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学习逆向安全的必备基础: 汇编的初步了解

什么是汇编

汇编语言是一种低级编程语言，它使用简单的助记符来表示计算机底层的机器指令。

汇编语言是直接与计算机硬件交互的，它能够控制计算机中的每一个细节。

由于汇编语言非常低级，所以编写汇编程序通常比较困难。不过，汇编语言的优点是它能够非常有效地利用计算机的硬件资源，因此它在某些应用中仍然很常用，例如在系统编程和嵌入式系统开发中

学汇编需了解的知识

二进制与十六进制的转换

二进制十六进制000000001100102001130100401015011060111710008100191010A1011B1100C1101D1110E1111F

数据宽度

计算机中的数据都有硬件限制的长度限制，称为数据宽度， 超出宽度的数据将被舍弃

以下表格是常见的数据宽度及其存储范围
数据单位数据宽度存储范围(十六进制)位(bit)1位字节(byte)8位00xFF字(word)16位00xFFFF双字(word)32位0~0xFFFFFFFF

有符号数的编码规则

在计算机内存中, 正数以原码存储, 负数以补码存储

原码

原码是一种二进制数字表示方法，它的二进制表示就是它的绝对值的二进制表示, 其中最高位为符号位

例如, 十进制数 7 的二进制原码表示就是 00000111，十进制数 -7 的二进制原码表示就是10000111，其中最高位为符号位

反码

  • 正数: 反码和原码相同
  • 负数: 符号位为1, 其余位对原码取反

补码

  • 正数: 补码与原码相同
  • 负数: 反码加1

举个例子

      − 
     
    
      7 
     
     
     
       { 
      
      
       
        
         
          
          
            原码 
           
          
            : 
           
          
            10000111 
           
          
         
        
       
       
        
         
          
          
            反码 
           
          
            : 
           
          
            11111000 
           
          
         
        
       
       
        
         
          
          
            补码 
           
          
            : 
           
          
            11111001 
           
          
         
        
       
      
     
    
   
     -7\begin{cases} \text{原码}:10000111\\ \text{反码}:11111000\\ \text{补码}:11111001\\ \end{cases} 
    
   
 −7⎩⎨⎧​原码:10000111反码:11111000补码:11111001​

十进制数 -7 的二进制原码表示就是 10000111

它的反码除了符号位不变, 其余位对原码取反, 即为11111000

它的补码在反码的基础上+1,即为11111001

位运算

位运算有四种, 分别是与运算、或运算、异或运算、非运算

  • 与运算: 两个位都为1, 结果才为1
  • 或运算: 两个位之中有一个1, 结果就是1
  • 异或运算: 两个位不相同, 结果才为1
  • 非运算: 0就是1, 1就是0, 属于单目运算

通用寄存器

通用寄存器通常是计算机中比较常用的寄存器，它们可以用来存储程序执行过程中的中间结果、临时数据等

通用寄存器的名称和数量取决于所使用的计算机体系结构, 此处重点描述x86架构计算机的通用寄存器, 一共有八个, 如下表格详细的描述了各个寄存器的用途
32位通用寄存器16位通用寄存器8位通用寄存器描述EAXAXAH、AL主要用于存储算术运算结果，如加法、减法、乘法和除法运算。它还可以用来存储系统调用的返回值ECXCXCH、CL主要用于循环计数器，如在循环中存储计数器的值EDXDXDH、DL主要用于存储数据，如在算术运算中的乘法和除法运算中存储运算数。它还可以用来存储 I/O 操作的结果EBXBXBH、BL主要用于存储基址，如在寻址运算中存储基址地址。它还可以用来存储函数参数和局部变量32位通用寄存器16位通用寄存器描述ESPSP堆栈指针寄存器，用于存储堆栈的顶部地址EBPBP基址指针寄存器，用于存储当前函数的基址地址ESISI源指针寄存器，用于存储内存操作的源地址EDIDI目的指针寄存器，用于存储内存操作的目的地址

