Protobuf（基本使用和IDA中的protobuf解包逆向识别和重新利用）

2024-05-14 21:12
文章标签 使用 基本 逆向 ida 识别 重新 protobuf 解包

本文主要是介绍Protobuf（基本使用和IDA中的protobuf解包逆向识别和重新利用），希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

文章目录

  • 安装
  • protobuf 基本使用
      • 如何使用
  • `.pb.cc`（实现文件）和`.pb.h`（头文件）
      • `.pb.h`（头文件）
      • `.pb.cc`（实现文件）
  • 生成的c和h文件
  • ida中解包
  • 打包解题
      • 1. 定义.proto文件
      • 2. 生成Python代码
      • 3. 使用生成的Python代码

安装

sudo apt install protobuf-c-compiler
sudo apt install protoc

protobuf 基本使用

这个protobuf消息定义（.proto文件）定义了一个名为Devicemsg的消息类型，使用的是proto2语法。proto2是Google的Protocol Buffers（Protobuf）序列化框架的一个版本，主要用于跨平台的数据交换。下面是Devicemsg消息结构中每个字段的详细解释：

syntax = "proto2";

这一行指定了.proto文件使用的协议缓冲区语言版本为proto2。Protocol Buffers支持两种主要的语法版本：proto2和proto3，它们之间有一些行为和特性的差异。

message Devicemsg {

定义了一个名为Devicemsg的消息类型。消息是一组命名的字段集合，用于封装数据结构。

required sint64 actionid = 1;

actionid是一个必需的字段，类型为sint64，标识号为1。在proto2中，required关键字表示该字段在消息实例中必须被赋值。sint64是一种变体整型，用于存储带符号的64位整数，使用变字节编码（Varint）以节省空间，尤其适合负数的高效存储。

required sint64 msgid = 2;

msgid也是一个必需的sint64类型字段，标识号为2，用于存储消息的唯一标识符或其他相关信息。

required sint64 msgsize = 3;

msgsize字段同样是必需的sint64类型，标识号为3，可能用于表示msgcontent字段的字节大小，帮助接收方预先分配缓冲区。

required string msgcontent = 4;

msgcontent是最后一个必需字段，类型为string，标识号为4。在protobuf中，string类型用来存储可变长度的文本数据，编码时使用UTF-8格式。

如何使用

要使用这个消息类型，你需要按照以下步骤操作：

  1. 生成代码：使用protoc编译器，根据.proto文件生成相应语言的源代码。例如，如果你的项目是C++项目，你可以运行如下命令生成C++代码：
protoc --cpp_out=. Devicemsg.proto

当你执行这个正确的命令后，如果Devicemsg.proto文件定义了有效的protobuf消息格式，protoc编译器将会做以下事情：

  1. 解析: 首先，protoc会解析Devicemsg.proto文件中的内容。这个文件包含了你定义的所有消息类型及其字段、枚举类型等。

  2. 生成代码: 然后，它会根据这些定义自动生成C++源代码文件。通常，对于每个在.proto文件中定义的消息类型，它会生成一个对应的.pb.cc（实现文件）和.pb.h（头文件）。此外，还会为所有.proto文件共同生成一个google/protobuf/message.h等依赖所需的头文件。

  3. 输出位置: 由于你使用了.作为输出目录，生成的C++源代码文件会被放在当前目录下。如果没有特别指定输出目录，生成的文件名会基于.proto文件的名称，例如，如果Devicemsg.proto定义了一个DeviceMessage消息类型，你可能会得到Devicemsg.pb.cc和Devicemsg.pb.h两个文件。

  4. 包含头文件：在你的C++源文件中，包含生成的头文件，如Devicemsg.pb.h。

  5. 创建和操作消息对象：你可以像操作普通的类实例一样创建Devicemsg对象，设置其字段值，然后序列化或反序列化数据。

    #include "Devicemsg.pb.h"int main() {Devicemsg msg;msg.set_actionid(12345);msg.set_msgid(67890);msg.set_msgsize(123); // 假设msgcontent的长度msg.set_msgcontent("Hello, this is the message content!");// 序列化到字符串std::string serialized;if (!msg.SerializeToString(&serialized)) {std::cerr << "Serialization failed." << std::endl;return -1;}// 反序列化（示例未展示）// ...
}

通过这种方式，Devicemsg消息可以方便地在网络间或进程间传递，保证了数据的一致性和高效性。

.pb.cc（实现文件）和.pb.h（头文件）

https://www.cnblogs.com/JmpCliff/articles/17595397.html

.pb.cc（实现文件）和.pb.h（头文件）是Google Protocol Buffers（protobuf）编译器生成的C++源代码文件，它们用于序列化和反序列化你定义的协议消息。下面详细介绍这两个文件通常包含的内容：

