iOS 底层 day 11 Mach-O 结构 ASLR 各种

一、Mach-O 的一些词汇了解

1. VM Address

• Virtual Memory Address，内存地址，在内存中的位置

2. VM Size

• Virtual Memory Size，内存大小，占用多少内存

3. File Offset

• 文件所在位置偏移量

4. File Size

• 文件的大小

二、回顾一下 Mach-O 文件的结构图

Mach-O 结构 对应的 Mach-OView 结构图

如果 Mach-O 文件被执行，在内存中的情况呢？

Mach-O 被载入 RAM64 的内存中，并且不考虑 ASLR

• 函数代码存放在 __TEXT 段中
• 全局变量存放在 __DATA 段中

三、ASLR

1. ASLR 是什么？

• Address Space Layout Random ，地址空间布局随机化
• 是一种针对缓冲区溢出的安全保护技术，通过对堆、栈、共享库映射等线性区布局的随机化，通过增加攻击者预测目的地址的难度，防止攻击者指针定位攻击代码位置，达到阻止溢出攻击的一种技术

Mach-O 被载入 RAM64 的内存中，有 ASLR

四、基于以上知识，我们来验证一些问题。

1. Hopper Disassembler 工具中显示的函数地址值的含义到底是什么？

Hopper Disassembler 分析图

• 由于 ASLR 是动态的，在程序未跑起来的情况下，没任何办法可以预测这个值，所以 Hopper Disassembler 分析的这个值是未包括 ASLR 的地址。

• 我们可以观察发现，这些地址都是 0x100000000 开始的，所以 Hopper Disassembler 大概率显示的就包括的 PageZero,但是未包括 ASLR 的内存地址，这一点我们可以通过对比 Mach-OView 的地址值来论证：
  

  可以发现 0x10000432C - 0x100000000 = 0x0000432C

• 接下来我们拿到 Hopper Disassembler 中的地址 0000000100004dd0

-[ViewController tableView:didSelectRowAtIndexPath:]: 函数地址

• 在利用 mac 的 lldb 连接到 Demo 项目的 debugserver ， 利用 image list找到第一个输出内容，也就是 Demo 加入内存时候的地址 0x0000000100f48000

(lldb) image list
[  0] 1396569F-D0D0-3300-8A91-C28EA9F62DF2 0x0000000100f48000 /var/containers/Bundle/Application/2227BC81-41C9-4B49-A3A9-4C23FFC2A0D1/Demo.app/Demo (0x0000000100f48000)
[  1] 9C893B6A-A3B1-3D95-9632-6EF6952E7195 0x0000000101254000 /Library/Caches/cy-jCNXTu.dylib (0x0000000101254000)
[  2] E668256B-2890-35A6-8F6C-413E5129F8AB 0x0000000100f98000 /Library/MobileSubstrate/MobileSubstrate.dylib (0x0000000100f98000)

• 利用我们上面的算法 f48000 + 100004dd0 = 0x100F4CDD0 得到一个地址，最后在 lldb 中 breakpoint set -a 0x100F4CDD0 设置一个断点，获得如下信息，说明我们的猜测正确：

(lldb) breakpoint set -a 0x100F4CDD0
Breakpoint 2: where = Demo`-[ViewController tableView:didSelectRowAtIndexPath:] at ViewController.m:120, address = 0x0000000100f4cdd0

2. 如何证明全局变量是在 _Data 段。

• 我们在 Xocde 中定义三个全局变量

  
  三个全局变量

• 然后使用 Xcode 断点模式，打印出三个变量运行时地址

(lldb) p &a
(int *) $0 = 0x0000000100996020
(lldb) p &b
(int *) $1 = 0x0000000100996024
(lldb) p &c
(int *) $2 = 0x0000000100996028

• 然后使用 Xcode 断点模式，打印出Demo 这个模块被加载的初始地址，获得 ASLR 地址 0x98c000

(lldb) image list -o -f | grep Demo
[  0] 0x000000000098c000 /Users/carrot__lsp/Library/Developer/Xcode/DerivedData/Demo-azxmdanoosovrnaycaajglqvzbko/Build/Products/Debug-iphoneos/Demo.app/Demo

• 用运行时c 变量的地址 - ASLR 地址 = 0x100996028 - 0x98c000 = 0x10000A028

• 然后我们打开 Mach-OView 得到如下分析结果
  

  从图中地址和所存贮的值，我们可以充分证明，静态变量在__DATA 段中