堆栈

什么是堆栈

堆栈是一种先进后出（FILO）的数据结构。它由一组连续的内存空间组成，可以用来存储数据。常见的操作包括压栈和弹栈。

  • 压栈(push)：将一个数据项压入堆栈的顶部
  • 弹栈(pop)：将堆栈顶部的数据项弹出堆栈

简单来说，堆栈就是一块内存,在程序启动的时候操作系统会为其分配内存供其执行

在OllyDBG调试界面中，ESP寄存器表示栈顶指针, 每执行一次push后指针减4;执行一次pop指针加4; EBP寄存器表示栈底指针

1

堆栈平衡

如果返回父程序, 当我们在堆栈中进行操作时,要保证在执行ret这条指令前esp所指向的地址是不变的

如果通过堆栈传递参数从而导致的esp变化,在函数执行完毕后要恢复成原先esp的值

要实现堆栈平衡有两种方式, 分别是内平栈和外平栈

外平栈

1

如上图所示，首先通过push压栈传递了两个参数, 分别是立即数1和立即数2, 因为堆栈压入两个栈, 那么栈顶ESP所指向的值自然也是立即数2

随后执行call指令调用了地址为004F145的函数, 此时堆栈会将call指令地址的下一行地址(即004F12C)压入堆栈, 那么栈顶ESP指向的值变成了004F12C

由于向堆栈传递了参数从而导致了ESP的变化, 那么后面需要恢复成原先的ESP, 在函数内部执行retn指令后会将执行pop EIP(即将ESP指向的值传递给EIP, 然后将ESP+4), 随后在函数外部再通过add指令将ESP+8来恢复到原先的ESP, 以此实现堆栈的外部平衡

image-20230129154636729

内平栈

1

与外平栈不同的是, 内平栈是在函数内部来实现堆栈平衡, 如上图所示, 通过执行

retn 0x8

指令来恢复至原先ESP, 此条命令相当于

pop EIP

加

add esp,8

通过ebp寻址

上述我们讲到的内平栈和外平栈用到的都是ESP寻址, 但是缺点是esp会随着堆栈的一些操作而发生变化, 因此可以使用ebp寻址的方法去弥补这种缺点

如下图所示, 是通过ebp寻址的一种方法, 下面我会详细描述ebp寻址的流程

1

在函数内部, 首先push ebp向堆栈压入个ebp, 然后让ebp=esp, 此时EBP和ESP都指向同一个值, 这个值是原先EBP的值

image-20230129164308330

执行sub esp,0x10指令来扩大堆栈的存储空间, 可以通过[ebp+?]来表示堆栈的参数, 例如立即数2即可用[EBP+8]来表示

image-20230129165207023

函数操作结束后执行mov esp,ebp指令让esp=ebp, 此时esp和ebp再次指向一个同一个值

最后, 执行

pop ebp

和

retn 0x8

指令来恢复原先ESP, 以此实现堆栈平衡

image-20230129165852753

标志寄存器

什么是标志寄存器

标志寄存器是一个特殊的寄存器，用于存储当前状态（特别是在执行算术和逻辑运算时）。标志寄存器通常包括一些标志位，用于指示运算的结果，例如溢出（OVERFLOW）、等于零（ZERO）、小于零（NEGATIVE）等。程序执行完一个运算后，标志寄存器会更新相应的标志位，以指示运算结果。程序可以根据标志寄存器中的标志位执行不同的操作，从而达到条件判断的效果

如下表格是常见的标志寄存器：
标志寄存器描述CF用于判断无符号整数运算是否溢出。如果算术操作导致最高有效位产生进位，则置1，否则为0。OF用于判断有符号整数运算是否溢出。如果溢出，则置1，否则为0。PF如果运算结果的最低有效字节包含偶数个1位，则置1，否则为0。AF如果第3位产生了进位，则置1，否则为0。ZF如果运算结果为0，则置1，否则为0。SF记录有符号整数的最高有效位。0表示正数，1表示负数。DF用于控制串指令（例如MOVS、CMPS、SCAS、LODS和STOS）。如果置为0，则串指令自动递增；如果置为1，则串指令自动递减。