.pb.h（头文件）

  • 消息类型定义: 包含了你定义的消息类型的C++类声明。这个类通常继承自google::protobuf::Message。类中包含了你定义的所有字段的访问器（getter和setter），如set_field_name()和field_name()，以及一些其他用于操作消息实例的方法。

  • 枚举类型: 如果你的.proto文件中定义了枚举类型，这些枚举也会被转换为C++的枚举，并在头文件中声明。

  • 序列化与反序列化方法声明: 提供了将消息对象转换为字节流（序列化）和从字节流恢复消息对象（反序列化）的方法声明，如SerializeToString()、ParseFromString()等。

  • 默认实例: 可能会提供一个默认的静态消息实例，用于快速访问消息的默认值。

  • 静态成员函数和变量: 用于消息类型的识别符（如.descriptor()）、大小计算等。

.pb.cc（实现文件）

  • 消息类型实现: 包含了上述头文件中声明的消息类的实现代码。这包括构造函数、析构函数、序列化和反序列化逻辑的具体实现，以及其他内部处理函数。

  • 枚举类型的实现: 如果有的话，定义了枚举类型的成员和相关函数的实现。

  • 描述符初始化: 包含了协议缓冲区描述符（Descriptor, EnumDescriptor等）的创建和注册代码，这些描述符在运行时用于反射，允许动态地获取消息结构信息。

  • 静态变量初始化: 实现文件还负责静态变量的初始化，这些变量通常与消息类型的元数据相关。

综上所述，.pb.h文件提供了用户直接交互的接口，而.pb.cc则实现了这些接口背后的具体逻辑，包括内存管理、数据转换等。这两者一起使得你能够在C++项目中轻松地使用protobuf定义的数据结构进行高效的序列化和反序列化操作。

生成的c和h文件

/* Generated by the protocol buffer compiler.  DO NOT EDIT! */
/* Generated from: devicemsg.proto *//* Do not generate deprecated warnings for self */
#ifndef PROTOBUF_C__NO_DEPRECATED
#define PROTOBUF_C__NO_DEPRECATED
#endif#include "devicemsg.pb-c.h"
void   devicemsg__init(Devicemsg         *message)
{static const Devicemsg init_value = DEVICEMSG__INIT;*message = init_value;
}
size_t devicemsg__get_packed_size(const Devicemsg *message)
{assert(message->base.descriptor == &devicemsg__descriptor);return protobuf_c_message_get_packed_size ((const ProtobufCMessage*)(message));
}
size_t devicemsg__pack(const Devicemsg *message,uint8_t       *out)
{assert(message->base.descriptor == &devicemsg__descriptor);return protobuf_c_message_pack ((const ProtobufCMessage*)message, out);
}
size_t devicemsg__pack_to_buffer(const Devicemsg *message,ProtobufCBuffer *buffer)
{assert(message->base.descriptor == &devicemsg__descriptor);return protobuf_c_message_pack_to_buffer ((const ProtobufCMessage*)message, buffer);
}
Devicemsg *devicemsg__unpack(ProtobufCAllocator  *allocator,size_t               len,const uint8_t       *data)
{return (Devicemsg *)protobuf_c_message_unpack (&devicemsg__descriptor,allocator, len, data);
}
void   devicemsg__free_unpacked(Devicemsg *message,ProtobufCAllocator *allocator)
{if(!message)return;assert(message->base.descriptor == &devicemsg__descriptor);protobuf_c_message_free_unpacked ((ProtobufCMessage*)message, allocator);
}
static const ProtobufCFieldDescriptor devicemsg__field_descriptors[4] =
{{"actionid",1,PROTOBUF_C_LABEL_REQUIRED,DevicemsgPROTOBUF_C_TYPE_SINT64,0,   /* quantifier_offset */offsetof(Devicemsg, actionid),NULL,NULL,0,             /* flags */0,NULL,NULL    /* reserved1,reserved2, etc */},{"msgidx",2,PROTOBUF_C_LABEL_REQUIRED,PROTOBUF_C_TYPE_SINT64,0,   /* quantifier_offset */offsetof(Devicemsg, msgidx),NULL,NULL,0,             /* flags */0,NULL,NULL    /* reserved1,reserved2, etc */},{"msgsize",3,PROTOBUF_C_LABEL_REQUIRED,PROTOBUF_C_TYPE_SINT64,0,   /* quantifier_offset */offsetof(Devicemsg, msgsize),NULL,NULL,0,             /* flags */0,NULL,NULL    /* reserved1,reserved2, etc */},{"msgcontent",4,PROTOBUF_C_LABEL_REQUIRED,PROTOBUF_C_TYPE_BYTES,0,   /* quantifier_offset */offsetof(Devicemsg, msgcontent),NULL,NULL,0,             /* flags */0,NULL,NULL    /* reserved1,reserved2, etc */},
};
static const unsigned devicemsg__field_indices_by_name[] = {0,   /* field[0] = actionid */3,   /* field[3] = msgcontent */1,   /* field[1] = msgidx */2,   /* field[2] = msgsize */
};
static const ProtobufCIntRange devicemsg__number_ranges[1 + 1] =
{{ 1, 0 },{ 0, 4 }
};
const ProtobufCMessageDescriptor devicemsg__descriptor =
{PROTOBUF_C__MESSAGE_DESCRIPTOR_MAGIC,"devicemsg","Devicemsg","Devicemsg","",sizeof(Devicemsg),4,devicemsg__field_descriptors,devicemsg__field_indices_by_name,1,  devicemsg__number_ranges,(ProtobufCMessageInit) devicemsg__init,NULL,NULL,NULL    /* reserved[123] */
};

