PE文件结构与计算机病毒分析

"PE文件是Windows操作系统中的可执行文件格式，包括.exe和.dll等类型。本文深入探讨了PE文件的结构及其与计算机病毒的关系。通过理解PE文件的加载原理，可以更好地了解病毒如何利用这种结构进行自我复制和感染。文章作者彭国军，来自武汉大学计算机学院。" 正文: PE (Portable Executable) 文件结构是Windows系统中的核心部分，它定义了程序如何在内存中被装载和执行。PE文件的加载过程由PE装载器负责，它会将文件从磁盘映射到内存中，这个映射的起始位置被称为基址，通常用`lpImageBase`表示。理解PE文件的结构对于分析和防范计算机病毒至关重要。 PE文件的结构主要包含以下几个部分： 1. **MS-DOS MZ文件头**：这是PE文件的起源，包含了魔数`e_magic`（通常是'MZ'），用于识别文件格式，以及指向PE头的偏移量`e_lfanew`。DOSStub紧跟在DOS头之后，是一个小的DOS程序，用于在不支持PE格式的系统中显示错误信息。 2. **PE文件头**：在DOSStub后面，是PE头，它包括COFF（Common Object File Format）文件头和可选头。COFF文件头提供了关于文件的基本信息，如机器类型、节的数量和大小。可选头则包含了PE文件的特性，如文件类型（DLL或EXE）、基地址、入口点地址等。 3. **节表**：节表列出了PE文件的各个部分，每个节都有一个名称、虚拟地址、大小等属性。常见的节名有.text（代码）、.data（初始化数据）、.rdata（只读数据）等。病毒可能利用这些节来插入自己的代码或数据。 4. **节**：每个节包含了具体的代码或数据。例如，.text节通常包含可执行的机器指令，而.vszdata节可能包含初始化的数据。 计算机病毒与PE文件结构的关系主要体现在病毒如何利用PE文件的特性进行感染。病毒通常通过以下方式之一感染PE文件： - **插入代码**：病毒会在PE文件的某个节中插入自己的代码，同时修改节表和相关的重定位信息，确保病毒代码能够正确执行且不破坏原有程序的功能。 - **劫持入口点**：病毒可能会修改PE文件的入口点地址，使得程序运行时首先执行病毒代码，然后再跳转到原始的入口点。 - **API注入**：PE文件往往依赖于DLL（动态链接库）提供的API函数。病毒可以通过篡改导入表，将自己需要的API调用插入到程序中，以此来执行恶意操作。 了解这些知识点，有助于我们分析和预防计算机病毒。通过逆向工程，我们可以发现病毒的感染机制，并设计相应的防护措施，例如使用反病毒软件、加强代码签名验证等。同时，对PE文件结构的理解也有助于开发者编写更安全、健壮的Windows应用程序。