打造简单的调试器

本文转自：http://www.freebuf.com/sectool/92279.html

0×1 概述

在Fuzzing过程中，必须要监控程序的执行状态，若程序发生异常，立即保存测试用例，以便将来对其进行重现。监控器的作用就是监控程序的执行，如果程序有异常时通知给Fuzzing主线程。

目前Fuzzing工具各种各样，监控器也有很多种，但大多都是以调试器的方式实现。一个简单的监控器是这样实现的：

（一）以调试模式启动进程，为目标进程开启调试端口，可使用参数DEBUG_ONLY_THIS_PROCESS，意为只调试本进程，更多说明请参照MSDN。

（二）等待调试事件，当进程内部发生调试事件时，通过调试端口向调试器发送事件。调试事件不仅仅指异常事件，创建进程、线程、加载库这些都是调试事件，异常事件是EXCEPTION_DEBUG_EVENT。

（三）处理调试事件，对应不同的调试事件，可作不同处理，若不感兴趣，可通过ContinueDebugEvent来忽略。调试器可对目标进程的操作具有较高的权限，可自由读取、修改目标进程的寄存器、内存信息，我们所使用最多的调试器，像Windbg、VCDebugger、OllyDbg等，也是从这些简单的函数实现而成的。

一个简单的HelloWorld例子位于codeproject，对这方面不太了解的朋友可以下载看看。

0×2 不同的调试器接口

当然，在实际工程中，我们没必要都从hello world开始写起，有很多的调试器接口已经被完善，方便我们直接调用，接下来随便举几个常见调试器的例子。

（1）ImmLib

一个集成在Immunity Debugger的Python库，但仅能在Immunity Debugger中调用。若写Immunity Debugger的插件时，将是不错的选择。

（2）vtrace

Vtrace是一款支持不同平台的调试器，同样也是使用Python编写而成。

（3）OllyPython

OllyPython使用Python编写而成，是OllyDbg的插件，也仅能在OD内使用。

（4）PyDbg

大家对PyDbg应该都很熟悉，在python灰帽子里有大幅的介绍与应用，但仅能用兼容Python2.4和2.5。

（5）PyDbgEng

PyDbgEng与Windbg集成实现而成，且支持强大的内核调试功能。

（6）WinAppDbg

功能比较强大的调试器，与PydbgEng相似，但采用纯原生Win32 API实现而成，不依赖于任何调试器。

（7）PyDbgExt

与PyDbgEng相反，PyDbgEng是通过Python实例化调试器引擎，而它是在调试器中添加Python解释器，在Windbg中使用。

（8）pygdb

Pygdb是一个简单的GNU调试器的封装，提供GTK的接口，可在Linux与OSX下运行。

（9）PyKd

PyKd有点像将PyDbgEng与PyDbgExt混合到一起，可在调试器中调用，也可独立使用，有较大潜力的调试器。

（10）PyMem

PyMem是使用Python编写的Windows上的一个内存插装库。

（11）python-ptrace

python-ptrace调用ptrace实现而成，仅能在POSIX系统上运行，如BSD、Linux。

（12）PythonGdb

PythonGdb 是一个嵌入到GDB中的一个Python解释器。

（13）Radare

Radare是一个控制台程序，支持多平台的反汇编、调试框架。

（14）Universal Hooker (uhooker)

Uhooker实现了函数Hook的Python库，但较长时间未更新。

0×3、实现自己的调试监控器

介绍了这么多的调试器接口，有轻量级的、有支持内核调试的、有支持Linux的、有内嵌到调试器中的，总有一款适合你的实际需要。使用它们也非常简单，只需要基本的编程知识即可。一般实现过程都是实例化一个调试器，然后启动目标进程，并开启事件来监听，如果发生异常，事件被激活，处理调试事件即可。

给我印象比较深刻的是Peach的监控器，它通过Pit的配置后，启动一个本地或远程的Agent的，然后由Agent来监控目标进程的异常情况。当发生异常后，除了保存样本操作外，还会生成StackTrace，记录寄存器、调用栈，调用MSEC生成可利用性的报告，并根据exploitable提供的信息命名、分类、去重。基本上对后期分析有点价值的信息都被记录了，是一种比较好的方案。理所当然，重用它的代码就行。

Peach的结构很简单，通过Peach.py调用engine.run，在run中进行一系列初始化后，调用_runTest开始测试。创建了一个agent的实例用来监控目标程序，创建了一个watcher的实例用来记录异常信息。

Debugger.py中包含了两个调试器接口类，一个是WindowsDebugEngine，用来与Windbg交互，支持Windows操作系统，另一个是UnixDebugger，使用Vtrace实现而成，支持POSIX系统。POSIX系统暂时不感兴趣，把这部分代码先删除掉。

WindowsDebugEngine的构造函数中，首先对从pit文件中传进来的参数进行解析，这部分代码也不需要，删除修改。然后调用_StartDebugger来启动调试器，开启WindowsDebugEngineProcess_run的线程，调用PyDbgEng.ProcessCreator或PyDbgEng.ProcessAttacher来启动或附着到目标进程上，并注册调试事件处理器_DbgEventHandler，当异常事件发生后，在_DbgEventHandler中输出寄存器、调用栈、exploitable信息。

对这个流程理解后，修改它就只是简单的工程了，添加了一个新类DebuggerMonitor作为代理，来处理用户的参数与DebugEngine之间的交互。

使用起来很简单，这是一个简单例子：

运行结果如下，看到了很舒服的命名方式：

StackTrace中保存的内容如下：

DebuggerMonitor类的构造函数接受两个参数，分别是启动程序的命令行，及保存异常信息的目录。通过调用getLogDir来得到当前异常信息保存的目录，方便用户保存测试用例。

在使用前需要四个依赖模块，分别是psutils、comtypes、pywin32、pydbgengine。

下一步工作：还需要添加PageHeap的支持、添加服务、内核等监控接口，读者若需要可自行添加。