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Was sind Linux-Binärdateien?
- 青灯夜游Original
- 2023-04-18 14:06:292667Durchsuche
Unter Linux bezieht sich eine Binärdatei auf eine Datei, die benannt wird, nachdem die Datei im Binärformat auf dem externen Gerät gespeichert ist. Die Kodierung von Binärdateien hat eine variable Länge und die flexible Nutzungsrate ist hoch, die Dekodierung ist jedoch schwieriger und die verschiedenen Dekodierungsmethoden für Binärdateien sind unterschiedlich. Ausführbare Dateien unter Linux (Skripte, Text-Batch-Dateien werden nicht gezählt) liegen im Binärformat vor.
Die Betriebsumgebung dieses Tutorials: Linux7.3-System, Dell G3-Computer.
Was sind Binärdateien? Das erste Attribut ist [-], zum Beispiel [-rwxrwxrwx]. Darüber hinaus kann die Datei je nach Inhalt grob unterteilt werden in:
1: Dies ist der häufigste Dateityp In Unix-Systemen wird es als reine Textdatei bezeichnet, da der Inhalt direkt gelesen werden kann, z. B. Zahlen, Buchstaben usw. Einstellungsdateien gehören fast immer zu diesem Dateityp. Verwenden Sie beispielsweise den Befehl „cat ~/.bashrc“, um den Inhalt der Datei anzuzeigen (cat liest den Inhalt der Datei).- 2. Das System erkennt eigentlich nur Binärdateien und kann diese ausführen. Ausführbare Dateien unter Linux (Skripte, Text-Batch-Dateien werden nicht gezählt) haben dieses Format. Beispielsweise ist der Befehl cat eine Binärdatei.
- Binärdateien im weitesten Sinne beziehen sich auf Dateien, die nach der Speicherung der Dateien im Binärformat auf externen Geräten benannt sind. Binärdateien im engeren Sinne sind Dateien, die keine Textdateien sind. Eine Textdatei ist eine Computerdatei, die aus vielen Zeichenzeilen besteht. In Computersystemen gibt es Textdateien, und in der Regel wird in der letzten Zeile der Textdatei eine Dateiendemarkierung angebracht. Die Kodierung von Textdateien basiert auf Zeichen fester Länge, und die Dekodierung ist relativ einfach; die Kodierung von Binärdateien ist variabel und die flexible Auslastungsrate ist hoch, aber die Dekodierung ist schwieriger und verschiedene Binärdateien weisen unterschiedliche Dekodierungen auf Methoden.
3. Datenformatdateien (Daten): Einige Programme lesen während des Betriebs Dateien in bestimmten Formaten. Die Datei kann als Daten bezeichnet werden Datei. Wenn sich beispielsweise ein Benutzer anmeldet, zeichnet Linux die Anmeldedaten in der Datei /var/log/wtmp auf. Bei dieser Datei handelt es sich um eine Datendatei, die über den letzten Befehl ausgelesen werden kann. Bei Verwendung von cat liest das Linux-System jedoch verstümmelte Zeichen. Weil es sich um eine Datei in einem speziellen Format handelt. - 10 Möglichkeiten, Binärdateien unter Linux zu analysieren
„Es gibt 10 Arten von Menschen auf dieser Welt : Leute, die Binärdateien verstehen, und Leute, die Binärdateien nicht verstehen. „
Wir beschäftigen uns jeden Tag mit Binärdateien, wissen aber sehr wenig über Binärdateien. Mit Binärdateien meine ich die ausführbaren Dateien, die Sie täglich ausführen, von Befehlszeilentools bis hin zu vollständigen Anwendungen. Linux bietet eine Vielzahl von Tools, die die Analyse von Binärdateien zum Kinderspiel machen. Unabhängig von Ihrer beruflichen Rolle hilft Ihnen die Kenntnis der Grundlagen dieser Tools, wenn Sie unter Linux arbeiten, Ihr System besser zu verstehen. In diesem Artikel stellen wir einige der beliebtesten Linux-Tools und -Befehle vor, von denen die meisten Teil von Linux-Distributionen sind. Wenn sie nicht gefunden werden, können Sie sie jederzeit mit Ihrem Paketmanager installieren und erkunden. Denken Sie daran: Zu lernen, das richtige Werkzeug für die richtige Situation zu verwenden, erfordert viel Geduld und Übung. DateiWas es bewirkt: Hilft bei der Bestimmung des Dateityps.
