Команда fc сравнивает два файла. Если задать опцию /b, то выполняется побайтное сравнение. В результате печатается отчет найденных различий в шестнадцатеричном виде. Поэтому следующее, на чем следует остановиться, – это калькулятор Windows (программа calc.exe), который позволяет перевести числа 7500 и 7425 из десятичной системы счисления в шестнадцатеричную. Если выбрать подменю Scientific меню View калькулятора, то станут доступными дополнительные возможности преобразования чисел, включая преобразование из десятичного формата в шестнадцатеричное, что нам и требуется. При выбранном режиме Dec следует набрать 7500 и затем щелкнуть на кнопке Hex. В результате получим представление числа 7500 в шестнадцатеричной системе счисления 1D4C. Повторив то же самое для числа 7425, получаем 1D01.
Просмотрев результаты выполнения команды fc, обнаруживаем многообещающее различие по адресу 368 (в шестнадцатеричном представлении). Ранее там было 4C, а стало 01, что точно совпадает с проведенными вычислениями. Также можно предположить значения других чисел. Ранее в замке было восемь скелетов. После покупки одного осталось семь. На это, кажется, указывает байт по адресу 3AE4. Байт по адресу 3AD3 может означать один скелет в гарнизоне замка, где прежде не было ни одного.
Но поскольку автора интересует золотой запас, то он запускает шестнадцатеричный редактор и загружает файл hack2.gm1. Шестнадцатеричный редактор схож с редактором секторов, но ориентирован на работу с файлами, а не с дисковой памятью. Перейдя по смещению 368, видим, что там находятся данные 1D 01. Отметим, что цифры в числе расположены в обратном порядке, что непривычно для людей, которые используют язык, имеющий одинаковые корни с латинским языком. Объясняется это порядком запоминания чисел в процессорах Intel: наименее значащий байт числа запоминается по младшему адресу. Есть единственный способ удостовериться в правильности предположения о хранении найденной величины – изменить найденный байт. Автор изменил самый правый байт числа 1D (поскольку в этом случае результаты изменения проявятся сильнее всего) на величину FF (максимальная величина в шестнадцатеричной системе счисления). На рисунке 5.8 показан результат загрузки hack2.gm1 при старте игры.
Обратите внимание на золотой запас, который теперь составляет 65 281 порцию. Быстрая проверка на компьютере подтверждает, что это десятичное представление шестнадцатеричного числа FF01. Теперь у игрока появилось серьезное преимущество: он может с легкостью крушить своих воображаемых врагов. Если бы игрок захотел увеличить свой золотой запас до максимально возможной в игре величины, то ему следовало бы также увеличить следующий байт справа от 1D, который в момент исследования был равен 0. В худшем случае несколько попыток изменения смежных байт в файле с помощью шестнадцатеричного редактора подскажут, какой байт следует изменить для увеличения золотого запаса игрока.
Конечно, цель этой книги не в том, чтобы научить читателя обманывать игры. Есть более достойное применение изложенного материала. В частности, для подобных игр написан редактор сохранения игр, возможно, на основе использования изложенной техники. Также можно включить в игру несколько фрагментов кода, страхующих игрока от проигрыша. Читателю, заинтересовавшемуся подобными вопросами, можно посоветовать найти эту информацию в Интернете.
Если читатель знаком с игрой, то он может быть удивлен, почему изложенное не проиллюстрировано на примере современной версий игры Heroes of Might и Magic III. Причина будет раскрыта далее.
http://sourceware.cygnus.com/cygwin.
Компания Microsoft включила утилиту Windiff в состав инструментария ресурсов (resource kits) Windows NT и Windows 98. Это графическая версия команды diff, которая отображает изменения разными цветами и имеет графическое представление удаляемых или вставляемых строк.
www.technologismiki.com/hackman.
[N] Curses Hexedit
[N] Curses Hexedit – другая свободно распространяемая программа (фактически ее можно рассматривать как более свободно распространяемую, поскольку она распространяется по общедоступной лицензии GPL). Поскольку программу можно получить по общедоступной лицензии, то ее исходные тексты общедоступны и разрешено их улучшать или адаптировать под нужды конкретного пользователя. Существуют версии редактора [N] Curses Hexedit для всех основных UNIX подобных операционных систем и DOS.