devicemsg__pack中用到devicemsg__descriptor 的字段即可还原出来message

重点关注
magic，一般为0x28AAEEF9
message结构名字
n_fields，关系到原始的message结构内有几条记录、
fields，这个指向message内所有记录类型组成的一个数组，可以借此逆向分析message结构。const ProtobufCMessageDescriptor devicemsg__descriptor =
{PROTOBUF_C__MESSAGE_DESCRIPTOR_MAGIC, magic，      一般为0x28AAEEF9"devicemsg",             message结构名字"Devicemsg","Devicemsg","",sizeof(Devicemsg),4,               n_fields，关系到原始的message结构内有几条记录、devicemsg__field_descriptors, fields，       这个指向message内所有记录类型组成的一个数组，可以借此逆向分析message结构。devicemsg__field_indices_by_name,1,  devicemsg__number_ranges,(ProtobufCMessageInit) devicemsg__init,NULL,NULL,NULL    /* reserved[123] */
};重点关注
name，名字，变量名
id，序号，即在message结构体中的顺序（等价于位置）
label，前面标记的required等
type，数据类型，string还是int64等
label和type都是枚举类型，占4个字节。可以查，但一般名字就能看出来了
static const ProtobufCFieldDescriptor devicemsg__field_descriptors[4] =
{{"actionid",           name，名字，变量名1,             id，序号，即在message结构体中的顺序（等价于位置）PROTOBUF_C_LABEL_REQUIRED,Devicemsg          label，前面标记的required等PROTOBUF_C_TYPE_SINT64,  type，数据类型，string还是int64等0,   /* quantifier_offset */offsetof(Devicemsg, actionid),NULL,NULL,0,             /* flags */0,NULL,NULL    /* reserved1,reserved2, etc */},{"msgidx",2,PROTOBUF_C_LABEL_REQUIRED,PROTOBUF_C_TYPE_SINT64,0,   /* quantifier_offset */offsetof(Devicemsg, msgidx),NULL,NULL,0,             /* flags */0,NULL,NULL    /* reserved1,reserved2, etc */},{"msgsize",3,PROTOBUF_C_LABEL_REQUIRED,PROTOBUF_C_TYPE_SINT64,0,   /* quantifier_offset */offsetof(Devicemsg, msgsize),NULL,NULL,0,             /* flags */0,NULL,NULL    /* reserved1,reserved2, etc */},{"msgcontent",4,PROTOBUF_C_LABEL_REQUIRED,PROTOBUF_C_TYPE_BYTES,0,   /* quantifier_offset */offsetof(Devicemsg, msgcontent),NULL,NULL,0,             /* flags */0,NULL,NULL    /* reserved1,reserved2, etc */},
};
/* Generated by the protocol buffer compiler.  DO NOT EDIT! */
/* Generated from: devicemsg.proto */#ifndef PROTOBUF_C_devicemsg_2eproto__INCLUDED
#define PROTOBUF_C_devicemsg_2eproto__INCLUDED#include <protobuf-c/protobuf-c.h>PROTOBUF_C__BEGIN_DECLS#if PROTOBUF_C_VERSION_NUMBER < 1000000
# error This file was generated by a newer version of protoc-c which is incompatible with your libprotobuf-c headers. Please update your headers.
#elif 1004001 < PROTOBUF_C_MIN_COMPILER_VERSION
# error This file was generated by an older version of protoc-c which is incompatible with your libprotobuf-c headers. Please regenerate this file with a newer version of protoc-c.
#endiftypedef struct Devicemsg Devicemsg;/* --- enums --- *//* --- messages --- */struct  Devicemsg
{ProtobufCMessage base;int64_t actionid;int64_t msgidx;int64_t msgsize;ProtobufCBinaryData msgcontent;
};
#define DEVICEMSG__INIT \{ PROTOBUF_C_MESSAGE_INIT (&devicemsg__descriptor) \, 0, 0, 0, {0,NULL} }/* Devicemsg methods */
void   devicemsg__init(Devicemsg         *message);
size_t devicemsg__get_packed_size(const Devicemsg   *message);
size_t devicemsg__pack(const Devicemsg   *message,uint8_t             *out);
size_t devicemsg__pack_to_buffer(const Devicemsg   *message,ProtobufCBuffer     *buffer);
Devicemsg *devicemsg__unpack(ProtobufCAllocator  *allocator,size_t               len,const uint8_t       *data);
void   devicemsg__free_unpacked(Devicemsg *message,ProtobufCAllocator *allocator);
/* --- per-message closures --- */typedef void (*Devicemsg_Closure)(const Devicemsg *message,void *closure_data);/* --- services --- *//* --- descriptors --- */extern const ProtobufCMessageDescriptor devicemsg__descriptor;PROTOBUF_C__END_DECLS#endif  /* PROTOBUF_C_devicemsg_2eproto__INCLUDED */