使用实例

1.通过判断ZF是否为1来确定两个值是否相等

使用

sub

指令有一个弊端, 即会修改eax的值

mov eax,100
mov ecx,100
sub eax,ecx  

cmp

和

sub

指令相似,但是不会修改eax的值

mov eax,100
mov ecx,100
cmp eax,ecx

2.通过判断ZF是否为1来确定值是否为0

如下所示给eax赋值0, 然后通过

AND

指令让eax与自己进行与运算, 执行结果为0, 则ZF位为1

但这种方式有一个弊端，与运算后的执行结果会返回给eax，也就是说会修改eax的值

mov eax,0
AND EAX,EAX

TEST与AND指令不同的是，执行结果不会返回给eax 

mov eax,0         
TEST EAX,EAX

OD中不同的断点

INT3断点

INT3断点也被称为CC断点, 它在程序的代码流中设置了

INT 3

指令，当执行到该指令时，CPU会中断执行并传递给调试器。调试器可以捕获这个中断，并对程序进行调试, 此类断点有一个弊端, 容易被软件内的程序检测到, 从而失效

在Ollydbg调试中可直接按F2进行设置

1

硬件断点

硬件断点是在硬件层次上实现的断点。它通过在处理器的debug registers上设置断点，从而捕获程序的某个特定点的执行

硬件断点通常比软件断点更快, 不会被程序代码覆盖, 且不容易被检测到, 由于需要使用处理器的特殊功能，硬件断点的数量通常有限，因此不能随意使用

内存断点

内存断点是在调试过程中用于监控内存数据的一种断点，也称作内存观察断点, 且不容易被检测到

内存断点可以被设置在内存访问断点或内存写入断点上，其工作原理是通过将所设地址的访问或写入权限设置为不可访问/不可写，当试图访问或写入该地址时，就会产生异常，OllyDbg软件可以捕获此异常，并通过比较异常地址是否与断点地址相同来判断是否到达了断点，如果是，则软件会停止执行

由于每次出现异常Ollydbg都要判断是否是断点, 这影响到了OD的工作效率, 因此在OD中内存断点只能设置一个

消息断点

消息断点是OllyDbg中的一种断点，它主要用于调试Windows程序的消息循环。消息断点通过在程序处理消息时产生中断来实现。例如，可以设置在窗口创建时或在处理WM_PAINT消息时产生中断，从而调试窗口的绘制过程

Windows程序的消息循环是指窗口程序运行的核心部分。它负责处理程序所有的输入消息，例如鼠标点击和键盘输入，以及窗口重绘和其他系统消息。消息循环在程序启动时开始，并不断运行，直到程序退出。消息循环通过不断调用GetMessage函数获取消息，并通过DispatchMessage函数将消息发送到程序的消息处理程序中

消息断点与INT3断点不同的是, INT3断点可以在程序启动之前设置, 而消息断点只能在窗口创建后设置

条件断点

条件断点是一种特殊的断点，它允许用户设置断点在特定条件下才被触发。例如，如果一个寄存器的值等于某个特定值，或者一个内存地址的值等于另一个特定值，断点就会被触发。在调试中，这种断点可以用来在特定条件下停止程序并对代码进行分析，以找出问题

在OllyDBG中可通过按快捷键

shift+F2

来设置条件断点

image-20230130194734639

OD内存窗口的指令

单字节查看内存的数据

db 0019FF74

1

双字节查看内存的数据 

dw 0019FF74

1

四字节查看内存的数据 

dd 0019FF74

1

常用汇编指令

算数指令

ADD

将ecx与eax相加后返回给eax

ADD eax,ecx

SUB

eax减去ecx后返回给eax

SUB eax,ecx

AND

将eax与ecx进行与运算后返回给eax

AND eax,ecx

OR

将eax与ecx进行或运算后返回给eax

OR eax,ecx

XOR

将eax与ecx进行异或运算后返回给eax

XOR eax,ecx

NOT

将eax与ecx进行非运算后返回给eax

NOT eax,ecx

数据传输指令

MOV

MOV

指令是将一个源数据移动到一个目的数据位置。它是一条单纯的数据传送指令，不执行任何其他操作

**如下为

MOV

指令常用操作:**

1.立即数到内存

mov byte ptr ds:[内存编号],1

2.立即数到寄存器 

mov eax,1

3.寄存器到寄存器(需要相同位数) 

mov eax,ecx  #将ecx的值存到eax里

4.寄存器存到内存,又称"向内存中写入数据" 

mov dword ptr ds:[内存地址],eax 

mov byte ptr ds:[内存地址],al 

mov byte ptr ds:[ecx],0x12345678

5.内存存到寄存器中,又称"读取内存数据" 

mov eax,dword ptr ds:[内存地址] 

mov eax,dword ptr ds:[ecx]

MOVS

MOVS

指令也是将一个源数据移动到一个目的数据位置，但是它是一条字符串操作指令，可以连续地将多个数据从一个地址移动到另一个地址。它会自动递增源和目的地址的指针，以支持字符串的处理

MOVS和MOV的区别: 

