forentfraps/pe-signgenGeração universal de assinaturas para qualquer função do sistema de todas as compilações do Windows usando o Winbindex
Assinaturas binárias entre versões e deslocamentos RVA para funções PE do Windows
pe-signgen é uma ferramenta para engenheiros reversos e pesquisadores de segurança que gera automaticamente:
A ideia central é fornecer uma maneira sistemática e robusta de acessar funções não exportadas em builds do Windows 10/11. Ela aproveita:
⚠️ Suporte a versões do Windows
pe-signgensuporta apenas Windows 10 e Windows 11. Esta é uma escolha de design deliberada: o Winbindex não fornece dados completos para versões mais antigas.
Internos não exportados do Windows
Gere assinaturas para funções como LdrpInitializeTls, RtlpInsertInvertedFunctionTableEntry, etc.
Pesquisa em game hacking / anti-cheat Gere assinaturas estáveis que sobrevivem a atualizações de jogos
Pesquisa de segurança Localize rotinas críticas de segurança em builds do Windows
Automação Geração de assinaturas e deslocamentos programável para conjuntos inteiros de APIs internas
pe-signgen fornece três formatos de saída distintos para diferentes casos de uso:
Dados estruturados para automação, scripts e integração com outras ferramentas.```bash pe-signgen --signature ntdll!NtCreateFile -o ntcreatefile.json --output-format json
**Estrutura de saída:**```json
{
"dll_name": "ntdll",
"function_name": "NtCreateFile",
"architecture": "x64",
"generated": "2024-12-11T15:30:00.123456",
"total_builds": 1247,
"unique_signatures": 3,
"signature_groups": [
{
"matched_symbol": "NtCreateFile",
"signature": "4C 8B DC 49 89 5B 08 49 89 6B 10 49 89 73 18 ...",
"length": 48,
"build_count": 845,
"versions": [
{ "major": 10240, "minor": 16384, "build": "10240.16384" },
{ "major": 10586, "minor": 0, "build": "10586.0" }
]
}
]
}
Notas:
major e minor são derivados da string de build dividindo no primeiro ..
Exemplo: "10240.16384" → major = 10240, minor = 16384.build é a chave da string de build original usada internamente.Formatos binários compactos e prontos para execução otimizados para sistemas embarcados e varredura de baixa sobrecarga.
Eles correspondem ao layout em disco implementado em write_wsig() e write_woff().
Magic: WSO\0 (0x57 0x53 0x4F 0x00)
Versão Atual: 1
Propósito: Armazenar assinaturas binárias com máscaras curinga e versões de build associadas do Windows
┌─────────────────────────────────────┐ │ Header (36 bytes) │ ├─────────────────────────────────────┤ │ DLL Name (variable) │ ├─────────────────────────────────────┤ │ Function Name (variable) │ ├─────────────────────────────────────┤ │ Signature / Mask / Build blobs │ ← Arbitrary order, see notes ├─────────────────────────────────────┤ ← Aligned to 4 bytes │ Groups Table (24 × N bytes) │ └─────────────────────────────────────┘
**Notas importantes de layout (corresponde a `write_wsig`)**
* Após o cabeçalho, os nomes da DLL e da função são escritos como bytes UTF‑8.
* Para cada grupo de assinatura, os bytes de padrão e os bytes de máscara são escritos, seguidos pelo vetor de construção para aquele grupo.
* Essas regiões por grupo **não** são agrupadas globalmente por tipo: padrões, máscaras e vetores de construção podem estar intercalados.
* O construtor alinha a **4 bytes** antes de cada vetor de construção e antes da tabela de grupos. Isso pode introduzir preenchimento.
* Os consumidores devem **sempre** seguir os deslocamentos no cabeçalho e nas entradas de grupo; **não** confie no diagrama conceitual para contiguidade física.