Если читатель думает, что интерфейс Hackman простой, то у этой программы, как видно из рис. 5.10, – явно спартанский.
Рис. 5.10. Интерфейс редактора [N] Curses Hexedit, DOS версия
Функциональные возможности редактора обычные для этого класса программ. В редакторе реализована функция поиска, присутствует простой двоичный калькулятор, обычные команды просмотра и редактирования. Список команд представлен на рис. 5.11.
Рис. 5.11. Подсказка редактора [N] Curses Hexedit Help Screen
Если кому-то покажется, что в этом редакторе реализованы далеко не все функциональные возможности, то это компенсируется простотой, легкостью использования ресурса и поддержкой многочисленных платформ. Согласно журналу изменений, текущая версия редактора – 0.9.7 от 8 августа 1999 года. Из этого не следует, что проект свернут и не имеет будущего. Скорее всего, редактор полностью удовлетворяет требованиям своих разработчиков. Возможно, если автор решит добавить что-либо или будет найдена ошибка в редакторе, то будет выпущена очередная версия программы. Также возможно, что если читатель усовершенствует редактор и сообщит об этом разработчикам, то они включат его добавления в новый официальный выпуск.
[N] Curses Hexedit можно получить по адресу http://ccwf.cc.utexas.edu/~apoc/programs/c/hexedit.
Hex Workshop
В заключение рассмотрим коммерческую версию шестнадцатеричного редактора Hex Workshop компании Breakpoint Software. Это относительно недорогой пакет (на момент написания книги он стоил $49.95) для платформы Windows. Бесплатно предоставляется 30-дневный испытательный срок использования программы. В редакторе реализован приятный интерфейс с полным набором функций. Интерфейс приведен на рис. 5.12.
Рис. 5.12. Интерфейс пользователя Hex редактора Workshop
В состав Hex Workshop включены арифметические функции, конвертер системы счисления, калькулятор, калькулятор контрольной суммы и многие другие возможности. Если руки читателя привыкли к стандартным клавишам управления операционной системы Windows (например, по нажатии CTRL-F инициируется диалоговое окно поиска), то, вероятно, он почувствует себя в родных стенах.
Если читатель – пользователь Windows, тратящий много времени на редактирование двоичных файлов, то, возможно, он захотел бы поближе познакомиться с пакетом. Hex Workshop может быть найден по адресу www.bpsoft.com.
Использование инструментария мониторинга файловой системы
Инструментальные средства мониторинга файловой системы – третий класс инструментальных средств, рассмотренных в этой главе. Они отличаются от инструментария работы с отдельными файлами тем, что работают с такими группами файлов, как раздел, логический диск или директория. В соответствии со своим предназначением в инструментальных средствах мониторинга файловой системы реализован более широкий диапазон функциональных возможностей. В некоторых случаях будут рассмотрены полезные побочные эффекты.
Перед началом работы следует определиться, какой именно файл представляет интерес для исследования. Иногда он может быть определен при помощи метода проб и ошибок, иногда – на основе тех или иных предположений. Но в любом случае желательно иметь средства, которые бы облегчили этот процесс.
Например, читатель, возможно, захочет узнать, что изменилось в результате выполнения программы. В большинстве случаев меняются файлы (файл) на диске, но какие именно? Не зная имен модифицированных файлов, как определить, какие файлы были модифицированы?
Очевидный способ заключается в сохранении копии каждого представляющего интерес файла и сравнении каждого файла, который потенциально мог быть модифицирован, со своей копией для определения, был ли файл модифицирован или нет (не забывая о проверке новых файлов). Но этот способ сложно реализовать, и он требует необоснованно больших затрат времени. Поэтому проанализируем несколько методов, которые могут облегчить эту работу.