Dies wird Ihr Ausgangspunkt für die binäre Analyse sein. Wir beschäftigen uns jeden Tag mit Dateien, und nicht alle Dateien sind ausführbare Typen. Darüber hinaus gibt es verschiedene Dateitypen. Bevor Sie beginnen, müssen Sie den Dateityp kennen, den Sie analysieren möchten. Handelt es sich um eine Binärdatei, Bibliotheksdatei, ASCII-Textdatei, Videodatei, Bilddatei, PDF, Datendatei usw.? Mit dem Befehlkönnen Sie den Dateityp bestimmen, mit dem Sie arbeiten.
$ file /bin/ls /bin/ls: ELF 64-bit LSB executable, x86-64, version 1 (SYSV), dynamically linked (uses shared libs), for GNU/Linux 2.6.32, BuildID[sha1]=94943a89d17e9d373b2794dcb1f7e38c95b66c86, stripped $ $ file /etc/passwd /etc/passwd: ASCII text $
fileldd
它的作用：打印共享对象依赖关系。
如果你已经在一个可执行的二进制文件上使用了上面的 file 命令，你肯定会看到输出中的“ 动态链接(dynamically linked)”信息。它是什么意思呢？
在开发软件的时候，我们尽量不要重造轮子。有一组常见的任务是大多数软件程序需要的，比如打印输出或从标准输入/打开的文件中读取等。所有这些常见的任务都被抽象成一组通用的函数，然后每个人都可以使用，而不是写出自己的变体。这些常用的函数被放在一个叫 libc 或 glibc 的库中。
如何找到可执行程序所依赖的库？这就是 ldd 命令的作用了。对动态链接的二进制文件运行该命令会显示出所有依赖库和它们的路径。
$ ldd /bin/ls
linux-vdso.so.1 => (0x00007ffef5ba1000)
libselinux.so.1 => /lib64/libselinux.so.1 (0x00007fea9f854000)
libcap.so.2 => /lib64/libcap.so.2 (0x00007fea9f64f000)
libacl.so.1 => /lib64/libacl.so.1 (0x00007fea9f446000)
libc.so.6 => /lib64/libc.so.6 (0x00007fea9f079000)
libpcre.so.1 => /lib64/libpcre.so.1 (0x00007fea9ee17000)
libdl.so.2 => /lib64/libdl.so.2 (0x00007fea9ec13000)
/lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00007fea9fa7b000)
libattr.so.1 => /lib64/libattr.so.1 (0x00007fea9ea0e000)
libpthread.so.0 => /lib64/libpthread.so.0 (0x00007fea9e7f2000)
$ltrace
它的作用：库调用跟踪器。
我们现在知道如何使用 ldd 命令找到一个可执行程序所依赖的库。然而，一个库可以包含数百个函数。在这几百个函数中，哪些是我们的二进制程序正在使用的实际函数？
ltrace 命令可以显示运行时从库中调用的所有函数。在下面的例子中，你可以看到被调用的函数名称，以及传递给该函数的参数。你也可以在输出的最右边看到这些函数返回的内容。
$ ltrace ls
__libc_start_main(0x4028c0, 1, 0x7ffd94023b88, 0x412950 <unfinished ...>
strrchr("ls", '/') = nil
setlocale(LC_ALL, "") = "en_US.UTF-8"
bindtextdomain("coreutils", "/usr/share/locale") = "/usr/share/locale"
textdomain("coreutils") = "coreutils"
__cxa_atexit(0x40a930, 0, 0, 0x736c6974756572) = 0
isatty(1) = 1
getenv("QUOTING_STYLE") = nil
getenv("COLUMNS") = nil
ioctl(1, 21523, 0x7ffd94023a50) = 0
<< snip >>
fflush(0x7ff7baae61c0) = 0
fclose(0x7ff7baae61c0) = 0
+++ exited (status 0) +++
$hexdump
它的作用：以 ASCII、十进制、十六进制或八进制显示文件内容。
通常情况下，当你用一个应用程序打开一个文件，而它不知道如何处理该文件时，就会出现这种情况。尝试用 vim 打开一个可执行文件或视频文件，你屏幕上会看到的只是抛出的乱码。
在 hexdump 中打开未知文件，可以帮助你看到文件的具体内容。你也可以选择使用一些命令行选项来查看用 ASCII 表示的文件数据。这可能会帮助你了解到它是什么类型的文件。
$ hexdump -C /bin/ls | head
00000000 7f 45 4c 46 02 01 01 00 00 00 00 00 00 00 00 00 |.ELF............|
00000010 02 00 3e 00 01 00 00 00 d4 42 40 00 00 00 00 00 |..>......B@.....|
00000020 40 00 00 00 00 00 00 00 f0 c3 01 00 00 00 00 00 |@...............|
00000030 00 00 00 00 40 00 38 00 09 00 40 00 1f 00 1e 00 |....@.8...@.....|
00000040 06 00 00 00 05 00 00 00 40 00 00 00 00 00 00 00 |........@.......|