##### Layout do Cabeçalho (36 bytes)```c
// Packed as: "<4sIIIIIIII" (little-endian)
typedef struct {
char magic[4]; // "WSO\0" (WSIG_MAGIC)
uint32_t version; // FORMAT_VERSION (currently 1)
uint32_t arch; // Architecture code (1=x64, 2=ARM64, 3=WoW64)
uint32_t dll_off; // Offset to DLL name string
uint32_t dll_len; // Length of DLL name in bytes
uint32_t func_off; // Offset to function name string
uint32_t func_len; // Length of function name in bytes
uint32_t group_count;// Number of signature groups
uint32_t groups_off; // Offset to groups table
} wsig_header_t; // 36 bytes
Cada grupo de assinatura representa um padrão único que se aplica a uma ou mais builds do Windows.```c // Packed as: "<IIIIII" (little-endian)
typedef struct { uint32_t sig_off; // Offset to signature pattern bytes uint32_t sig_len; // Length of signature pattern (in bytes) uint32_t mask_off; // Offset to wildcard mask bytes uint32_t mask_len; // Length of wildcard mask (≈ ceil(sig_len/8)) uint32_t builds_off; // Offset to build version array uint32_t build_cnt; // Number of builds using this signature } wsig_group_t; // 24 bytes
##### Entrada de Versão de Build (8 bytes)
Cada entrada de build identifica uma versão específica do Windows que usa esta assinatura.```c
typedef struct {
uint32_t major; // e.g. 19041
uint32_t minor; // e.g. 1234
} wsig_build_t; // 8 bytes
major e minor vêm da divisão da string de build ("A.B" → A, B). A string de build original não é armazenada no formato binário; se precisar dela, mantenha-a externamente (ela está presente na saída JSON).
A máscara é uma bitmask onde cada bit corresponde a um byte no padrão de assinatura:
Exemplo:``` Signature: 4C 8B DC 49 89 ?? 08 49 Mask bits: 1 1 1 1 1 0 1 1 (MSB first within each byte) Mask byte: 0xBF (binary: 10111111)
Os bytes de máscara são armazenados e interpretados em **ordem de bits little-endian** dentro de cada byte (exatamente como usado nos helpers C e `parse_signature`):```c
uint8_t bit = (mask_bytes[byte_index >> 3] >> (byte_index & 7)) & 1u;
*_len para determinar o comprimento; não leia além disso.Magic: WOF\0 (0x57 0x4F 0x46 0x00)
Versão Atual: 1
Propósito: Armazenar RVA diretos e offsets de arquivo para funções em diferentes versões do Windows
┌─────────────────────────────────────┐ │ Header (36 bytes) │ ├─────────────────────────────────────┤ │ DLL Name (variable) │ ├─────────────────────────────────────┤ │ Function Name (variable) │ ├─────────────────────────────────────┤ │ Matched Symbol Names (variable) │ ← One UTF‑8 string per entry ├─────────────────────────────────────┤ ← Aligned to 4 bytes │ Entries Table (32 × N bytes) │ └─────────────────────────────────────┘
Detalhes do layout (corresponde a `write_woff`):
* Após o espaço reservado do cabeçalho, os nomes da DLL e da função são escritos como bytes UTF‑8.
* Para cada construção, o nome do símbolo correspondente é escrito como uma string UTF‑8 (sem terminador). Estes formam um pool de strings simples.
* O escritor então alinha a 4 bytes e escreve a tabela de entradas de tamanho fixo.
* Cada entrada contém deslocamentos (`matched_off`, `matched_len`) apontando para este pool de strings.