Очевидно, что так можно сделать, но на это уйдет больше времени и труда, чем если бы читатель поступил по-другому. Хотя в отдельных случаях ручное сравнение – лучший способ исследования. Например, при исследовании реестра Windows (Windows Registry – иерархическая база данных, хранящая информацию о конфигурации компьютера и об аппаратном и программном обеспечении; организована в структуру поддеревьев с ключами и подключами) может получиться так, что на исследуемой машине не окажется инструментальных средств контроля нужной части реестра. В то же время утилита Regedit почти всегда доступна. Она позволяет экспортировать реестр Windows в текстовый файл. В других случаях, при необходимости отбора нескольких файлов среди ряда дополнительных, поиск различий на всем диске может оказаться предпочтительным для первоначальной локализации файла, представляющего интерес. Иногда метод грубой силы может оказаться привлекательнее тонких методов исследования, особенно если на их подготовку потребуется дополнительное время.
Ниже представлен уместный фрагмент кода файла ext2_fs.h инсталляции Red Hat 6.2 Linux:
/*
* Structure of an inode on the disk
*/
struct ext2_inode {
__u16 i_mode; /* File mode */
__u16 i_uid; /* Owner Uid */
__u32 i_size; /* Size in bytes */
__u32 i_atime; /* Access time */
__u32 i_ctime; /* Creation time */
__u32 i_mtime; /* Modification time */
__u32 i_dtime; /* Deletion Time */
__u16 i_gid; /* Group Id */
__u16 i_links_count; /* Links count */
__u32 i_blocks; /* Blocks count */
__u32 i_flags; /* File flags */
В большинстве UNIX-систем атрибуты файла описаны похожим способом. В их состав входят владелец, размер, несколько полей времени и даты, группа, счетчик связей этого файла, число используемых блоков диска и флаги файла (стандартные разрешения чтения, записи и выполнения файлов).
Какие атрибуты интересны для нас? В большинстве случаев это один из атрибутов времени и размер файла. Любой из них может быть определен переадресовыванием вывода команды ls – al в файл до и после наступления анализируемого события с последующим сравнением двух файлов, как это показано в следующем примере:
[elliptic@ellipse]$ diff /tmp/before /tmp/after
2,3c2,3
< drwxrwxr-x 2 ryan ryan 7168 Jun 16 01:55 .
< drwxrwxrwt 9 root root 1024 Jun 16 01:55 ..
–
> drwxrwxr-x 2 ryan ryan 7168 Jun 16 01:56 .
> drwxrwxrwt 9 root root 1024 Jun 16 01:56 ..
97c97
< -rw-r—r– 1 ryan ryan 31533 Jun 16 01:55 fs.h
–
> -rw-r—r– 1 ryan ryan 31541 Jun 16 01:56 fs.h
Из примера видно, что файл fs.h изменился. Этот способ сравнения содержимого директории обнаруживает изменение любого атрибута файла. Быстрый способ простого отслеживания изменения атрибута времени заключается в использовании команды ls – al, показанной в следующем примере. Команда ls – al в примере соединена программным каналом с командой more:
[elliptic@ellipse]$ ls -alt | more
total 2224
drwxrwxrwt 9 root root 1024 Jun 16 01:56 ..
drwxrwxr-x 2 ryan ryan 7168 Jun 16 01:56 .
-rw-r—r– 1 ryan ryan 31541 Jun 16 01:56 fs.h
-rw-r—r– 1 ryan ryan 7295 Jun 16 01:55 a.out.h
-rw-r—r– 1 ryan ryan 2589 Jun 16 01:55 acct.h
-rw-r—r– 1 ryan ryan 4620 Jun 16 01:55 adfs_fs.h
…и т. д. Файлы, модифицированные последними, выводятся первыми. В DOS/Windows команда dir /o: d позволяет отсортировать список выводимых файлов по дате, как это показано в следующем примере:
C:\date>dir /o:d
Volume in drive C has no label
Volume Serial Number is 3C3B-11E3
Directory of C:\date
HEX-EDIT EXE 58,592 03-14-95 9:51p Hex-edit.exe
HEXEDI~1 GZ 165,110 06-05-00 11:44p hexedit-0_9_7_tar.gz
HEXEDIT EXE 158,208 06-06-00 12:04a hexedit.exe
. <DIR> 06-16-00 12:18a .
.. <DIR> 06-16-00 12:18a ..
