programa-stic/barf-projectBARF : 멀티플랫폼 오픈 소스 바이너리 분석 및 리버스 엔지니어링 프레임워크
바이너리 코드 분석은 소프트웨어 보안, 프로그램 분석, 리버스 엔지니어링 등 컴퓨터 과학 및 소프트웨어 공학 분야의 여러 영역에서 중요한 활동입니다. 수동 바이너리 분석은 어렵고 시간이 많이 소요되는 작업이며, 이를 자동화하거나 인간 분석가를 지원하는 소프트웨어 도구들이 있습니다. 그러나 이러한 도구 대부분은 기술적 및 상업적 제한이 있어 학계 및 실무 커뮤니티의 많은 부분이 접근 및 사용에 제약을 받습니다. BARF는 정보 보안 분야에서 일반적인 다양한 바이너리 코드 분석 작업을 지원하는 것을 목표로 하는 오픈소스 바이너리 분석 프레임워크입니다. 이는 여러 아키텍처의 명령어 리프팅, 중간 표현으로의 바이너리 변환, 코드 분석 플러그인을 위한 확장 가능한 프레임워크, 디버거, SMT 솔버 및 계측 도구와 같은 외부 도구와의 상호 운용을 지원하는 스크립트 가능한 플랫폼입니다. 이 프레임워크는 주로 인간 지원 분석을 위해 설계되었지만 완전히 자동화될 수도 있습니다.
BARF 프로젝트는 BARF와 관련 도구 및 패키지를 포함합니다. 현재까지 프로젝트는 다음 항목으로 구성되어 있습니다.
자세한 내용은 다음을 참조하십시오.
현재 상태:
| 최신 릴리스 | v0.6.0 |
|---|---|
| URL | https://github.com/programa-stic/barf-project/releases/tag/v0.6.0 |
| 변경 로그 | https://github.com/programa-stic/barf-project/blob/v0.6.0/CHANGELOG.md |
모든 패키지는 Ubuntu 16.04 (x86_64)에서 테스트되었습니다.
BARF는 바이너리 분석 및 리버스 엔지니어링을 위한 Python 패키지입니다. 다음을 수행할 수 있습니다.
ELF, PE 등)의 바이너리 프로그램 로드,현재 개발 중입니다.
BARF는 다음 SMT 솔버에 의존합니다.
다음 명령어는 시스템에 BARF를 설치합니다.
$ sudo python setup.py install
로컬에 설치할 수도 있습니다.
$ sudo python setup.py install --user
sudo pip install pyasmjitsudo apt-get install graphviz다음은 바이너리 파일을 열고 각 명령어를 중간 언어(REIL)로 변환하여 출력하는 매우 간단한 예제입니다.
from barf import BARF
# Open binary file.
barf = BARF("examples/misc/samples/bin/branch4.x86")
# Print assembly instruction.
for addr, asm_instr, reil_instrs in barf.translate():
print("{:#x} {}".format(addr, asm_instr))
# Print REIL translation.
for reil_instr in reil_instrs:
print("\t{}".format(reil_instr))
CFG를 복구하여 .dot 파일로 저장할 수도 있습니다.
# Recover CFG.
cfg = barf.recover_cfg()
# Save CFG to a .dot file.
cfg.save("branch4.x86_cfg")
SMT 솔버를 사용하여 코드에 대한 제약 조건을 확인할 수 있습니다. 예를 들어, 다음 코드가 있다고 가정해 보겠습니다.
80483ed: 55 push ebp
80483ee: 89 e5 mov ebp,esp
80483f0: 83 ec 10 sub esp,0x10
80483f3: 8b 45 f8 mov eax,DWORD PTR [ebp-0x8]
80483f6: 8b 55 f4 mov edx,DWORD PTR [ebp-0xc]
80483f9: 01 d0 add eax,edx
80483fb: 83 c0 05 add eax,0x5
80483fe: 89 45 fc mov DWORD PTR [ebp-0x4],eax
8048401: 8b 45 fc mov eax,DWORD PTR [ebp-0x4]
8048404: c9 leave
8048405: c3 ret
코드를 실행한 후 eax 레지스터에서 특정 값을 얻기 위해 메모리 위치 ebp-0x4, ebp-0x8 및 ebp-0xc에 어떤 값을 할당해야 하는지 알고 싶다고 가정해 보겠습니다.
