Razlike

Slijede razlike između dviju inačica stranice.

--- racfor_wiki:seminari:analiza_datotecnog_formata_elf [2023/01/12 20:25]
mf51454 [Analiza ELF datoteke]
+++ racfor_wiki:seminari:analiza_datotecnog_formata_elf [2023/06/19 18:17] (trenutno)
@@ Redak 1: / Redak 1: @@
 ===== Sažetak =====
-Format ELF (engl. //Executable and Linkable Format//) glavni je format za izvršne datoteke, objektne datoteke i biblioteke na Linux-u i drugim, UNIX-u sličnim, operacijskim sustavima. Zbog raširenosti ovog formata, važno je poznavati njegova svojstva i strukturu, što može biti od znatne pomoći u forenzici datoteka. Ovdje je stoga opisana općenita struktura ELF datoteka, predstavljeni su alati za njihovu analizu te je objašnjen značaj poznavanja formata ELF iz perspektive računalne forenzike.
+Format ELF (engl. //Executable and Linkable Format//) glavni je format za izvršne datoteke, objektne datoteke i biblioteke na Linux-u i drugim, UNIX-u sličnim, operacijskim sustavima. Zbog raširenosti ovog formata, važno je poznavati njegova svojstva i strukturu, što može biti od znatne pomoći u forenzici datoteka. Ovdje je stoga opisana općenita struktura ELF datoteka, predstavljeni su alati za njihovu analizu te je na primjerima demonstriran pristup njihovoj analizi.
 ===== Uvod =====
@@ Redak 12: / Redak 13: @@
 Svaka ELF datoteka sastoji se ELF zaglavlja (koje je obavezno), nakon kojeg slijede dvije tablice: //program header table// i //section header table//. Te dvije tablice dalje pobliže opisuju strukturu datoteke.
+**Slika 1** prikazuje grubu strukturu tipične ELF datoteke. Na početku (bez odmaka) se nalazi ELF zaglavlje. Na određenom odmaku od ELF zaglavlja nalazi se tablica //program header table// koja opisuje različite segmente. Na nekom drugom odmaku od ELF zaglavlja nalazi se tablica //section header table// koja pak opisuje različite sekcije datoteke.
+{{ :racfor_wiki:elf:stuktura_elf_datoteke.png?350 |}}
+**Slika 1**: Općenita struktura ELF datoteke [[https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Elf-layout--en.svg|Izvor]]
 ==== ELF zaglavlje ====
@@ Redak 32: / Redak 39: @@
 i još toga. Detaljniji opis strukture ELF zaglavlja može se pronaći u [1] i [2].
+==== Program header table ====
+//Program header table// sastoji se od niza zaglavlja, svako naziva //program header//. Broj tih zaglavlja ovisi o datoteci, a može ih biti prisutno nula ili više.
+Zaglavlja tipa //program header// opisuju informacije koje su bitne za pokretanje i izvođenje datoteke, tj. za njen //run-time//. Pomoću informacija iz tih zaglavlja, operacijski sustav zna kako kreirati proces iz datoteke. Stoga //program header table// ima smisla samo za izvršne datoteke i dijeljene objektne datoteke.
+Konkretnije, svaki //program header// opisuje jedan memorijski segment, a svaki se pak segment sastoji od nula ili više sekcija. Ti su segmenti zapravo dijelovi koji se učitavaju u memoriju prilikom podizanja datoteke u proces. Način kako se to točno događa detaljnije je opisan u [3].
+Detaljniji opis strukture tablice //program header table// može se pronaći u [1] i [2].
+==== Section header table ====
+//Section header table// čini nula ili više zaglavlja tipa //section header//. Ta zaglavlja sadrže informacije o sekcijama datoteke. Naime, dok segmenti nose informacije bitne za //run-time//, sekcije pak nose informacije koje se koriste prilikom povezivanja (engl. //linking//) datoteke.
+Tipovi sekcija koji se mogu najčešće naći u izvršnim datotekama jesu:
+  * //.text// - sadrži instrukcije, tj. izvršni kod,
+  * //.data// - predstavlja inicijalizirane statičke varijable,
+  * //.rodata// - predstavlja konstante,
+  * //.bss// - predstavlja neinicijalizirane statičke varijable.
