保卫萝卜PC版内存修改器分析、制作过程

0x00 前言

近期在 52 上看到一位大佬分享了基于 Cheat Engine保卫萝卜破解教程 ,欲初探一下逆向知识,并锻炼 Win32 编程技能,故有此篇。

文章尽可能详细记录了各个过程,既是自己学习路上的一点经验记录,又是一篇简单教程,期望能对一些像我一样的入门小白有所帮助。

0x01 游戏内存分析

(这一部分我写得详细些方便小白入门,大佬可跳过)

首先运行游戏,然后打开 CE - 打开 LuoBo.exe ,点击 Attach debugger to process 附加调试器,然后随便开一个关卡,把游戏暂停。

我们看到游戏中的金币数量是 450 。因此在右侧,填入当前金币数 450 ,并使用 First Scan 进行初次扫描。可以看到出现了一大堆地址。

接下来种一个炮塔,让金币发生变化,然后暂停游戏,此时金币值是 350。点击 Next Scan 筛选出变化后的金币值。

看到左侧列表中只有一个内存地址了,我们先右键把它加入地址列表。

因为当前获取到的是金币的动态地址,每次打开游戏,这个值都是变化的,无法制作成修改器。所以下面我们来寻找基址(手动),通过静态的指针实现对这个内存区域的稳定访问。

对金币的内存地址右键-Find Out what accesses this address,然后继续游戏,打一个怪。这时暂停游戏,可以发现窗口中出现了一些汇编指令。

很明显,这个 add 指令就是用于增加金币的,而且金币的地址是 esi+0x74 。我们往下拉一下,可以看到 esi 的地址。我们把它选中复制下来。

回到 CE 主窗口,点一下 New Scan ,勾选 Hex 复选框,把刚才复制的粘贴进去,点击 First Scan 开始新的扫描。

可以看到,左边的地址中出现了相应结果。好消息是,列表中出现了绿色字样的 Luobo.exe+105E68 ,这表明这是个静态地址,至此,金币基址的寻找工作告一段落。

接下来我们手动添加指针,尝试访问金币所在的内存区域,作为验证。

点击右下方 Add Address Manaually 按钮-勾选 Pointer ,在最下方填入 Luobo.exe+105E68 ,倒数第二个框填写偏移量 74,观察到最上方的内存地址中,运算出的值为 364,恰好为金币数,说明没有问题。(有兴趣可以退掉游戏重开下,发现该指针仍可以访问到金币,而之前的动态地址不行)

按照前文提到的大佬的分析,金币是有校验的。我们需要破坏这个校验,防止程序闪退。第一步还是需要找到校验指令所在内存区域的基址。

在小窗口中选中 add 指令,点击右侧 Show disassembler 查看汇编与内存。

可以发现,金币在增加之后,有如下一段指令:

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mov eax,[esi+74]
dec eax
mov [esi+000000EC],eax

在其他金币减少的过程中,这段指令也出现,所以高度怀疑是验证代码。

上述代码实现了这样的功能:

  1. 把金币的数量([esi+74])存入 eax
  2. 使用 dec 指令使得 eax 减一
  3. eax 的值存入 [esi+0xEC]

可见,检测的机制大致就是比较两个地址上的金币相差是否为1.

所以接下来,只需要对 [esi+0xEC] 查访问就行了。

在主窗口下方,将金币的指针复制一份,把偏移量改成 EC,右键查访问,选择 Find what accesss the address pointed at by this pointer ,接着再随意打怪或者升级下炮塔,然后暂停游戏。

从图中可以发现有 mov 指令把这个校验值读取到了 ecx,选中这条指令,与之前相似,在右侧点击“查看汇编”按钮。

汇编有如下指令:

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mov ecx,[esi+000000EC]
mov eax,00000001
add ecx,eax
cmp ecx,[esi+74]
je Luobo.exe+245F2

这些代码实现的是“将校验值加一之后与金币值比较,如果相等则跳转到 Luobo.exe+245F2”。(对应操作码:0x74 0x70

我们双击 je 所在的那一行指令,将指令改为 jmp 即可实现无条件跳转。(对应操作码:0xEB 0x70

至此,金币修改就完全被破解了。随意修改金币,都不会造成游戏闪退。

这里,我们留意记下这条 je 指令的静态地址为 Luobo.exe+24580 ,为后续编写内存修改器做准备。

0x02 修改器程序流程构建

总体思路

flowchart LR
START(开始) --> READ[打开进程并读取] --> MODIFY[修改内存] --> END(结束)

