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[其他内容] [原创] 符号学习之 Angr(一)angr API 简要学习
2021-4-26 11:28 1156

[其他内容] [原创] 符号学习之 Angr(一)angr API 简要学习

2021-4-26 11:28
1156

angr 是多架构二进制分析工具,能够执行动态符号执行和多种静态分析

angr API 文档

主要查看常见信息

Project

angr 模块的主类,用来容纳二进制集及他们之间的关系并提供分析
常见变量

  • analysis — 可用分析类型
  • factory — 提供对重要分析节点的访问,比如路径组、符号执行结果
  • loader — 程序加载器
  • storage — 应该被加载或存储的字典

常用函数

  • hook(addr, hook=None, length=0)
    使用一个函数去 Hook 一节代码
  • factory.blank_state(**kargs)
    返回一个几乎未初始化的状态对象
  • factory.entry_state(**kargs)
    返回一个代表程序入口点的状态对象
  • call_state(addr, *args, **kwargs)
    返回初始化到给定函数起点的状态对象,就像是被传入给定参数调用
  • simulation_manager()

Program State

SimState 表示程序的状态,包括内存、寄存器等

 

常见变量与属性

  • regs — 寄存器
  • mem — 内存
  • memory — 作为 flat memory region
  • solver — 符号求解和变量管理器
  • addr — 指令指针的具体地址

常用函数

  • add_constraints — 添加约束
  • satisfiable — 当约束满足时
  • step — 使用当前状态执行符号执行
  • copy — 复制状态
  • stack_push — 入栈
  • stack_pop — 出栈

Storage

SimMemView
访问内存便捷接口

  • state.mem.deref 解索引
  • state.mem.types 为数据指定数据类型
  • state.mem.resolved/.concrete 抽取结构化数据

SimFile
在硬盘中构建文件
参数:name, content, size

 

Memory Mixins

  • find(addr, data, max_search, **kwargs)
  • load(addr, **kwargs)
  • store(addr, data, **kwargs)

Simulation Manager

主要功能是处理 State,并根据需要进行 step forward, filter, merge, move around

 

例如,可以以不同的速率步进两个不同的状态 stashes,然后将其进行 merge

 

Stashes 可以被作为属性获取到(比如 .active

 

多路复用 可以加上 mp_ ,单个状态可以加上 one_

 

注意:不应直接构造 SimulationManager,有便携的方式创建 factory

 

最重要的方法是 step explore use_technique

 

explore
explore(stash='active', n=None, find=None, avoid=None, find_stash='found',avoid_stash='avoid', cfg=None, num_find=1, **kwargs)

 

explore 主要用来探索路径的可能性

 

查找 find 条件 --> 存入 find_stash
避免 avoid 条件 --> 存入 avoid_stash

 

find 和 avoid 参数可能是:

  • 地址
  • 地址集合或列表
  • 拥有状态的函数,并返回是否匹配

Procedure

SimProcedure
这是一个非常棒的对象,可以用来描述状态运行的流程
通常可以构建子类并重写 run() 函数


Analysis

程序上的各种分析
主要类

  • angr.analysis.analysis.Analysis
    描述程序分析
  • angr.analysis.forward_analysis.forward_analysis.ForwardAnalysis
    前端分析框架,可以为多种分析提供基础,包括 CFG 分析, VFG 分析,DDG 分析等
    前端分析通过遍历图、计算抽象值、将结果存储在抽象状态中,提供前端数据流分析。用户可以指定遍历图的位置、遍历方式、抽象值与抽象状态的定义方式
  • angr.analysis.backward_slice.BackwardSlice
    程序后端切片。
    基于 CFG,CDG,DDG 从特定语句创建后端切片

  • angr.analysis.bindiff.BinDiff
    计算 angr Project 表示的两个二进制之间的 diff

  • angr.analysis.cfg.cfg_fast.CFGFast
    在给定的二进制文件中查找函数,并以非常快速的方式构建控制流程图:避免模拟程序执行、跟踪状态、展示花费巨大的数据流分析,CFGFast 将展现轻量级分析,部分启发式,部分强假设


cle - Binary Loader

CLE 是一个可拓展的二进制加载器,主要目标是加载可执行文件及所依赖的各种库,生成程序加载和执行的地址空间

Loading Interface

Loder 加载所有对象和输出进程的内存抽象
常见可选参数:

  • auto_load_libs — 是否自动加载共享库
  • force_load_libs — 强制加载的库列表
  • main_opts — 加载 main binary 的选项字典
  • lib_opts — 加载对应库名时的选项字典
  • preload_libs — 与 force_load_libs 类似,会提供符号解析,比任意依赖都高

可选项字典需要从以下键值中选取:

  • backend:“elf”, “pe“, ”mach-o“, ”blob“
  • arch: 用在此二进制上的 archinfo.Arch 对象
  • base_addr: 将对象重载到指定基址
  • entry_point: 对象的入口点
    其余键值定义在各个后端中

claripy — Solver Engine

除非进行核心分析,否则不必要用到深层 API,大部分时间均当作 z3 的简易前端


pyvex — Binary Translator

PyVEX 提供接口,能够将二进制代码转换成 VEX 中间语言


archinfo — Arch Information Repository

archinfo 是一个类集合,包含了制定架构信息,用于辅助跨架构工具,比如 pyvex


 

参考资料
官网文档
https://docs.angr.io/
http://angr.io/api-doc/index.html
https://github.com/angr/angr/tree/master/angr/procedures/libc

 

https://www.jianshu.com/p/f660800bb70f
https://xz.aliyun.com/t/7117#toc-14


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