти в документации название и прочитать данные о параметрах и возвращаемом значении.
Каждый WinAPI интерфейс позволяет сделать минимальное действие, которое может произвести ОС, то есть если программист решит написать приложение, то для его реализации придётся задействовать несколько сотен, а то и тысяч интерфейсов. Отдельно стоит упомянуть, что это далеко не единственный способ, который доступен в ОС для реализации алгоритмов. ОС Windows также предлагает компонентный подход для построения приложений. Это означает, что программист может объединять целые программы вместе, чтобы реализовать выполнение алгоритма. Возможно это за счет использования механизма Component Object Module.
Появление COM не случайно, реализация этого механизма — логичный этап развития. На схеме ниже можно увидеть ретроспективу создания механизмов в ОС Windows:
Картинка наглядно показывает, как связано появление того или иного механизма. Реализация каждого нового механизма это решение проблем, которые возникли при реализации предыдущего механизма. Картинка включает в себя такие механизмы как OLE, COM+, DCOM, которые тоже, надо сказать очень сложные с точки зрения реализации и изучения.
Некоторые полезные определения
Представленная выше картинка с годами внедрения механизмов в ОС дает наглядное представление, что механизмы, которые сегодня используются, были созданы почти 22 года назад. Создание актуальной документации для такого длительного периода времени весьма сложная задача и соответственно, когда встает вопрос об обратной разработке ПО, которое использует указанные выше механизмы, нужно точно знать, ЧТО делает каждый из них.
COM дает возможность переиспользовать куски приложения. Работает за счет того, что можно собрать исполняемый кусок кода и расположить его в реестре ОС. Кусок кода получит уникальный идентификатор и будет вызывать ОС каждый раз, как приложения будут запрашивать обработку данных по идентификатору. Для создания кода можно использовать любой компилируемый язык программирования.
OLE - механизм связывания и внедрения данных в различные приложения. Больше всего распространен в приложениях, которые используются для офисных задач. Открытие таблицы Excel в документе Word самый распространенный пример использования механизма.
DCOM - механизм, который предоставляет возможность работать с объектами COM в рамках локальной сети или Интернета.
COM+ - механизм, который может быть использован для создания распределенного на целые кластера программного обеспечения. Включается в себя COM, предоставляет для объектов механизмы, которые позволяют с ними общаться по сети. Предоставляет механизмы по синхронизации, отказоустойчивости и разграничению доступа.
Примеры и практика
Давайте попробуем посмотреть, как обозначенные выше механизмы выглядят в ПО при обратной разработке. Начнем с OLE. Как было сказано выше, этот механизм проще всего обнаружить в офисных документах. Попробуем найти такой документ.
Для исследования был выбран вот этот документ. Он представляет собой docx файл, по сути это архив, который содержит некоторое количество файлов с инструкциями, как его рендерить. Заглянем внутрь: в этом формате все данные, которые могут быть добавлены через OLE это файлы, которые расположены в директории "word/embeddings". Заголовок содержимого объекта можно видеть ниже:
Ничего особенно примечательного, такие объекты можно анализировать с использованием набор инструментов oletools.
OLE объект представляет собой файловую систему, в которую можно положить информацию необходимую для встраивания данных. Если воспользоваться инструментом oleobj, то можно увидеть, что внутри объекта находится txt файл. Кстати, это можно увидеть и из шестнадцатеричного редактора:
Объект COM - представление зависит от типа предоставляемого функционала, чаще всего в программном обеспечении используется в совокупности с WinAPI CoCreateInstance. Визуально исследовать объекты можно через относительно простой инструмент - COMView. Пример работы инструмента:
Почти все элементы пользовательского интерфейса, которыми мы пользуемся каждый день, это COM объекты.
Как найти объекты COM+? Если в COMView вы обнаружили объект, который имеет интерфейс IUnknown, перед вами COM+ объект. Например:
Таким образом можно установить, за какой функционал отвечает тот или иной объект, который используется программным обеспечением. При этом не нужно вникать в имплементацию и можно сразу разобраться в алгоритме приложения, прочитав описание объекта в интерфейсе COMView.
Статья подготовлена Александром Колесниковым в рамках курса "Reverse-Engineering. Professional". Если интересно узнать больше о программе и формате обучения на этом курсе, приходите на день открытых дверей онлайн, на котором вы также сможете познакомиться с преподавателем.
