• Linux动态库*.so函数名修改

    在某些学习或者特殊需求的情况下要对linux下动态库*.so文件内部的函数名进行修改。

            比如一个函数ADD(int a,int b);修改为Add(int a,int b);

    通过这篇文章你将了解到在linux下动态库函数名寻址的规则，截止2024年3月linux动态库的寻址规则已经出现多种，这里不会一一介绍。这篇文章仅提供规则，并不提供修改函数名的相关代码和执行文件。如果有需要请留言沟通。

    开发环境：Ubuntu20、gcc、g++、IDAPro（Windows下安装即可，版本不限）。

    必备知识：ELF文件标准（linux下执行文件头）、IDApro的使用方法。

    建议了解：linux 动态库加载流程（自行寻找资源，后续可能给出链接）参考文档(P73)：https://paper.seebug.org/papers/Archive/refs/elf/Understanding_ELF.pdf

    正文开始：

            编译简单的动态库和调用代码。

            以下为测试代码：其中仅有两个函数分别是ADD和MINUS的动态库代码；使用main.cpp链接api.so对这两个函数进行调用，并执行。最终再修改main.cpp对ADD的调用修改为Add，同时不编译动态库，仅对动态库的二进制文件进行修改的情况下，完成调用。

    注：下列代码仅为参考，并未规范处理。编译命令见main.cpp。

    1. //myAPI.h
    2. //int ADD(int a, int b);
    3. //int MINUS(int a, int b);
    4.  
    5. #ifdef __cplusplus
    6. extern "C" {
    7. #endif
    8.  
    9. // int Add(int a, int b);
    10. int ADD(int a, int b);
    11. int MINUS(int a, int b);
    12.  
    13. #ifdef __cplusplus
    14. }
    15. #endif
    1. //myAPI.cpp
    2. #include "api.h"
    3.  
    4.  
    5. // int aaa(int a, int b){
    6. int ADD(int a, int b){
    7.     return a + b;
    8. }
    9. // int aaa(int a, int b){
    10. //     return a + b;
    11. // }
    12. int MINUS(int a, int b){
    13.         // int c = ADD(a,b);
    14.     int c = b;
    15.     return a - c;
    16. }
    1. //main.cpp
    2. #include "api.h"
    3. #include 
    4. // #include 
    5. // 使用hash表做编译，不写使用ELF GUN hash 或者两者兼顾
    6.  // g++ -shared -fPIC -o libapi.so api.cpp -Wl,--hash-style=sysv  /// -Wl,--retain-symbols-file=retain-symbols.txt
    7. // 链接动态库生成执行文件
    8.  // g++ -o main main.cpp api.h -L. -lapi
    9. // 添加动态库路径到环境变量中
    10.  // export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:/.
    11. int main(){
    12.     std::cout << "1 + 1 = " << ADD(1, 1) << std::endl;
    13.     std::cout << "1 - 1 = " << MINUS(1, 1) << std::endl;
    14.     return 0;
    15. }

    通过上述步骤你将获得libapi.so和main两个可执行文件。并且执行main时，运行正常。

    打开IDAPro，将libapi.so使用IAD进行逆向，能够查看二进制文件即可。

    1.         idx    name         hash_val
    2.         3 __cxa_finalize 0BEA6495 00000002
    3.         4 _Z5MINUSii 01E5E459 00000001
    4.         5 _ITM_registerTMCloneTable 0B7268A5 00000001
    5.         6 _ITM_deregisterTMCloneTable 012F7225 00000001
    6.         7 _Z3ADDii 0D758CB9 00000002
    7.         8 __gmon_start__ 0F4D007F 00000000
    8.             ida pro 提供数据如下：
    9.                 ; ELF Hash Table
    10.                 elf_hash_nbucket DCD 3
    11.                 elf_hash_nchain DCD 9
    12.                 elf_hash_bucket DCD 8, 6, 7
    13.                 elf_hash_chain  DCD 0, 0, 0, 0, 0, 4, 5, 3, 0
    14.                 ; ELF Symbol Table
    15.                               0  Elf64_Sym <0>
    16.                               1  Elf64_Sym 3, 0, 7, .init_proc, 0>
    17.                               2  Elf64_Sym 3, 0, 0x12, __dso_handle, 0>
    18.                               3  Elf64_Sym 0x20, 0, 0, dword_0, 0> ; "__cxa_finalize"
    19.                               4  Elf64_Sym 0x12, 0, 9, _Z5MINUSii, 0x28> ; "_Z5MINUSii" ...
    20.                               5  Elf64_Sym 0x20, 0, 0, dword_0, 0> ; "_ITM_registerTMCloneTable"
    21.                               6  Elf64_Sym 0x20, 0, 0, dword_0, 0> ; "_ITM_deregisterTMCloneTable"
    22.                               7  Elf64_Sym 0x12, 0, 9, _Z3ADDii, 0x20> ; "_Z3ADDii" ...
    23.                               8  Elf64_Sym 0x20, 0, 0, dword_0, 0> ; "__gmon_start__"
    24.                 ; ELF String Table
    25.                 byte_300        DCB 0                   ; DATA XREF: LOAD:0000000000000240↑o
    26.                                                         ; LOAD:0000000000000258↑o ...
    27.                 aGmonStart      DCB "__gmon_start__",0  ; DATA XREF: LOAD:00000000000002E8↑o
    28.                 aItmDeregistert DCB "_ITM_deregisterTMCloneTable",0
    29.                                                         ; DATA XREF: LOAD:00000000000002B8↑o
    30.                 aItmRegistertmc DCB "_ITM_registerTMCloneTable",0
    31.                                                         ; DATA XREF: LOAD:00000000000002A0↑o
    32.                 aCxaFinalize    DCB "__cxa_finalize",0  ; DATA XREF: LOAD:0000000000000270↑o
    33.                 aZ3addii        DCB "_Z3ADDii",0        ; DATA XREF: LOAD:00000000000002D0↑o
    34.                 aZ5minusii      DCB "_Z5MINUSii",0      ; DATA XREF: LOAD:0000000000000288↑o
    35.                                 DCB 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0