MOV

指令是一条单纯的数据传送指令，而 

MOVS

指令是一条字符串操作指令，支持字符串的处理

MOVS指令只能将内存的数据移动到另一个内存中, 且编写格式只能如下所示: 

movs byte ptr es:[edi],byte ptr ds:[esi] #可简写成MOVSB 

movs word ptr es:[edi],word ptr ds:[esi] #可简写成MOVSW 

movs dword ptr es:[edi],dword ptr ds:[esi] #可简写成MOVSD

每次执行movs命令后,edi和esi的值都会发生变化,变化取决于DF位的值,若D为的值为0,那么执行movsb命令后就会加1,执行movd命令后就会加4;D位的值为1时则会减去

1

STOS

STOS

指令是一种 x86 指令，它通过使用内存操作将存储在 EAX 中的值复制到 ES:(E)DI 指向的内存单元中, 并且增加DI的值。 

STOS

指令通常用于字符串操作和数据初始化

将AI/AX/EAX的值存储到[EDI]指定的存储单元中 

stos byte ptr es:[edi] #简写成stosb

stos word ptr es:[edi] #简写成stosw

stos dword ptr es:[edi] #简写成stosd

栈操作指令

PUSH

PUSH指令用于向栈顶压入数据, 它会把操作数压入栈顶，并且让栈顶指针(SP)向下移动相应的数据大小（如：操作数为32位整数，则SP向下移动4个字节）

将立即数3压栈到栈顶指针处,随后栈顶指针减4 

push 3

将内存数据压栈到栈顶指针处 

push ptr ds:[内存地址]

POP

POP指令的作用是从栈顶弹出一个数据，并将其存储在指定的寄存器或内存位置中。

将堆栈中栈顶指针所指向的值出栈给eax寄存器,随后栈顶指针加4 

pop eax

将堆栈中栈顶指针所指向的值出栈给内存, 随后栈顶指针加4 

pop ptr ds:[内存地址]

控制指令

REP

rep指令按计数寄存器(ECX)中指定的次数重复执行汇编指令,执行完后ecx的值归0

REP前缀可以和某些字符串指令（例如MOVS，STOS，CMPS等）配合使用，以实现多次执行相同的操作，减少代码的冗长度

mov ecx,10  #设置ecx为十六进制的10,即执行次数为16次
rep movsd

CALL

修改EIP寄存器的值,并且push下一行地址(即将下一行的值赋给esp)

call 立即数/内存/寄存器

转移指令

JMP

JMP指令会修改EIP寄存器的值,EIP寄存器的值表示cpu下一次要执行的地址, 也可以理解成跳到指定地址

jmp 立即数/内存/寄存器

JCC指令

JCC指令是"jump conditional code"的缩写，是一类条件转移指令，它在特定条件下跳转到指定的地址

JCC指令需要根据标志位的值判断是否执行跳转操作，因此它是汇编程序员编写程序的常用指令之一
jcc指令描述检查符号位对应的C语言

JZ

(jump if zero)

JE

(jump if equal)结果为0或结果相等则跳转ZF=1if (i == 0);
if (i == j);

JNZ

(jump if not zero)

JNE

(jump if equal)结果不等于0或结果不相等则跳转ZF=0if (i != 0);
if (i != j);

JS

(jump if sign)结果为负则跳转SF=1if (i < 0);

JNS

(jump if not sign)结果为正则跳转SF=0if (i > 0);

JP

(jump if Parity)

JPE

(jump if Parity Even)若1出现次数为偶数则跳转PF=1无

JNP

(jump if not Parity)

JPO

(jump if Parity Odd)若1出现次数为奇数则跳转PF=0无

JO

(jump if overflow)溢出则跳转OF=1无

JNO

(jump if not overflow)无溢出则跳转OF=0无

JC

(jump if carry)

JB

(jump if below)

JNAE

(jump if not above equal)若进位则跳转;
若低于则跳转;
若不高于等于则跳转CF=1if (i < j);

JBE

(jump if below equal)

JNA

(jump if not above)若低于等于则跳转;
若不高于则跳转;ZF=1或CF=1if (i <= j);

JA

(jump if above)

JNBE

(jump if not below equal)若高于则跳转;
若不低于等于则跳转ZF=0而且CF=0if(i>j);

JNC

(jump if not carry)

JNB

(jump if not below)

JAE

(jump if above equal)若不进位则跳转;
若不低于则跳转;
若高于等于则跳转CF=0if (i >= j);

标签： 学习 开发语言 汇编
本文转载自: https://blog.csdn.net/xf555er/article/details/128815074
版权归原作者 Henry404s 所有， 如有侵权，请联系我们删除。
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