##### Layout do Cabeçalho (36 bytes)```c
// Packed as: "<4sIIIIIIII" (little-endian)
typedef struct {
char magic[4]; // "WOF\0" (WOFF_MAGIC)
uint32_t version; // FORMAT_VERSION (currently 1)
uint32_t arch; // Architecture code (1=x64, 2=ARM64, 3=WoW64)
uint32_t dll_off; // Offset to DLL name string
uint32_t dll_len; // Length of DLL name in bytes
uint32_t func_off; // Offset to function name string
uint32_t func_len; // Length of function name in bytes
uint32_t entry_cnt; // Number of offset entries
uint32_t entries_off;// Offset to entries table
} woff_header_t; // 36 bytes
Cada entrada mapeia uma compilação do Windows para a localização da função nessa compilação.```c // Packed as: "<IIQQII" (little-endian)
typedef struct { uint32_t major; // Windows major version (e.g., 19041) uint32_t minor; // Windows minor version (e.g., 1234) uint64_t rva; // Relative Virtual Address in the DLL uint64_t file_offset; // Raw file offset in the DLL on disk uint32_t matched_off; // Offset to matched symbol name string uint32_t matched_len; // Length of matched symbol name } woff_entry_t; // 32 bytes
##### Notas de Uso
* **RVA** é o deslocamento de memória quando a DLL é carregada na sua base preferida.
* **File offset** é a posição bruta no arquivo PE em disco.
* **Matched symbol** pode diferir da função solicitada (ex.: exportações encaminhadas).
A string é armazenada uma vez no pool de strings; `matched_off`/`matched_len` a referenciam.
* As entradas são **ordenadas por versão de build** (`major`, depois `minor`) para busca eficiente.
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#### Códigos de Arquitetura
Ambos os formatos binários usam a mesma codificação de arquitetura (via `ARCH_CODE_MAP`):
| Código | Arquitetura | Descrição |
| ------ | ----------- | -------------------------------- |
| 1 | x64 | 64 bits AMD64/Intel64 |
| 2 | ARM64 | 64 bits ARM (AArch64) |
| 3 | WoW64 | 32 bits x86 no Windows 64 bits |
Strings de arquitetura desconhecidas assumem internamente o valor padrão `1` (x64); a CLI restringe os valores ao conjunto suportado.
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### 3. **Formato de Cabeçalho C**
Cabeçalhos C prontos para compilar com estruturas type-safe e arrays de dados.
`pe-signgen` pode emitir dois *tipos* de cabeçalhos C:
* **Cabeçalhos WSIG** – para dados de assinatura e máscara (a partir de `write_wsig_header`).
* **Cabeçalhos WOFF** – para tabelas diretas de RVA/deslocamento de arquivo (a partir de `write_woff_header`).
A opção `--output-format cheader` seleciona cabeçalhos C; combiná-la com `--offsets` alterna entre as variantes WSIG e WOFF.
#### Cabeçalho C WSIG```bash
pe-signgen --signature ntdll!RtlpInitializeThreadActivationContextStack \
-o rtlp_init_actx.h --output-format cheader
Estrutura de cabeçalho gerada (simplificada, corresponde a write_wsig_header):```c
/* Auto-generated WSIG header for ntdll ! RtlpInitializeThreadActivationContextStack ! x64. */
#ifndef WSIG_NTDLL_RTLPINITIALIZETHREADACTIVATIONCONTEXTSTACK_X64_H
#define WSIG_NTDLL_RTLPINITIALIZETHREADACTIVATIONCONTEXTSTACK_X64_H
#include <stdint.h> #include <stddef.h>