具体一点点

和函数名做一个对应。

flowchart TD
	START("开始")
    END("释放资源
结束程序") subgraph FIND[" "] B0[["查找进程"]] B0 -.- B1 B0 -.- B2 B1["findWindow();"] B2["getPID();"] end subgraph ACCESS[" "] C0[["访问并读取"]] C0 -.- C1 C0 -.- C2 C1["openProcess();"] C2["getAddress();"] end subgraph MOD[" "] D0[["修改内存"]] D0 -.- D1 D0 -.- D2 D2 --> D3 --> D4 --> D5 D1["modifyJumpCheck();"] D2[/"金币修改循环
loopContinueFlag=TRUE"\] D3["modifyCoinNum();"] D4["Sleep();"] D5[\"金币修改循环"/] end START ==> FIND ==> ACCESS ==> MOD D5 --> END

0x03 修改器代码实现

(模块化叙述,可能有不准确之处,具体代码见开源工程)

CMakeLists

管理项目的 CMakeLists.txt

比较重要的是添加上 UAC 权限的请求。

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cmake_minimum_required(VERSION 3.23)
project(LuoBo_Mod C)
add_executable(LuoBo_Mod main.c)

# 添加UAC请求管理员权限
set_target_properties(LuoBo_Mod PROPERTIES LINK_FLAGS " /MANIFESTUAC:\"level='requireAdministrator' uiAccess='false'\" ")

Headers

普普通通头文件,win32编程的必备。

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#include <windows.h>
#include <psapi.h>
#include "print.h"

查找窗体

先来个全局变量用于储存句柄信息:

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HWND hwnd;

然后开始查找游戏窗体,以便后续获取 PID

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void findWindow(void)
{
hwnd = FindWindow(NULL, "保卫萝卜Beta");
if (hwnd == NULL)
{
printf("无法获取窗口句柄,请检查进程是否存在! Code: %lu\n", GetLastError());
exit(0);
}
}

上面的代码加入了判断,如果不存在就报错。

获取PID

拿到句柄以后,可以据此来找到 PID ,方便后续访问进程。

还是来个全局变量储存下 PID

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DWORD pid;

接下来是函数:

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void getPID(void)
{
GetWindowThreadProcessId(hwnd, &pid); // 获取 pid
if (pid == 0)
{
printf("无法获取PID! Code: %lu\n", GetLastError());
exit(0);
}
printf("PID: %lu\n", pid);
}

访问进程

接下来根据 PID 去访问进程,先定义个全局变量:

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HANDLE hProcess;

接下来编写对应函数:

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void openProcess(void)
{
hProcess = OpenProcess(PROCESS_VM_READ | PROCESS_QUERY_INFORMATION | PROCESS_VM_WRITE | PROCESS_VM_OPERATION, FALSE, pid);
if (hProcess == NULL)
{
printf("无法获取句柄ID! Code: %lu\n", GetLastError());
exit(0);
}
printf("hProcess ID: %lu\n", (unsigned long) hProcess);
}

值得注意的是,在调用 OpenProcess 函数时,传入参数中 dwDesiredAccess 项需要添加 PROCESS_QUERY_INFORMATION ,否则虽然在 Windown10 上测试正常,但在 Windows7 上会出现 ErrorCode: 5 错误,即“拒绝访问”。

其它信息可参考官方文档:process access rights

内存地址获取与计算

打开进程后,需要进行内存地址读取计算。

模块基址

前文提到的地址都是 Luobo.exe+XXXXX 形式,但实际使用中,我们并不知道 Luobo.exe 的内存地址,因此第一步就是获取模块基址。

先定义一个结构体用来保存信息:

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struct
{
DWORD moduleBase;
DWORD module;
DWORD coinNumBase;
DWORD coinCheckBase;
DWORD jumpCheckBase;
} Address;

获取模块基址的方法很多,这里主要用到 EnumProcessModulesEx 函数,读取出来就是 CE 中的 Luobo.exe ,是一个指针。

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...
HMODULE hModule[128] = {0};
DWORD dwRet = 0;
int bRet = EnumProcessModulesEx(hProcess, (HMODULE *) (hModule), sizeof(hModule), &dwRet, LIST_MODULES_ALL);
if (bRet == 0)
{
printf("EnumProcessModules Failed. Code: %lu\n", GetLastError());
exit(0);
}

Address.moduleBase = (DWORD) hModule[0]; // 数组首元素即基地址
...
各变量基址

金币基址获取如下。注意,金币的基址本身是一个指针,其值(即金币变量所在的地址)为 Luobo.exe+0x105E68 所指向的内容加上 0x74

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...
ReadProcessMemory(hProcess, (LPCVOID) (Address.moduleBase + 0x105E68), &Address.coinNumBase, 4, NULL);
Address.coinNumBase += 0x74;
printf("金币基址: 0x%p\n", (void *) Address.coinNumBase);
...

je 指令的基址则简单些,直接把模块基址加上偏移量就行。

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...
Address.jumpCheckBase = Address.moduleBase + 0x24580;
printf("跳转校验基址: 0x%p\n", (void *) Address.jumpCheckBase);
...