3 file(s) 381,910 bytes
2 dir(s) 10,238.03 MB free
В этом случае последние модифицированные файлы помещены в конец отчета.
C:\date>attrib
A HEX-EDIT.EXE C:\date\Hex-edit.exe
A HEXEDIT.EXE C:\date\hexedit.exe
A HEXEDI~1.GZ C:\date\hexedit-0_9_7_tar.gz
Обратите внимание на символ A в начале каждой строки. Он свидетельствует об установке атрибута «Архивный» и указывает на необходимость резервного копирования файла, к которому относится этот атрибут. Если повторно использовать команду attrib для очистки атрибута «Архивный», то получим следующее:
C:\date>attrib -a *.*
C:\date>attrib
HEX-EDIT.EXE C:\date\Hex-edit.exe
HEXEDIT.EXE C:\date\hexedit.exe
HEXEDI~1.GZ C:\date\hexedit-0_9_7_tar.gz
Теперь если изменить один или два файла из группы, то их атрибут «Архивный» будет установлен снова, как это показано на следующем примере:
C:\date>attrib
A HEX-EDIT.EXE C:\date\Hex-edit.exe
HEXEDIT.EXE C:\date\hexedit.exe
HEXEDI~1.GZ C:\date\hexedit-0_9_7_tar.gz
Из примера видно, что у файла HEX-EDIT.EXE после его изменения опять установлен атрибут «Архивный». Хорошей возможностью команды attrib является переключатель /s, который позволяет обработать файл с указанными именами в текущей директории и во всех ее поддиректориях. После этого можно воспользоваться командой dir /a: a (вывод файлов с указанным атрибутом a — файлы для архивирования) для просмотра измененных файлов.
Алгоритмы подсчета контрольных сумм, например алгоритмы контроля с помощью циклического избыточного кода CRC (CRC – cyclical redundancy check), легко фальсифицируются, если злоумышленник или его программа знает используемый для контроля файлов алгоритм. Поэтому вместо контрольных сумм рекомендуется использовать криптографически стойкие алгоритмы кэширования. Важная особенность алгоритмов кэширования состоит в том, что возможность получения для двух различных кэшируемых файлов одной и той же величины кэш-значения ничтожно мала. Практически невозможно подменить один файл другим с той же самой величиной кэш-значения. Величина кэш-значения – это обычно 128-битовое или 160-битовое двоичное число, для хранения которого требуется значительно меньше места, чем для кэшируемого файла.
Алгоритмы кэширования позволяют определить модификацию файла, несмотря на все попытки скрыть это. Для каждого контролируемого файла вычисляется величина кэш-значения до и после некоторого события. Если эти две величины различаются, то файлы были изменены, несмотря на то что атрибуты файлов остались прежними.
Перед началом работы следует определиться, какой именно файл представляет интерес для исследования. Иногда он может быть определен при помощи метода проб и ошибок, иногда – на основе тех или иных предположений. Но в любом случае желательно иметь средства, которые бы облегчили этот процесс.
Например, читатель, возможно, захочет узнать, что изменилось в результате выполнения программы. В большинстве случаев меняются файлы (файл) на диске, но какие именно? Не зная имен модифицированных файлов, как определить, какие файлы были модифицированы?
Очевидный способ заключается в сохранении копии каждого представляющего интерес файла и сравнении каждого файла, который потенциально мог быть модифицирован, со своей копией для определения, был ли файл модифицирован или нет (не забывая о проверке новых файлов). Но этот способ сложно реализовать, и он требует необоснованно больших затрат времени. Поэтому проанализируем несколько методов, которые могут облегчить эту работу.