00000050 40 00 40 00 00 00 00 00 40 00 40 00 00 00 00 00 |@.@.....@.@.....|
00000060 f8 01 00 00 00 00 00 00 f8 01 00 00 00 00 00 00 |................|
00000070 08 00 00 00 00 00 00 00 03 00 00 00 04 00 00 00 |................|
00000080 38 02 00 00 00 00 00 00 38 02 40 00 00 00 00 00 |8.......8.@.....|
00000090 38 02 40 00 00 00 00 00 1c 00 00 00 00 00 00 00 |8.@.............|
$strings
它的作用：打印文件中的可打印字符的字符串。
如果你只是在二进制中寻找可打印的字符，那么 hexdump 对于你的使用场景来说似乎有点矫枉过正，你可以使用 strings 命令。
在开发软件的时候，各种文本/ASCII 信息会被添加到其中，比如打印信息、调试信息、帮助信息、错误等。只要这些信息都存在于二进制文件中，就可以用 strings 命令将其转储到屏幕上。
$ strings /bin/lsreadelf
它的作用：显示有关 ELF 文件的信息。
ELF（ 可执行和可链接文件格式(Executable and Linkable File Format)）是可执行文件或二进制文件的主流格式，不仅是 Linux 系统，也是各种 UNIX 系统的主流文件格式。如果你已经使用了像 file 命令这样的工具，它告诉你文件是 ELF 格式，那么下一步就是使用 readelf 命令和它的各种选项来进一步分析文件。
在使用 readelf 命令时，有一份实际的 ELF 规范的参考是非常有用的。你可以在这里找到该规范。
$ readelf -h /bin/ls
ELF Header:
Magic: 7f 45 4c 46 02 01 01 00 00 00 00 00 00 00 00 00
Class: ELF64
Data: 2's complement, little endian
Version: 1 (current)
OS/ABI: UNIX - System V
ABI Version: 0
Type: EXEC (Executable file)
Machine: Advanced Micro Devices X86-64
Version: 0x1
Entry point address: 0x4042d4
Start of program headers: 64 (bytes into file)
Start of section headers: 115696 (bytes into file)
Flags: 0x0
Size of this header: 64 (bytes)
Size of program headers: 56 (bytes)
Number of program headers: 9
Size of section headers: 64 (bytes)
Number of section headers: 31
Section header string table index: 30
$objdump
它的作用：从对象文件中显示信息。
二进制文件是通过你编写的源码创建的，这些源码会通过一个叫做编译器的工具进行编译。这个编译器会生成相对于源代码的机器语言指令，然后由 CPU 执行特定的任务。这些机器语言代码可以通过被称为汇编语言的助记词来解读。汇编语言是一组指令，它可以帮助你理解由程序所进行并最终在 CPU 上执行的操作。
objdump 实用程序读取二进制或可执行文件，并将汇编语言指令转储到屏幕上。汇编语言知识对于理解 objdump 命令的输出至关重要。
请记住：汇编语言是特定于体系结构的。
$ objdump -d /bin/ls | head
/bin/ls: file format elf64-x86-64
Disassembly of section .init:
0000000000402150 <_init@@Base>:
402150: 48 83 ec 08 sub $0x8,%rsp
402154: 48 8b 05 6d 8e 21 00 mov 0x218e6d(%rip),%rax # 61afc8 <__gmon_start__>
40215b: 48 85 c0 test %rax,%rax
$strace
它的作用：跟踪系统调用和信号。
如果你用过前面提到的 ltrace，那就把 strace 想成是类似的。唯一的区别是，strace 工具不是追踪调用的库，而是追踪系统调用。系统调用是你与内核对接来完成工作的。
举个例子，如果你想把一些东西打印到屏幕上，你会使用标准库 libc 中的 printf 或 puts 函数；但是，在底层，最终会有一个名为 write 的系统调用来实际把东西打印到屏幕上。
$ strace -f /bin/ls
execve("/bin/ls", ["/bin/ls"], [/* 17 vars */]) = 0
brk(NULL) = 0x686000
mmap(NULL, 4096, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE|MAP_ANONYMOUS, -1, 0) = 0x7f967956a000
access("/etc/ld.so.preload", R_OK) = -1 ENOENT (No such file or directory)
open("/etc/ld.so.cache", O_RDONLY|O_CLOEXEC) = 3
fstat(3, {st_mode=S_IFREG|0644, st_size=40661, ...}) = 0
mmap(NULL, 40661, PROT_READ, MAP_PRIVATE, 3, 0) = 0x7f9679560000
close(3) = 0
<< snip >>
fstat(1, {st_mode=S_IFCHR|0620, st_rdev=makedev(136, 1), ...}) = 0
mmap(NULL, 4096, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE|MAP_ANONYMOUS, -1, 0) = 0x7f9679569000
write(1, "R2 RH\n", 7R2 RH
) = 7
close(1) = 0
munmap(0x7f9679569000, 4096) = 0
close(2) = 0
exit_group(0) = ?