#define WSIG_NTDLL_RTLPINITIALIZETHREADACTIVATIONCONTEXTSTACK_X64_DLL_NAME "ntdll" #define WSIG_NTDLL_RTLPINITIALIZETHREADACTIVATIONCONTEXTSTACK_X64_FUNCTION_NAME "RtlpInitializeThreadActivationContextStack" #define WSIG_NTDLL_RTLPINITIALIZETHREADACTIVATIONCONTEXTSTACK_X64_ARCH "x64"
/* Per-version build identifier. */ typedef struct { uint32_t major; uint32_t minor; } WSIG_NTDLL_RTLPINITIALIZETHREADACTIVATIONCONTEXTSTACK_X64_version_t;
/* Signature group entry. */ typedef struct { const uint8_t *pattern; const uint8_t *mask; uint32_t length; uint32_t build_count; const WSIG_NTDLL_RTLPINITIALIZETHREADACTIVATIONCONTEXTSTACK_X64_version_t *versions; } WSIG_NTDLL_RTLPINITIALIZETHREADACTIVATIONCONTEXTSTACK_X64_group_t;
/* One pattern/mask/versions triple per group. / static const uint8_t WSIG_NTDLL_RTLPINITIALIZETHREADACTIVATIONCONTEXTSTACK_X64_group0_pattern[] = { / ... / }; static const uint8_t WSIG_NTDLL_RTLPINITIALIZETHREADACTIVATIONCONTEXTSTACK_X64_group0_mask[] = { / ... / }; static const WSIG_NTDLL_RTLPINITIALIZETHREADACTIVATIONCONTEXTSTACK_X64_version_t WSIG_NTDLL_RTLPINITIALIZETHREADACTIVATIONCONTEXTSTACK_X64_group0_versions[] = { { 10240u, 16384u }, / 10240.16384 / / ... */ };
static const WSIG_NTDLL_RTLPINITIALIZETHREADACTIVATIONCONTEXTSTACK_X64_group_t WSIG_NTDLL_RTLPINITIALIZETHREADACTIVATIONCONTEXTSTACK_X64_GROUPS[] = { { WSIG_NTDLL_RTLPINITIALIZETHREADACTIVATIONCONTEXTSTACK_X64_group0_pattern, WSIG_NTDLL_RTLPINITIALIZETHREADACTIVATIONCONTEXTSTACK_X64_group0_mask, (uint32_t)(sizeof(WSIG_NTDLL_RTLPINITIALIZETHREADACTIVATIONCONTEXTSTACK_X64_group0_pattern) / sizeof(WSIG_NTDLL_RTLPINITIALIZETHREADACTIVATIONCONTEXTSTACK_X64_group0_pattern[0])), (uint32_t)(sizeof(WSIG_NTDLL_RTLPINITIALIZETHREADACTIVATIONCONTEXTSTACK_X64_group0_versions) / sizeof(WSIG_NTDLL_RTLPINITIALIZETHREADACTIVATIONCONTEXTSTACK_X64_group0_versions[0])), WSIG_NTDLL_RTLPINITIALIZETHREADACTIVATIONCONTEXTSTACK_X64_group0_versions }, /* group 0 (RtlpInitializeThreadActivationContextStack) / / ... */ };
static const size_t WSIG_NTDLL_RTLPINITIALIZETHREADACTIVATIONCONTEXTSTACK_X64_GROUP_COUNT = sizeof(WSIG_NTDLL_RTLPINITIALIZETHREADACTIVATIONCONTEXTSTACK_X64_GROUPS) / sizeof(WSIG_NTDLL_RTLPINITIALIZETHREADACTIVATIONCONTEXTSTACK_X64_GROUPS[0]);
#endif /* WSIG_NTDLL_RTLPINITIALIZETHREADACTIVATIONCONTEXTSTACK_X64_H */
**Exemplo de integração (corrigido para corresponder aos tipos gerados):**```c
#include "rtlp_init_actx.h"
static inline int match_byte(uint8_t want, uint8_t got,
const uint8_t *mbits, uint32_t i) {
uint8_t bit = (mbits[i >> 3] >> (i & 7)) & 1u;
return bit ? (want == got) : 1;
}
static const uint8_t *
find_signature(const uint8_t *base, size_t size,
const uint8_t *pattern,
const uint8_t *mbits,
uint32_t sig_len) {
if (!base || !pattern || !mbits || sig_len == 0)
return NULL;
if (size < sig_len)
return NULL;
// Find first non-wildcard byte as anchor
uint32_t anchor = sig_len;
for (uint32_t i = 0; i < sig_len; ++i) {
if ((mbits[i >> 3] >> (i & 7)) & 1u) {
anchor = i;
break;
}
}
if (anchor == sig_len)
return base; // all wildcards
const uint8_t anchor_val = pattern[anchor];
const size_t last_pos = size - (size_t)sig_len;
for (size_t pos = 0; pos <= last_pos; ++pos) {
if (base[pos + anchor] != anchor_val)
continue;
uint32_t i = 0;