Трудоемкий способ: ручное сравнение
Естественно, у читателя есть возможность сделать все вручную, но для этого потребуется затратить много усилий. Как уже говорилось, читатель может вручную сделать копии всего, что может быть изменено (все файлы на диске в директории или на всем диске), дождаться момента изменений и затем проверить, были ли изменены файлы.Очевидно, что так можно сделать, но на это уйдет больше времени и труда, чем если бы читатель поступил по-другому. Хотя в отдельных случаях ручное сравнение – лучший способ исследования. Например, при исследовании реестра Windows (Windows Registry – иерархическая база данных, хранящая информацию о конфигурации компьютера и об аппаратном и программном обеспечении; организована в структуру поддеревьев с ключами и подключами) может получиться так, что на исследуемой машине не окажется инструментальных средств контроля нужной части реестра. В то же время утилита Regedit почти всегда доступна. Она позволяет экспортировать реестр Windows в текстовый файл. В других случаях, при необходимости отбора нескольких файлов среди ряда дополнительных, поиск различий на всем диске может оказаться предпочтительным для первоначальной локализации файла, представляющего интерес. Иногда метод грубой силы может оказаться привлекательнее тонких методов исследования, особенно если на их подготовку потребуется дополнительное время.
Сравнение атрибутов файла
Один из методов поиска модифицированных файлов, позволяющих избежать копирования файлов, основан на использовании их атрибутов. К атрибутам файла относятся дата, время создания и модификации файла и разрешения работы с ним. Некоторые из них могут оказаться полезными для определения только что измененных файлов.Ниже представлен уместный фрагмент кода файла ext2_fs.h инсталляции Red Hat 6.2 Linux:
/*
* Structure of an inode on the disk
*/
struct ext2_inode {
__u16 i_mode; /* File mode */
__u16 i_uid; /* Owner Uid */
__u32 i_size; /* Size in bytes */
__u32 i_atime; /* Access time */
__u32 i_ctime; /* Creation time */
__u32 i_mtime; /* Modification time */
__u32 i_dtime; /* Deletion Time */
__u16 i_gid; /* Group Id */
__u16 i_links_count; /* Links count */
__u32 i_blocks; /* Blocks count */
__u32 i_flags; /* File flags */
В большинстве UNIX-систем атрибуты файла описаны похожим способом. В их состав входят владелец, размер, несколько полей времени и даты, группа, счетчик связей этого файла, число используемых блоков диска и флаги файла (стандартные разрешения чтения, записи и выполнения файлов).
Какие атрибуты интересны для нас? В большинстве случаев это один из атрибутов времени и размер файла. Любой из них может быть определен переадресовыванием вывода команды ls – al в файл до и после наступления анализируемого события с последующим сравнением двух файлов, как это показано в следующем примере:
[elliptic@ellipse]$ diff /tmp/before /tmp/after
2,3c2,3
< drwxrwxr-x 2 ryan ryan 7168 Jun 16 01:55 .
< drwxrwxrwt 9 root root 1024 Jun 16 01:55 ..
–
> drwxrwxr-x 2 ryan ryan 7168 Jun 16 01:56 .
> drwxrwxrwt 9 root root 1024 Jun 16 01:56 ..
97c97
< -rw-r—r– 1 ryan ryan 31533 Jun 16 01:55 fs.h
–
> -rw-r—r– 1 ryan ryan 31541 Jun 16 01:56 fs.h
Из примера видно, что файл fs.h изменился. Этот способ сравнения содержимого директории обнаруживает изменение любого атрибута файла. Быстрый способ простого отслеживания изменения атрибута времени заключается в использовании команды ls – al, показанной в следующем примере. Команда ls – al в примере соединена программным каналом с командой more:
[elliptic@ellipse]$ ls -alt | more
total 2224
drwxrwxrwt 9 root root 1024 Jun 16 01:56 ..
drwxrwxr-x 2 ryan ryan 7168 Jun 16 01:56 .
-rw-r—r– 1 ryan ryan 31541 Jun 16 01:56 fs.h
-rw-r—r– 1 ryan ryan 7295 Jun 16 01:55 a.out.h
-rw-r—r– 1 ryan ryan 2589 Jun 16 01:55 acct.h
-rw-r—r– 1 ryan ryan 4620 Jun 16 01:55 adfs_fs.h
…и т. д. Файлы, модифицированные последними, выводятся первыми. В DOS/Windows команда dir /o: d позволяет отсортировать список выводимых файлов по дате, как это показано в следующем примере:
C:\date>dir /o:d
Volume in drive C has no label
Volume Serial Number is 3C3B-11E3
Directory of C:\date
HEX-EDIT EXE 58,592 03-14-95 9:51p Hex-edit.exe
HEXEDI~1 GZ 165,110 06-05-00 11:44p hexedit-0_9_7_tar.gz
HEXEDIT EXE 158,208 06-06-00 12:04a hexedit.exe
. <DIR> 06-16-00 12:18a .