+Detaljniji opis strukture tablice //section header table// može se pronaći u [1] i [2].
 ===== Analiza ELF datoteke =====
+Poznavanje strukture ELF datoteka osobito je korisno za forenziku datoteka. Kao što je već opisano, ELF datoteke specifično su posložene i sadrže brojne podatke na temelju kojih forenzičari mogu izvući korisne informacije o datoteci, a koje nisu očigledne na prvi pogled. U nastavku je stoga navedeno nekoliko primjera analize ELF datoteka.
+Iako je za analizu ELF datoteke moguće upotrijebiti običan //hex editor//, postoje i alati koji mogu olakšati taj proces. Neki od jednostavnijih i popularnijih alata za tu svrhu su:
+  * ''file'',
+  * ''readelf'',
+  * ''elfutils'',
+  * ''objdump''.
+Analize u nastavku fokusiraju se na korištenje alata ''file'' i ''readelf''.
+Kao radni primjer poslužit će jednostavan "Hello World" program, napisan u programskom jeziku C.
+<file c hello.c>
+#include <stdio.h>
+int main(void)
+{
+	printf("Hello World!\n");
+	return 0;
+}
+</file>
-===== Zaključak =====
+==== Primjer 1 ====
+Ovaj primjer ilustrira analizu tipa ELF datoteke. Naime, promatranjem vrijednosti iz ELF zaglavlja moguće je odrediti radi li se o izvršnoj datoteci, objektnoj datoteci ili nekom drugom tipu datoteke.
+Prevedimo za početak program ''hello.c'' u izvršnu datoteku ''hello'', npr. korištenjem alata ''gcc'':
+<code>
+gcc hello.c -o hello
+</code>
+Također, transformirajmo program u čisti objektni kod:
+<code>
+gcc -c hello.c
+</code>
+Time je nastala datoteka ''hello.o''. Ona se razlikuje od izvršne datoteke ''hello'' po tome što joj je potreban još jedan korak da bi postala izvršiva - povezivanje (engl. //linking//). Ovako ostaje samo obična objektna datoteka koja sadrži instrukcije u strojnom kodu, ali nije spremna za pokretanje.
+Tu razliku očekujemo vidjeti i analizom njihovih ELF zaglavlja.
+Alat ''file'' za izvršnu datoteku ''hello'' daje sljedeći ispis:
+<code>
+$ file hello
+hello: ELF 64-bit LSB pie executable, x86-64, version 1 (SYSV), dynamically linked, interpreter /lib64/ld-linux-x86-64.so.2, BuildID[sha1]=25741b5479aba6aa8ecdaeac3b3d91a05b0cc8d0, for GNU/Linux 3.2.0, not stripped
+</code>
+Isti alat za objektnu datoteku ''hello.o'' daje ovakav ispis:
+<code>
+$ file hello.o
+hello.o: ELF 64-bit LSB relocatable, x86-64, version 1 (SYSV), not stripped
+</code>
+Dakle, jasno je vidljiva razlika, izvršna datoteka ''hello'' označena je kao //executable//, dok je objektna datoteka ''hello.o'' označena kao //relocatable//.
+Ista je razlika vidljiva ako se za provjeru koristi alat ''readelf''.
