METASM

METASMはRubyで記述されている、アセンブラ、逆アセンブラ、コンパイラ、リンカ、デバッガといった機能を持つライブラリ/アプリケーションである。

対応アーキテクチャ

x86_64,ia32,mips,ppc (unstable: arc,arm,bpf,cy16,dalvik,python,sh4,z80)

対応フォーマット

a.out,elf,pe,raw,Mach-O,nds,xcoffなど

http://metasm.cr0.org/

逆アセンブラの主な特徴は以下の通り。

• 関数を自動で識別し、呼び出し元などを列挙してくれる
• Windowsの関数呼び出しもある程度関数名を表示してくれる
• 逆コンパイルすることが出来る
• 関数の呼び出しグラフや関数内でのジャンプグラフなどを表示することが出来る(GUI版)
• 文字列参照をコメントで表示することが出来る
• ローカル変数を列挙することが出来る

インストール

GITHUBからリポジトリをクローンする。

$ git clone https://github.com/jjyg/metasm/ ~/local/metasm

環境変数RUBYLIBにmetasmのディレクトリを追加する。.bashrcや.zshenvなどに以下を記述。

[[ -s "$HOME/local/metasm" ]] && export RUBYLIB="$HOME/local/metasm"

gtk2-gemをインストールする(GUI版の逆アセンブラーを使う場合のみ)

$ gem install gtk2

ツール

samplesディレクトリに利用例としてツールが入っている。(大体はRubyから扱うためのSampleである)

• disassemble.rb
  • 逆アセンブラ
• disassemble-gui.rb
  • GUI版逆アセンブラ。ファイルの編集が出来たり、関数の分岐などをグラフにして表示する機能があったりする。
• lindebug.rb
  • Win32/Linux用のラインデバッガー

逆アセンブラ(CUI)

基本的な利用方法

$ ruby disassmble.rb --cpu <CPU名> --exe <ファイルフォーマット> [その他オプション] 実行ファイル

--cpuや--exeを省略しても自動的に適切なものを選んでくれる

逆アセンブル

デフォルトでちゃんとbacktraceしてくれる。

関数の呼び出し元なども表示してくれるのが便利。

$ ruby disassemble.rb --cpu x86_64 --exe ELF a.out
// ELF segment at 400000h, flags = R, X
db 7fh, "ELF", 2, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 ; @400000h
db 2, 0, 3eh, 0, 1, 0, 0, 0, 40h, 4, 40h, 0, 0, 0, 0, 0 ; @400010h
db 40h, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 38h, 0bh, 0, 0, 0, 0, 0, 0 ; @400020h
(中略)
// Xrefs: __libc_start_main
main:
// function binding: r10,r11,r8,r9,rcx,rdi,rdx -> unknown, rax -> 0, rsp -> rsp+8
// function ends at 400539h
    push rbp                                     ; @40050ch  55  
    mov rbp, rsp                                 ; @40050dh  4889e5  
(省略)

backtraceのせいで逆コンパイルが終わらない場合は、--fastオプションを付与すると良い。

使用例

Shellcodeの逆アセンブル

$ ruby ~/local/metasm/samples/disassemble.rb --cpu X64 --exe Shellcode shellcode.raw
entrypoint_0:
// function binding: rax -> 8, rsp -> rsp+8
// function ends at 7
    lea rax, [rip-7+8]                           ; @0  488d0501000000  
    ret                                          ; @7  c3  endsub entrypoint_0
db "aaa", 0                                      ; @8

逆コンパイル

2015年4月現在、実用性はほとんどない。いろいろと間違ってるし。

   1 $ ruby disassemble.rb --decompile --cpu x86_64 --exe ELF a.out
   2 (中略)
   3 
   4 int main __attribute__((stackoff:-8))(int rbp __attribute__((register(rbp))), int rdi __attribute__((register(rdi))))
   5 {
   6         register int eax __attribute__((register(eax)));
   7         register int rbp_a0 __attribute__((register(rbp)));
   8         register int rsp __attribute__((register(rsp)));
   9         register int rsp_a0 __attribute__((register(rsp)));
  10         rsp_a0 = (rsp - 8);
  11         *(int*)(rsp_a0 - 8) = rbp;
  12         rbp_a0 = rsp_a0;
  13         *(int*)(rbp_a0 - 4) = rdi;
  14         *(__int32*)(rbp_a0 - 4) != 1;
  15         puts();
  16         return eax;
  17 }

逆アセンブラ(GUI)

基本的な利用方法

次のようにして起動する。

ruby metasm/samples/disassmble-gui.rb --cpu <CPU名> --exe <ファイルフォーマット> [その他オプション] 実行ファイル

キーボードショートカット

ライブラリ

シェルコード

RubyのExploit上で直接Shellcodeを書くことが可能になる。

   1 require 'metasm'
   2 
   3 print Metasm::Shellcode.assemble(Metasm::Ia32.new, <<SOURCE).encode_string
   4 mov eax, 1
   5 mov ebx, 42
   6 int 80h         // exit
   7 SOURCE
   8 

デバッガ

プロセスを実行する

Metasm::OS.currentで現在のOSを取得することが出来る。(Metasm::LinOSかMetasm::WinOSのどちらか)

OS.create_processにより新規プロセスをコマンドを指定して実行出来る。

   1 require 'metasm'
   2 
   3 process = Metasm::OS.current.create_process('./a.out')
   4 # 引数を渡す場合は process = Metasm::OS.current.create_process('./a.out ARGV1 ARGV2')
   5 debugger = process.debugger
   6 debugger.run_forever

プロセスにアタッチする

   1 # 特定の名前またはpidを持つ最初のプロセスを返す
   2 pid = Metasm::OS.current.find_process('./a.out').pid
   3 
   4 process = Metasm::OS.current.open_process(pid)
   5 debugger = process.debugger

標準入出力を確保してプロセスを実行する

   1 io = IO.popen(['./a.out', 'aaa'], 'r+')
   2 debugger = Metasm::OS.current.open_process(io.pid).debugger

ブレークポイント

ソフトウェアブレークポイント

Debugger.bpx(アドレス, 一度のみか, &callback)

   1 debugger.bpx(0x40051d, true) do 
   2   puts "eax=#{debuger[:eax]}"
   3 end

ハードウェアブレークポイント

Debugger.hwbp(アドレス, タイプ(:r, :w, :x)のどれか, メモリサイズ, 一度のみか, &callback)

   1 debugger.hwbp(0x40051d, :x, 1, true) do 
   2   puts "eax=#{debuger[:eax]}"
   3 end

メモリアクセスブレークポイント

Debugger.mbp(アドレス, タイプ(:r, :w)のどれか, メモリサイズ, 一度のみか, &callback)

   1 debugger.mbp(0x40051d, :r, 1, true) do 
   2   puts "Access"
   3 end

アンチ・アンチデバッギング

Windows, is_debugger_present対策

   1 dbg[process.peb_base + 0x02, 1] = "\0" # is_debbuger_present() => falseにする