for (; i < sig_len; ++i) {
if (!match_byte(pattern[i], base[pos + i], mbits, i))
break;
}
if (i == sig_len)
return base + pos;
}
return NULL;
}
static void
fetch_signature(uint32_t major, uint32_t minor,
const WSIG_NTDLL_RTLPINITIALIZETHREADACTIVATIONCONTEXTSTACK_X64_group_t *groups,
size_t group_len,
const uint8_t **signature_dest,
const uint8_t **mask_dest,
uint32_t *signature_len_dest) {
*signature_dest = NULL;
*mask_dest = NULL;
*signature_len_dest = 0;
const WSIG_NTDLL_RTLPINITIALIZETHREADACTIVATIONCONTEXTSTACK_X64_group_t *closest = NULL;
uint32_t best_distance = 0xFFFFFFFFu;
for (size_t gi = 0; gi < group_len; ++gi) {
const WSIG_NTDLL_RTLPINITIALIZETHREADACTIVATIONCONTEXTSTACK_X64_group_t *g = &groups[gi];
for (uint32_t vi = 0; vi < g->build_count; ++vi) {
uint32_t m = g->versions[vi].major;
uint32_t n = g->versions[vi].minor;
uint32_t distance = (m > major ? m - major : major - m) * 10000u +
(n > minor ? n - minor : minor - n);
if (distance < best_distance) {
best_distance = distance;
closest = g;
}
if (m == major && n == minor) {
*signature_dest = g->pattern;
*mask_dest = g->mask;
*signature_len_dest = g->length;
return;
}
}
}
if (closest) {
*signature_dest = closest->pattern;
*mask_dest = closest->mask;
*signature_len_dest = closest->length;
}
}
Você pode então integrar isso no seu próprio código específico de loader (por exemplo, usando GetModuleHandleA, percorrendo seções PE, etc.). O cabeçalho intencionalmente fornece apenas dados; as funções auxiliares ficam a cargo do consumidor.
Para casos de uso apenas com offset, write_woff_header emite um pequeno cabeçalho descrevendo uma tabela ordenada de entradas (major, minor, rva, file_offset).
Layout (corresponde a write_woff_header):```c
/* Auto-generated WOFF header for ntdll ! RtlpInitializeThreadActivationContextStack ! x64. */
#ifndef WOFF_NTDLL_RTLPINITIALIZETHREADACTIVATIONCONTEXTSTACK_X64_H
#define WOFF_NTDLL_RTLPINITIALIZETHREADACTIVATIONCONTEXTSTACK_X64_H
#include <stdint.h> #include <stddef.h>
#define WOFF_NTDLL_RTLPINITIALIZETHREADACTIVATIONCONTEXTSTACK_X64_DLL_NAME "ntdll" #define WOFF_NTDLL_RTLPINITIALIZETHREADACTIVATIONCONTEXTSTACK_X64_FUNCTION_NAME "RtlpInitializeThreadActivationContextStack" #define WOFF_NTDLL_RTLPINITIALIZETHREADACTIVATIONCONTEXTSTACK_X64_ARCH "x64"
/* Per-build offset entry. */ typedef struct { uint32_t major; uint32_t minor; uint64_t rva; uint64_t file_offset; } WOFF_NTDLL_RTLPINITIALIZETHREADACTIVATIONCONTEXTSTACK_X64_entry_t;
static const WOFF_NTDLL_RTLPINITIALIZETHREADACTIVATIONCONTEXTSTACK_X64_entry_t WOFF_NTDLL_RTLPINITIALIZETHREADACTIVATIONCONTEXTSTACK_X64_ENTRIES[] = { { 10240u, 16384u, 0x5B195ULL, 0x5A595ULL }, /* 10240.16384 (RtlpInitializeThreadActivationContextStack) / / ... (sorted by major, then minor) ... */ };
static const size_t WOFF_NTDLL_RTLPINITIALIZETHREADACTIVATIONCONTEXTSTACK_X64_ENTRY_COUNT = sizeof(WOFF_NTDLL_RTLPINITIALIZETHREADACTIVATIONCONTEXTSTACK_X64_ENTRIES) / sizeof(WOFF_NTDLL_RTLPINITIALIZETHREADACTIVATIONCONTEXTSTACK_X64_ENTRIES[0]);
#endif /* WOFF_NTDLL_RTLPINITIALIZETHREADACTIVATIONCONTEXTSTACK_X64_H */
Isto é útil quando você confia nos próprios offsets e não precisa de correspondência de padrões.