+Ispis za datoteku ''hello'':
+<code>
+$ readelf -h hello
+ELF Header:
+  Magic:   7f 45 4c 46 02 01 01 00 00 00 00 00 00 00 00 00
+  Class:                             ELF64
+  Data:                              2's complement, little endian
+  Version:                           1 (current)
+  OS/ABI:                            UNIX - System V
+  ABI Version:                       0
+  Type:                              DYN (Position-Independent Executable file)
+  Machine:                           Advanced Micro Devices X86-64
+  Version:                           0x1
+  Entry point address:               0x1060
+  Start of program headers:          64 (bytes into file)
+  Start of section headers:          13968 (bytes into file)
+  Flags:                             0x0
+  Size of this header:               64 (bytes)
+  Size of program headers:           56 (bytes)
+  Number of program headers:         13
+  Size of section headers:           64 (bytes)
+  Number of section headers:         31
+  Section header string table index: 30
+</code>
+Ispis za datoteku ''hello.o'':
+<code>
+$ readelf -h hello.o
+ELF Header:
+  Magic:   7f 45 4c 46 02 01 01 00 00 00 00 00 00 00 00 00
+  Class:                             ELF64
+  Data:                              2's complement, little endian
+  Version:                           1 (current)
+  OS/ABI:                            UNIX - System V
+  ABI Version:                       0
+  Type:                              REL (Relocatable file)
+  Machine:                           Advanced Micro Devices X86-64
+  Version:                           0x1
+  Entry point address:               0x0
+  Start of program headers:          0 (bytes into file)
+  Start of section headers:          600 (bytes into file)
+  Flags:                             0x0
+  Size of this header:               64 (bytes)
+  Size of program headers:           0 (bytes)
+  Number of program headers:         0
+  Size of section headers:           64 (bytes)
+  Number of section headers:         14
+  Section header string table index: 13
+</code>
+Ipak, ovdje je dodatno vidljiva još jedna zanimljivost, a to je da objektna datoteka ''hello.o'' nema niti jedan //program header//. Štoviše, nema ni postavljenu početnu adresu (engl. //entry point address//). Naravno, to oboje ima smisla, budući da ''hello.o'' nije izvršna datoteka. S druge strane, jasno je vidljivo da izvršna datoteka ''hello'' ima postavljenu i početnu adresu, a ima i neprazan skup //program header//-a.
+==== Primjer 2 ====
+Ovaj primjer ilustrira razliku između statički povezane izvršne datoteke i dinamički povezane izvršne datoteke.
+Statički povezanu izvršnu datoteku moguće je dobiti predajom zastavice ''-static'' alatu ''gcc'':
+<code>
+gcc -static hello.c -o hello_static
+</code>
+Dobivenu datoteku najlakše je analizirati alatom ''file'':
+<code>
+$ file hello_static
+hello_static: ELF 64-bit LSB executable, x86-64, version 1 (GNU/Linux), statically linked, BuildID[sha1]=5d3e7284fc0022d9ffb945f31c6056533a3e517d, for GNU/Linux 3.2.0, not stripped
+</code>
+Dinamički povezanu izvršnu datoteku zapravo ne treba posebno pripremati jer je to zadano ponašanje alata ''gcc''. Stoga je ranija datoteka ''hello'' primjer dinamički povezane izvršne datoteke.
+Vidljivo je da alat ''file'' ispravno prepoznaje razliku između ova dva načina povezivanja. Ručna analiza ELF datoteke za ovaj bi primjer bila nešto složenija jer informacija o načinu povezivanja nije direktno vidljiva iz ELF zaglavlja, već bi bilo potrebno pomnije promotriti strukturu datoteke. U takvim situacijama, ovakvi alati mogu znatno olakšati analizu.
+===== Zaključak =====
+Kao što je pokazano na primjerima, iz ELF datoteka moguće je izvući brojne korisne informacije. Primjerice, može se identificirati tip datoteke ili arhitektura za koju je datoteka pripremljena. Od naprednijih pristupa, poznavanjem ulazne točke programa u kombinaciji s informacijama o segmentima, moguće je odrediti (ili barem procijeniti) kako će datoteka biti učitana u memoriju i na koje lokacije te kako će se ponašati prilikom izvršavanja. Dakako, moguće su još i razne druge, složenije analize. Razumijevanje strukture ELF datoteka stoga je vrijedna vještina za forenzičare.
 ===== Literatura =====
@@ Redak 57: / Redak 211: @@
 [5] [[https://linux-audit.com/elf-binaries-on-linux-understanding-and-analysis]]
+[6] [[https://ferhr-my.sharepoint.com/:p:/g/personal/mf51454_fer_hr/EUHtxPPULnhJkPjE9HxkOOsBEEUIANDeI_s2qjKyKptBTw?e=vUdg0P|Autorska prezentacija]]

racfor_wiki/seminari/analiza_datotecnog_formata_elf.1673551556.txt.gz · Zadnja izmjena: 2023/06/19 18:15 (vanjsko uređivanje)