.. <DIR> 06-16-00 12:18a ..
3 file(s) 381,910 bytes
2 dir(s) 10,238.03 MB free
В этом случае последние модифицированные файлы помещены в конец отчета.
Использование атрибута «Архивный»
Расскажем о небольшой уловке, доступной пользователям DOS/Windows. Таблица размещения файлов (FAT – file allocation table) содержит атрибут файла «Архивный». Первоначально атрибут предназначался для определения факта изменения файла после последнего резервного копирования. В случае модификации файла этот атрибут свидетельствовал о необходимости создания очередной архивной копии файла. Конечно, после модификации файлов этим атрибутом можно воспользоваться для собственных целей. Посмотрите на пример просмотра директории с помощью команды attrib:C:\date>attrib
A HEX-EDIT.EXE C:\date\Hex-edit.exe
A HEXEDIT.EXE C:\date\hexedit.exe
A HEXEDI~1.GZ C:\date\hexedit-0_9_7_tar.gz
Обратите внимание на символ A в начале каждой строки. Он свидетельствует об установке атрибута «Архивный» и указывает на необходимость резервного копирования файла, к которому относится этот атрибут. Если повторно использовать команду attrib для очистки атрибута «Архивный», то получим следующее:
C:\date>attrib -a *.*
C:\date>attrib
HEX-EDIT.EXE C:\date\Hex-edit.exe
HEXEDIT.EXE C:\date\hexedit.exe
HEXEDI~1.GZ C:\date\hexedit-0_9_7_tar.gz
Теперь если изменить один или два файла из группы, то их атрибут «Архивный» будет установлен снова, как это показано на следующем примере:
C:\date>attrib
A HEX-EDIT.EXE C:\date\Hex-edit.exe
HEXEDIT.EXE C:\date\hexedit.exe
HEXEDI~1.GZ C:\date\hexedit-0_9_7_tar.gz
Из примера видно, что у файла HEX-EDIT.EXE после его изменения опять установлен атрибут «Архивный». Хорошей возможностью команды attrib является переключатель /s, который позволяет обработать файл с указанными именами в текущей директории и во всех ее поддиректориях. После этого можно воспользоваться командой dir /a: a (вывод файлов с указанным атрибутом a — файлы для архивирования) для просмотра измененных файлов.
Исследование контрольных сумм и кэш-значений
Одна из центральных проблем обеспечения безопасности заключается в определении факта изменения файла. Можно ли при этом доверять атрибутам файлов? Атрибуты файлов можно фальсифицировать. Довольно несложно установить нужные значения атрибутов файлов: размер файла, дата и время последней модификации. Большинство приложений это не делает, но иногда вирусы, Троянские кони или программы типа rootkit могут изменять их для скрытия своего присутствия. Противостоять этому позволяют алгоритмы подсчета контрольных сумм и криптографического кэширования.Алгоритмы подсчета контрольных сумм, например алгоритмы контроля с помощью циклического избыточного кода CRC (CRC – cyclical redundancy check), легко фальсифицируются, если злоумышленник или его программа знает используемый для контроля файлов алгоритм. Поэтому вместо контрольных сумм рекомендуется использовать криптографически стойкие алгоритмы кэширования. Важная особенность алгоритмов кэширования состоит в том, что возможность получения для двух различных кэшируемых файлов одной и той же величины кэш-значения ничтожно мала. Практически невозможно подменить один файл другим с той же самой величиной кэш-значения. Величина кэш-значения – это обычно 128-битовое или 160-битовое двоичное число, для хранения которого требуется значительно меньше места, чем для кэшируемого файла.
Алгоритмы кэширования позволяют определить модификацию файла, несмотря на все попытки скрыть это. Для каждого контролируемого файла вычисляется величина кэш-значения до и после некоторого события. Если эти две величины различаются, то файлы были изменены, несмотря на то что атрибуты файлов остались прежними.