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/

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
  • CLI版逆アセンブラ。
• disassemble-gui.rb
  • GUI版逆アセンブラ。グラフビューを持つ。
• lindebug.rb
  • Win32/Linux用のラインデバッガ

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

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

ELFの逆アセンブル

$ 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)

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)

起動方法

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