e9patch

E9Patch – Um poderoso reescritor binário estático

E9Patch é uma poderosa ferramenta de reescrita binária estática para binários ELF x86_64 Linux. E9Patch é:

• Escalável : E9Patch pode reescrever binários grandes/complexos de forma confiável, incluindo navegadores da web (tamanho> 100 MB).
• Compatível : o binário reescrito é uma substituição imediata do original, sem dependências adicionais.
• Rápido : E9Patch pode reescrever a maioria dos binários em poucos segundos.
• Baixas despesas gerais : desempenho e memória.
• Programável : E9Patch foi projetado para que possa ser facilmente integrado a outros projetos. Consulte o Guia do Usuário do E9Tool e o Guia do Programador do E9Patch para obter mais informações.

A reescrita binária estática pega um binário de entrada (executável ELF ou objeto compartilhado) e gera um binário de saída com algum patch/modificação aplicado a ele. O binário corrigido pode ser usado como um substituto imediato do original.

Para obter mais informações, consulte nosso artigo PLDI'2020:

• Gregory J. Duck, Xiang Gao, Abhik Roychoudhury, Reescrita binária sem recuperação de fluxo de controle, Design e implementação de linguagem de programação (PLDI), 2020. Apresentação PLDI'2020

Liberar

Binários E9Patch pré-construídos podem ser baixados aqui:

• https://github.com/GJDuck/e9patch/releases

Construir

Construir o E9Patch é muito fácil: basta executar o script build.sh .

Isso criará automaticamente duas ferramentas:

1. e9patch : o backend do reescritor binário; e
2. e9tool : uma interface de desmontagem linear para E9Patch.

Exemplo de uso

E9Patch pode ser usado através do frontend E9Tool.

Por exemplo, para adicionar instrumentação de impressão de instruções a todas as instruções xor em xterm , podemos usar o seguinte comando:

    $ ./e9tool -M 'asm=/xor.*/' -P print xterm

Isto irá gerar uma versão modificada do xterm gravada no arquivo a.out .

O xterm modificado pode ser executado normalmente, mas imprimirá a string assembly de cada instrução xor executada em stderr :

    $ ./a.out
    xorl %ebp, %ebp
    xorl %ebx, %ebx
    xorl %eax, %eax
    xorl %edx, %edx
    xorl %edi, %edi
    ...

Para obter uma lista completa de opções e modos suportados, consulte:

    $ ./e9tool --help

Mais exemplos

Corrija todas as instruções de salto com instrumentação "vazia":

    $ ./e9tool -M 'asm=/j.*/' -P empty xterm
    $ ./a.out

Imprima todas as instruções de salto com instrumentação "print":

    $ ./e9tool -M 'asm=/j.*/' -P print xterm
    $ ./a.out

O mesmo que acima, mas use a sintaxe "Intel":

    $ ./e9tool -M 'asm=/j.*/' -P print xterm --syntax=intel
    $ ./a.out

Corrija todas as instruções de salto com uma chamada para uma função vazia:

    $ ./e9compile.sh examples/nop.c
    $ ./e9tool -M 'asm=/j.*/' -P 'entry()@nop' xterm
    $ ./a.out

Corrija todas as instruções de salto com instrumentação de contagem de instruções:

    $ ./e9compile.sh examples/counter.c
    $ ./e9tool -M 'asm=/j.*/' -P 'entry()@counter' xterm
    $ FREQ=10000 ./a.out

Corrija todas as instruções de salto com uma bela instrumentação impressa:

    $ ./e9compile.sh examples/print.c
    $ ./e9tool -M 'asm=/j.*/' -P 'entry(addr,instr,size,asm)@print' xterm
    $ ./a.out

Corrija todas as instruções de salto com instrumentação de "atraso" para desacelerar o programa:

    $ ./e9compile.sh examples/delay.c
    $ ./e9tool -M 'asm=/j.*/' -P 'entry()@delay' xterm
    $ DELAY=100000 ./a.out

Notas :

• Testado para XTerm(322)

Projetos

Alguns outros projetos que usam E9Patch incluem:

• RedFat: Um sistema de endurecimento binário baseado em indicadores de baixo teor de gordura.
• E9AFL: Insere automaticamente a instrumentação AFL em binários.
• E9Syscall: Interceptação de chamada do sistema usando reescrita binária estática de libc.so .
• Hopper: Geração automática de casos de teste de fuzzing para bibliotecas.
• EnvFuzz: difusão do ambiente do programa.
• RFF: Greybox fuzzing para testes de simultaneidade.
• AutoTrace: rastreamento simples baseado em linha de origem.

Documentação

E9Patch é uma ferramenta de baixo nível projetada para ser integrável a outros projetos. Para saber mais, consulte a seguinte documentação:

• Guia do programador E9Patch
• Guia do usuário do E9Tool

Erros

Bugs podem ser relatados aqui:

• https://github.com/GJDuck/e9patch/issues

Versões

A versão atual do E9Patch foi significativamente melhorada em comparação com o protótipo original avaliado no artigo PLDI'2020. Especificamente:

• A versão atual implementa diversas novas otimizações e pode gerar binários significativamente mais rápidos, às vezes por um fator de 2x. Para habilitar as novas otimizações, passe a opção -O2 para o E9Tool.
• A implementação da otimização do espaço do agrupamento físico de páginas também foi melhorada.
• A cobertura de patches também foi ligeiramente melhorada.
• Muitos novos recursos foram implementados (veja a documentação).

Licença

Este software foi lançado sob a Licença Pública GNU (GPL) Versão 3.

Alguns arquivos específicos são liberados sob a licença do MIT (verifique o preâmbulo do arquivo).

Agradecimentos

Este trabalho foi parcialmente apoiado pelo Satélite Nacional de Excelência em Sistemas de Software Confiáveis, financiado pela Fundação Nacional de Pesquisa (NRF) de Cingapura no âmbito do programa Nacional de P&D em Segurança Cibernética (NCR).