    规则：

                规则：idx是直接读取 ELF Symbol Table 里面的 内容，顺序和 ELF String Table 里面的不同
                        hash_val 通过特定的方法计算得出。
                        elf_hash_nbucket 这个值编译器根据方 案计算出的，一般(总符号数/4 + 1) 在附近选择一个素数，能 够使数据更加离散。
                        elf_hash_nchain  这个值是符号的个数 。
                        elf_hash_bucket DCD 8, 6, 7
                            根据下表计算出的hash_val从最下面开始，第8个 0 ，接着第6个 1， 第7个是2。
                        elf_hash_chain  DCD 0, 0, 0, 0, 0, 4, 5, 3, 0
                            根据下表计算出：

                                         在计算的hash=0有 8,
                                             计算的hash=1有 6,5,4
                                             计算的hash=2有 7,3
                                因此：elf_hash_bucket[0] = 8;elf_hash_bucket[1] = 6;elf_hash_bucket[2] = 7;
                                        elf_hash_chain[8] = 0
                                        elf_hash_chain[6] = 5; elf_hash_chain[5] = 4; elf_hash_chain[4] = 0
                                        elf_hash_chain[7] = 3;

                    对橙色部分的内容进行解释：

                     hash为0的只有8，结尾默认0，故hash_chain[8]=0。

                     hash为1的有6,5,4 结尾默认0，故hash_chain[6]=5,hash_chain[5]=4,hash_chain[4]=0

                     同理，hash为2的如上。

    至此，你已经了解了--hash-style=sysv使用传统ELF编译动态库，hash表的生成规则了，其本质是一种快捷的链式结构。

    使用十六进制编辑器，将hash表对应的函数ADD->Add，然后调整ELF hash链表。

    1.             3 __cxa_finalize 0BEA6495 00000002
    2.             4 _Z5MINUSii 01E5E459 00000001
    3.             5 _ITM_registerTMCloneTable 0B7268A5 00000001
    4.             6 _ITM_deregisterTMCloneTable 012F7225 00000001
    5.             7 _Z3Addii 0D77ACB9 00000000
    6.             8 __gmon_start__ 0F4D007F 00000000
    7.                 hash_val = 0: 8,7
    8.                 hash_val = 1: 6,5,4
    9.                 hash_val = 2: 3
    10.  
    11.                 elf_hash_bucket DCD 8, 6, 3
    12.                 elf_hash_chain  DCD 0, 0, 0, 0, 0, 4, 5, 0, 7

    注：使用IDA获取这个表的时候，有对应值在二进制文件的偏移，可以根据偏移直接修改。这一过程修改了hash table 和 string table两部分，上面首为7的行，已经和最开始的不一致了，是通过elf_hash(string)获得到的。这个函数的实现，资源较多。稍后进行链接给出。

    调整完毕，再将main.cpp和api.h两个文件的ADD->Add。如下：

    1. //myAPI.h
    2. //int ADD(int a, int b);
    3. //int MINUS(int a, int b);
    4.  
    5. #ifdef __cplusplus
    6. extern "C" {
    7. #endif
    8.  
    9. // int Add(int a, int b);
    10. int ADD(int a, int b);
    11. int MINUS(int a, int b);
    12.  
    13. #ifdef __cplusplus
    14. }
    15. #endif
    16. //----------------------------------
    17. //main.cpp
    18. #include "api.h"
    19. #include 
    20. // #include 
    21. // 使用hash表做编译，不写使用ELF GUN hash 或者两者兼顾
    22.  // g++ -shared -fPIC -o libapi.so api.cpp -Wl,--hash-style=sysv  /// -Wl,--retain-symbols-file=retain-symbols.txt
    23. // 链接动态库生成执行文件
    24.  // g++ -o main main.cpp api.h -L. -lapi
    25. // 添加动态库路径到环境变量中
    26.  // export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:/.
    27. int main(){
    28.     std::cout << "1 + 1 = " << Add(1, 1) << std::endl;
    29.     std::cout << "1 - 1 = " << MINUS(1, 1) << std::endl;
    30.     return 0;
    31. }

    此时，使用修改后的libapi.so和上述两个文件，编译，发现Add可以被正常调用。

    结语：此案例中ADD->Add是函数名长度，所以可以避免下面执行的代码不做偏移修改，如果函数名长度不一致，可能导致整个动态库文件出现较大的问题。如果有兴趣，可以查找相关的资料并提交到GNU，说不定你也是对开源社区做贡献的小可爱了。这个案例对有传统ELF hash表有效，其他标准的hash表也是类似的调整方法，了解其运作原理就可以很快出结果。

    参考文档(P73)：https://paper.seebug.org/papers/Archive/refs/elf/Understanding_ELF.pdf

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  • 原文地址：https://blog.csdn.net/weixin_40751444/article/details/136743131