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## Instalação
### Pré-requisitos
* Python 3.8+
* Git
* Conexão com a internet (primeira execução)
* ~10 GB de espaço em disco para cache completo
### Instalar a partir do Pip```bash
pip install pe-signgen
git clone https://github.com/forentfraps/pe-signgen.git cd pe-signgen pip install -r requirements.txt pip install -e .
## Início Rápido
### Gerar uma Assinatura```bash
pe-signgen --signature ntdll!LdrLoadDll
pe-signgen --signature kernel32!CreateFileW --offsets
### Salvar como JSON```bash
pe-signgen --signature ntdll!NtCreateFile -o out.json --output-format json
pe-signgen --signature DLL!FUNCTION [OPTIONS]
### Arquitetura```bash
--arch x64 # default
--arch arm64
--arch wow64
--os-version win10 # Only Windows 10 --os-version win11 # Only Windows 11 --min-version 10.0 # Minimum version --max-version 11.0 # Maximum version
### Controle de Comprimento da Assinatura```bash
--min-length 32 # Minimum signature length
--max-length 64 # Maximum signature length
-o, --output PATH # Output file path --output-format FORMAT # json | binary | cheader --offsets # Generate offsets instead of signatures
### Desempenho```bash
--workers 16 # Parallel workers (default: CPU count)
--no-cache # Disable caching
--no-git-update # Skip Winbindex updates
--verbose # Detailed output --quiet # Minimal output --no-progress # Disable progress bars
## Armazenamento em Cache
### Layout do Cache```text
~/.cache/pe-signgen/
│
├── dlls/ # Downloaded DLLs
├── pdbs/ # Downloaded PDBs
├── signatures/ # Generated signatures
└── winbindex_data/ # Winbindex metadata
pe-signgen --signature ntdll!NtCreateFile --no-cache
rm -rf ~/.cache/pe-signgen
export PE_SIGNGEN_CACHE=/custom/path pe-signgen --signature ntdll!NtCreateFile
## Desempenho
**Exemplo de desempenho (CPU de 12 núcleos, 100 Mbps):**
| Operação | Tempo |
| -------------------------------------- | ----------- |
| Primeira execução (sem cache) | 5–10 min |
| Execução em cache | < 1 seg |
| Análise por build | 0,1–0,5 seg |
| Execução completa (1000 builds, 8 workers) | 2–4 min |
**Requisitos de recursos:**
* **Disco:** ~10 GB para cache completo de DLL/PDB
* **Memória:** ~500 MB de pico de uso
* **Rede:** Vários GB na primeira execução
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## Limitações Conhecidas
* **Cobertura de versões do Windows:** Apenas Windows **10 e 11** (limitação do Winbindex)
* **Disponibilidade de builds:** Nem todo build do Win10/11 existe no Winbindex
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## Desenvolvimento```bash
git clone https://github.com/forentfraps/pe-signgen.git
cd pe-signgen
pip install -e ".[dev]"
# Code formatting
black pe_signgen/
# Type checking
mypy pe_signgen/
Licença MIT – veja LICENSE.
Inspirado pela necessidade de geração robusta e automatizada de assinaturas para APIs internas do Windows.
Contribuições são bem-vindas! Por favor: