CTF-All-In-One/doc/4.9_patch_binary.md

# 4.9 patch 二进制文件

- [什么是 patch](#什么是-patch)
- [手工 patch](#手工-patch)
- [使用工具 patch](#使用工具-patch)


## 什么是 patch
许多时候，我们不能获得程序源码，只能直接对二进制文件进行修改，这就是所谓的 patch，你可以使用十六进制编辑器直接修改文件的字节，也可以利用一些半自动化的工具。

patch 有很多种形式：
- patch 二进制文件（程序或库）
- 在内存里 patch（利用调试器）
- 预加载库替换原库文件中的函数
- triggers（hook 然后在运行时 patch）


## 手工 patch
手工 patch 自然会比较麻烦，但能让我们更好地理解一个二进制文件的构成，以及程序的链接和加载。有许多工具可以做到这一点，比如 xxd、dd、gdb、radare2 等等。

#### xxd
```
$ echo 01: 01 02 03 04 05 06 07 08 | xxd -r - output
$ xxd -g1 output 
00000000: 00 01 02 03 04 05 06 07 08                       .........
$ echo 04: 41 42 43 44 | xxd -r - output
$ xxd -g1 output 
00000000: 00 01 02 03 41 42 43 44 08                       ....ABCD.
```
参数 `-r` 用于将 hexdump 转换成 binary。这里我们先创建一个 binary，然后将将其中几个字节改掉。

#### radare2
一个简单的例子：
```c
#include<stdio.h>
void main() {
    printf("hello");
    puts("world");
}
```
```
$ gcc -no-pie patch.c 
$ ./a.out 
helloworld
```
下面通过计算函数偏移，我们将 `printf` 换成 `puts`：
```
[0x004004e0]> pdf @ main
            ;-- main:
/ (fcn) sym.main 36
|   sym.main ();
|              ; DATA XREF from 0x004004fd (entry0)
|           0x004005ca      55             push rbp
|           0x004005cb      4889e5         mov rbp, rsp
|           0x004005ce      488d3d9f0000.  lea rdi, str.hello          ; 0x400674 ; "hello"
|           0x004005d5      b800000000     mov eax, 0
|           0x004005da      e8f1feffff     call sym.imp.printf         ; int printf(const char *format)
|           0x004005df      488d3d940000.  lea rdi, str.world          ; 0x40067a ; "world"                                                                                           
|           0x004005e6      e8d5feffff     call sym.imp.puts           ; sym.imp.printf-0x10 ; int printf(const char *format)
|           0x004005eb      90             nop
|           0x004005ec      5d             pop rbp
\           0x004005ed      c3             ret
```
地址 `0x004005da` 处的语句是 `call sym.imp.printf`，其中机器码 `e8` 代表 `call`，所以 `sym.imp.printf` 的偏移是 `0xfffffef1`。地址 `0x004005e6` 处的语句是 `call sym.imp.puts`，`sym.imp.puts` 的偏移是 `0xfffffed5`。

接下来找到两个函数的 plt 地址：
```
[0x004004e0]> is~printf
vaddr=0x004004d0 paddr=0x000004d0 ord=003 fwd=NONE sz=16 bind=GLOBAL type=FUNC name=imp.printf
[0x004004e0]> is~puts
vaddr=0x004004c0 paddr=0x000004c0 ord=002 fwd=NONE sz=16 bind=GLOBAL type=FUNC name=imp.puts
```
计算相对位置：
```
[0x004004e0]> ?v 0x004004d0-0x004004c0
0x10
```

所以要想将 `printf` 替换为 `puts`，只要替换成 `0xfffffef1 -0x10 = 0xfffffee1` 就可以了。
```
[0x004004e0]> s 0x004005da
[0x004005da]> wx e8e1feffff
[0x004005da]> pd 1
|           0x004005da      e8e1feffff     call sym.imp.puts           ; sym.imp.printf-0x10 ; int printf(const char *format)
```
搞定。
```
$ ./a.out 
hello
world
```
当然还可以将这一过程更加简化，直接输入汇编，其他的事情 r2 会帮你搞定：
```
[0x004005da]> wa call 0x004004c0
Written 5 bytes (call 0x004004c0) = wx e8e1feffff
[0x004005da]> wa call sym.imp.puts
Written 5 bytes (call sym.imp.puts) = wx e8e1feffff
```


## 使用工具 patch
#### patchkit
[patchkit](https://github.com/lunixbochs/patchkit) 可以让我们通过 Python 脚本来 patch ELF 二进制文件。