먼저, 분석기 구성 요소에 명령어를 추가합니다.
from barf import BARF
# Open ELF file
barf = BARF("examples/misc/samples/bin/constraint1.x86")
# Add instructions to analyze.
for addr, asm_instr, reil_instrs in barf.translate(0x80483ed, 0x8048401):
for reil_instr in reil_instrs:
barf.code_analyzer.add_instruction(reil_instr)
그런 다음, 각 관심 변수에 대한 표현식을 생성하고 원하는 제약 조건을 추가합니다.
ebp = barf.code_analyzer.get_register_expr("ebp", mode="post")
# Preconditions: set range for variable a and b
a = barf.code_analyzer.get_memory_expr(ebp-0x8, 4, mode="pre")
b = barf.code_analyzer.get_memory_expr(ebp-0xc, 4, mode="pre")
for constr in [a >= 2, a <= 100, b >= 2, b <= 100]:
barf.code_analyzer.add_constraint(constr)
# Postconditions: set desired value for the result
c = barf.code_analyzer.get_memory_expr(ebp-0x4, 4, mode="post")
for constr in [c >= 26, c <= 28]:
barf.code_analyzer.add_constraint(constr)
마지막으로, 설정한 제약 조건이 해결 가능한지 확인합니다.
if barf.code_analyzer.check() == 'sat':
print("[+] Satisfiable! Possible assignments:")
# Get concrete value for expressions
a_val = barf.code_analyzer.get_expr_value(a)
b_val = barf.code_analyzer.get_expr_value(b)
c_val = barf.code_analyzer.get_expr_value(c)
# Print values
print("- a: {0:#010x} ({0})".format(a_val))
print("- b: {0:#010x} ({0})".format(b_val))
print("- c: {0:#010x} ({0})".format(c_val))
assert a_val + b_val + 5 == c_val
else:
print("[-] Unsatisfiable!")
이 예제 및 더 많은 예제는 examples 디렉토리에서 확인할 수 있습니다.
프레임워크는 코어(core), 아키텍처(arch) 및 **분석(analysis)**의 세 가지 주요 구성 요소로 나뉩니다.
이 구성 요소는 다음과 같은 필수 모듈을 포함합니다.
REIL: REIL 언어에 대한 정의를 제공합니다. 또한 에뮬레이터와 파서를 구현합니다.SMT: [Z3] 및 [CVC4] SMT 솔버와의 인터페이스를 제공합니다. 또한 REIL 명령어를 SMT 표현식으로 변환하는 기능을 제공합니다.BI: 바이너리 인터페이스 모듈은 처리를 위해 바이너리 파일을 로드하는 역할을 합니다([PEFile] 및 [PyELFTools] 사용).지원되는 각 아키텍처는 다음 모듈을 포함하는 하위 구성 요소로 제공됩니다.
Architecture: 아키텍처(레지스터, 메모리 주소 크기 등)를 설명합니다.Translator: 지원되는 각 명령어에 대한 REIL 변환기를 제공합니다.Disassembler: 디스어셈블 기능을 제공합니다([Capstone] 사용).Parser: 명령어를 문자열에서 객체 형태로 변환합니다.현재 이 구성 요소는 제어 흐름 그래프(CFG), 호출 그래프(CG) 및 코드 분석기(Code Analyzer) 모듈로 구성됩니다. 처음 두 개는 각각 CFG 및 CG 복구 기능을 제공합니다. 마지막 모듈은 SMT 솔버 관련 기능에 대한 고수준 인터페이스입니다.
BARFgadgets는 BARF를 기반으로 구축된 Python 스크립트로, 바이너리 프로그램 내에서 ROP 가젯을 검색, 분류 및 검증할 수 있습니다. 검색 단계는 바이너리 내에서 ret, jmp 및 call로 끝나는 모든 가젯을 찾습니다. 분류 단계는 이전에 발견된 가젯을 다음 유형에 따라 분류합니다.
이는 명령어 에뮬레이션을 통해 수행됩니다. 마지막으로, 검증 단계는 SMT 솔버를 사용하여 두 번째 단계에서 각 가젯에 할당된 의미를 확인합니다.
usage: BARFgadgets [-h] [--version] [--bdepth BDEPTH] [--idepth IDEPTH] [-u]
[-c] [-v] [-o OUTPUT] [-t] [--sort {addr,depth}] [--color]
[--show-binary] [--show-classification] [--show-invalid]
[--summary SUMMARY] [-r {8,16,32,64}]
filename
Tool for finding, classifying and verifying ROP gadgets.
positional arguments:
filename Binary file name.