ida中解包

func(*(v4 + 3), *(v4 + 4), *(v4 + 5), *(v4 + 6), *(v4 + 7));
v4是解包后返回的message的地址，这里有两个问题：为什么是从+3开始？（v4为QWORD指针）
为什么从v4里面拉出来了五个参数？struct  Devicemsg
{ProtobufCMessage base;	//占24个字节，固定数据存放关键信息int64_t actionid;int64_t msgidx;int64_t msgsize;ProtobufCBinaryData msgcontent;
};struct ProtobufCMessage {/** The descriptor for this message type. */const ProtobufCMessageDescriptor	*descriptor;/** The number of elements in `unknown_fields`. */unsigned				n_unknown_fields;  8个字节/** The fields that weren't recognized by the parser. */ProtobufCMessageUnknownField		*unknown_fields;
};struct ProtobufCBinaryData {size_t	len;        /**< Number of bytes in the `data` field. */ 8个字节uint8_t	*data;      /**< Data bytes. */ 被当做8个字节
};前十六个字节给了base，用来存放一些关键信息bytes类型，转化为c语言结构时会变成一个结构体，里面存放长度和内容指针。IDA由于没有内置相关结构信息，将其当做八字节数组进行解析，因此会产生一个有5个记录的错觉，实际上后两个参数是同一个记录内置的两条记录。

打包解题

protoc --python_out=. devicemsg.proto
之后在exp中将其import进去，利用其中的devicemsg()函数（取决于定义的message的名字）创建类型，利用SerializeToString()函数生成字节流。

1. 定义.proto文件

创建一个.proto文件来定义你的数据结构。例如，创建一个person.proto文件：

syntax = "proto3";package tutorial;message Person {string name = 1;int32 id = 2;string email = 3;
}message AddressBook {repeated Person people = 1;
}

2. 生成Python代码

使用protoc编译器根据.proto文件生成Python代码：

protoc --python_out=. person.proto

这将在当前目录下生成一个person_pb2.py文件，包含了Python类，用于序列化和反序列化protobuf消息。

3. 使用生成的Python代码

现在可以在Python程序中使用这些类来序列化和反序列化数据了：

import person_pb2# 创建一个Person对象
person = person_pb2.Person()
person.id = 1234
person.name = "John Doe"
person.email = "jdoe@example.com"# 序列化到字节串
data = person.SerializeToString()# 反序列化回Person对象
new_person = person_pb2.Person()
new_person.ParseFromString(data)print("Name:", new_person.name)
print("Id:", new_person.id)
print("Email:", new_person.email)

通过这种方式，你可以方便地在Python应用中使用protobuf进行高效的结构化数据处理。

这篇关于Protobuf（基本使用和IDA中的protobuf解包逆向识别和重新利用）的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！


http://www.chinasem.cn/article/989866。

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