+++ exited with 0 +++
$nm
它的作用：列出对象文件中的符号。
如果你所使用的二进制文件没有被剥离，nm 命令将为你提供在编译过程中嵌入到二进制文件中的有价值的信息。nm 可以帮助你从二进制文件中识别变量和函数。你可以想象一下，如果你无法访问二进制文件的源代码时，这将是多么有用。
为了展示 nm，我们快速编写了一个小程序，用 -g 选项编译，我们会看到这个二进制文件没有被剥离。
$ cat hello.c
#include <stdio.h>
int main() {
printf("Hello world!");
return 0;
}
$
$ gcc -g hello.c -o hello
$
$ file hello
hello: ELF 64-bit LSB executable, x86-64, version 1 (SYSV), dynamically linked (uses shared libs), for GNU/Linux 2.6.32, BuildID[sha1]=3de46c8efb98bce4ad525d3328121568ba3d8a5d, not stripped
$
$ ./hello
Hello world!$
$
$ nm hello | tail
0000000000600e20 d __JCR_END__
0000000000600e20 d __JCR_LIST__
00000000004005b0 T __libc_csu_fini
0000000000400540 T __libc_csu_init
U __libc_start_main@@GLIBC_2.2.5
000000000040051d T main
U printf@@GLIBC_2.2.5
0000000000400490 t register_tm_clones
0000000000400430 T _start
0000000000601030 D __TMC_END__
$gdb
它的作用：GNU 调试器。
好吧，不是所有的二进制文件中的东西都可以进行静态分析。我们确实执行了一些运行二进制文件（进行分析）的命令，比如 ltrace 和 strace；然而，软件由各种条件组成，这些条件可能会导致执行不同的替代路径。
分析这些路径的唯一方法是在运行时环境，在任何给定的位置停止或暂停程序，并能够分析信息，然后再往下执行。
这就是调试器的作用，在 Linux 上，gdb 就是调试器的事实标准。它可以帮助你加载程序，在特定的地方设置断点，分析内存和 CPU 的寄存器，以及更多的功能。它是对上面提到的其他工具的补充，可以让你做更多的运行时分析。
有一点需要注意的是，一旦你使用 gdb 加载一个程序，你会看到它自己的 (gdb) 提示符。所有进一步的命令都将在这个 gdb 命令提示符中运行，直到你退出。
我们将使用我们之前编译的 hello 程序，使用 gdb 来看看它的工作原理。
$ gdb -q ./hello
Reading symbols from /home/flash/hello...done.
(gdb) break main
Breakpoint 1 at 0x400521: file hello.c, line 4.
(gdb) info break
Num Type Disp Enb Address What
1 breakpoint keep y 0x0000000000400521 in main at hello.c:4
(gdb) run
Starting program: /home/flash/./hello
Breakpoint 1, main () at hello.c:4
4 printf("Hello world!");
Missing separate debuginfos, use: debuginfo-install glibc-2.17-260.el7_6.6.x86_64
(gdb) bt
#0 main () at hello.c:4
(gdb) c
Continuing.
Hello world![Inferior 1 (process 29620) exited normally]
(gdb) q
$
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