基于VC的PE文件导出表与导入表解析工具

PE文件结构中的导出表与导入表是Windows可执行文件（如EXE、DLL）的重要组成部分，它们记录了模块间函数调用的依赖关系。在VC++（Visual C++）环境下开发的程序中，解析这些表可以帮助开发者深入理解程序的运行机制，分析依赖关系，甚至进行逆向工程和调试。本文将详细介绍PE文件的导出表和导入表的概念、结构以及VC++中如何解析它们。 ### PE文件结构概述 PE（Portable Executable）格式是Windows系统下可执行文件的标准格式，适用于EXE、DLL、SYS、OCX等文件类型。其结构包括DOS头、NT头、节区（Sections）等部分。其中，NT头中的可选头（Optional Header）中的数据目录（Data Directory）包含了16个入口，每个入口对应一种特定的数据结构，其中第0个入口对应导出表，第1个入口对应导入表。 ### 导出表（Export Table） 导出表用于描述模块（通常是DLL）向外提供哪些函数供其他模块调用。它记录了函数名称、序号、地址等信息。导出表的主要结构是`IMAGE_EXPORT_DIRECTORY`，它包含了导出函数的数量、名称指针、序号指针、函数地址指针等字段。 #### 导出表结构解析 1. **导出函数名称表**：一个字符串数组，保存了所有导出函数的名称。 2. **导出函数地址表**：一个DWORD数组，保存了导出函数的实际地址（RVA）。 3. **导出函数序号表**：一个WORD数组，保存了每个导出函数的序号。 4. **导出函数数量**：`NumberOfFunctions`字段表示导出函数的总数。 5. **导出函数名称数量**：`NumberOfNames`字段表示通过名称导出的函数数量。 6. **模块名称**：`Name`字段是一个RVA，指向模块的名称字符串。 #### VC++中解析导出表 在VC++中，可以通过读取PE文件的导出表信息来获取模块的导出函数。基本步骤如下： 1. **定位导出表**：通过`IMAGE_OPTIONAL_HEADER`中的`DataDirectory[IMAGE_DIRECTORY_ENTRY_EXPORT]`获取导出表的RVA和大小。 2. **转换为文件偏移**：将RVA转换为文件偏移地址，以便在文件中读取导出表的内容。 3. **读取导出表结构**：将文件中的数据读入`IMAGE_EXPORT_DIRECTORY`结构。 4. **遍历导出函数**：根据`NumberOfFunctions`和`NumberOfNames`遍历名称表、地址表和序号表，获取每个导出函数的信息。 例如，可以通过如下代码获取导出函数名称： ```cpp PIMAGE_EXPORT_DIRECTORY pExportDir = (PIMAGE_EXPORT_DIRECTORY)(pBase + ExportDirRVA); PDWORD pFuncAddr = (PDWORD)(pBase + pExportDir->AddressOfFunctions); PWORD pFuncOrd = (PWORD)(pBase + pExportDir->AddressOfNameOrdinals); PDWORD pFuncName = (PDWORD)(pBase + pExportDir->AddressOfNames); for (int i = 0; i < pExportDir->NumberOfNames; i++) { DWORD nameRVA = pFuncName[i]; char* pFuncNameStr = (char*)(pBase + nameRVA); WORD ordinal = pFuncOrd[i]; DWORD funcRVA = pFuncAddr[ordinal]; // 输出函数名称、序号、地址等信息 } ``` ### 导入表（Import Table） 导入表用于描述模块所依赖的外部函数。它记录了模块名称以及该模块中需要导入的函数。导入表的主要结构是`IMAGE_IMPORT_DESCRIPTOR`数组，每个元素描述一个导入的DLL及其导入的函数。 #### 导入表结构解析 1. **导入描述符数组**：每个`IMAGE_IMPORT_DESCRIPTOR`结构描述一个导入的DLL，包含导入函数的名称表（`OriginalFirstThunk`）和导入地址表（`FirstThunk`）的RVA。 2. **导入函数名称表**：`IMAGE_THUNK_DATA`数组，每个元素包含一个函数的名称或序号。 3. **导入地址表**：`IMAGE_THUNK_DATA`数组，加载器会在加载时填充该表，使其指向实际的函数地址。 #### VC++中解析导入表 在VC++中解析导入表的基本步骤如下： 1. **定位导入表**：通过`IMAGE_OPTIONAL_HEADER`中的`DataDirectory[IMAGE_DIRECTORY_ENTRY_IMPORT]`获取导入表的RVA和大小。 2. **转换为文件偏移**：将RVA转换为文件偏移地址。 3. **读取导入描述符数组**：将文件中的数据读入`IMAGE_IMPORT_DESCRIPTOR`数组。 4. **遍历每个DLL**：对于每个导入的DLL，读取其名称，并遍历`OriginalFirstThunk`和`FirstThunk`数组，获取导入函数的名称或序号。 例如，解析导入表的代码如下： ```cpp PIMAGE_IMPORT_DESCRIPTOR pImportDesc = (PIMAGE_IMPORT_DESCRIPTOR)(pBase + ImportDirRVA); while (pImportDesc->Characteristics != 0) { char* pDllName = (char*)(pBase + pImportDesc->Name); PIMAGE_THUNK_DATA pOriginalThunk = (PIMAGE_THUNK_DATA)(pBase + pImportDesc->OriginalFirstThunk); PIMAGE_THUNK_DATA pIAT = (PIMAGE_THUNK_DATA)(pBase + pImportDesc->FirstThunk); for (int i = 0; ; i++) { if (pOriginalThunk[i].u1.AddressOfData == 0) break; if (IMAGE_SNAP_BY_ORDINAL(pOriginalThunk[i].u1.Ordinal)) { // 按序号导入 WORD ordinal = (WORD)pOriginalThunk[i].u1.Ordinal; } else { // 按名称导入 PIMAGE_IMPORT_BY_NAME pImportByName = (PIMAGE_IMPORT_BY_NAME)(pBase + pOriginalThunk[i].u1.AddressOfData); char* pFuncName = (char*)pImportByName->Name; // 输出函数名称、DLL名称等信息 } } pImportDesc++; } ``` ### 实际应用：模仿DEPENDS功能的SDI程序 在VC++中开发一个SDI（单文档界面）程序，模仿DEPENDS工具的功能，可以实现对PE文件的导入表和导出表的可视化分析。程序的主要功能包括： 1. **打开PE文件**：支持用户选择任意PE文件进行分析。 2. **解析PE结构**：读取PE文件头信息，定位导入表和导出表。 3. **显示导入表信息**：列出所有导入的DLL及其导入的函数名称或序号。 4. **显示导出表信息**：列出所有导出的函数名称、序号及其地址。 5. **图形化界面展示**：使用MFC的列表控件或树形控件展示结构化数据，便于用户查看。 在实现过程中，需要注意PE文件加载的内存对齐与文件对齐的区别，正确进行RVA到文件偏移的转换。此外，还需处理各种PE结构的版本兼容性问题，确保程序能够兼容不同版本的PE文件格式。 ### 结语 PE文件的导入表和导出表是Windows可执行文件结构中非常重要的部分，掌握它们的结构和解析方法对于理解程序依赖关系、进行逆向工程、调试以及开发PE分析工具具有重要意义。在VC++环境中，通过编写SDI程序模拟DEPENDS功能，不仅可以加深对PE结构的理解，还可以为后续开发更复杂的二进制分析工具打下坚实的基础。