注:getAddress(); 函数完整代码请见源码。

内存修改

基址也已经到手,现在“万事俱备,只欠东风”。先把金币的校验破坏掉,就可以随意修改金币了。

金币校验修改

先访问下基址,读取看看是不是找到了关键的那条 je 指令。ReadProcessMemory 函数将内存 Address.jumpCheckBase 处的数值读出,并保存到 tempBuf 之中。

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void modifyJumpCheck(void)
{
static const BYTE originalCode[] = {0x74, 0x70}; // je 未修改时操作码
static const BYTE targetCode[] = {0xEB, 0x70}; // jmp 修改后的操作码
BYTE tempBuf[2] = {0};
ReadProcessMemory(hProcess, (LPCVOID) Address.jumpCheckBase, tempBuf, sizeof(tempBuf), NULL);
printf("Previous Code: %x %x\n", tempBuf[0], tempBuf[1]);

...未完

接下来是比较,如果 tempBuf 的内容和 originalCode 的内容一样,说明金币校验还没有被修改,这时我们就可以调用 WriteProcessMemorytargetCode 的内容写入进去。

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...接上一代码段
if (tempBuf[0] == originalCode[0] && tempBuf[1] == originalCode[1])
{
printf("CoinNumCheck patch point found. Trying to patch.\n");
WriteProcessMemory(hProcess, (LPVOID) Address.jumpCheckBase, targetCode, sizeof(targetCode), NULL);
} else if (tempBuf[0] == targetCode[0] && tempBuf[1] == targetCode[1])
{
printf("CoinNumCheck has already been patched.\n");
} else
{
printf("Unknown CoinNumCheck patch state.\n");
}
}

至此,金币校验就被破坏了。由于该内存区域在游戏运行过程中不会被再次修改,所以这里在游戏开始运行时修改一次即可达成目的,可谓“一劳永逸”。

金币数量修改

接下来就是修改金币数了。先读取一下当前金币数,如果比目标值(666666)小 1000,则把金币修改为目标值。

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void modifyCoinNum(void)
{
DWORD coinNum_previous = 0;
ReadProcessMemory(hProcess, (LPCVOID) Address.coinNumBase, &coinNum_previous, 4, NULL);
printf("Previous Coin Num: %lu\n", coinNum_previous);
DWORD coinNum_target = 666666;
if (coinNum_previous < coinNum_target - 1000)
{
WriteProcessMemory(hProcess, (LPVOID) Address.coinNumBase, &coinNum_target, 4, NULL);
printf("Set Coin Num to: %lu\n", coinNum_target);
}
}

由于金币数实时变动,届时可以把该函数放入循环中,实现不间断的监测和修改。

main 函数

依次调用上述函数即可:

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int main()
{
findWindow();
getPID();
openProcess();
getAddress();
modifyJumpCheck();
while (1)
{
modifyCoinNum();
Sleep(5 * 1000);
}
return 0;
}

0x04 修改器细节优化

截至当前,修改器的基本功能已经完成,接下来是一些细节上的完善,以得到“锦上添花”的效果。

SIGNAL捕获

在用户按下 Ctrl+C 以及尝试关闭程序、关机、注销等时刻,系统会发送不同的信号导致进程终止,此时我们仍有些打开的句柄没有释放,因此我们可以捕获此类信号,添加自定义的处理流程。

我们可以定义一个函数用来关闭句柄,清理内核对象。(后来了解到,实际上整个进程结束后,内核也会回收这些资源,这里就留作记录)

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void sweep(void)
{
if (hProcess != NULL)
{
CloseHandle(hProcess);
hProcess = NULL;
}
}

然后声明一下自定义的处理流程,在流程中调用上述函数。

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BOOL WINAPI CtrlHandler(DWORD fdwCtrlType)
{
switch (fdwCtrlType)
{
// Handle the CTRL-C signal.
case CTRL_C_EVENT:
pr_warn("Ctrl-C event\n\n");
Beep(750, 300);
loopContinueFlag = FALSE;
return TRUE;

// CTRL-CLOSE: confirm that the user wants to exit.
case CTRL_CLOSE_EVENT:
Beep(600, 200);
pr_warn("Ctrl-Close event\n\n");
sweep();
_exit(0);

// Pass other signals to the next handler.
case CTRL_BREAK_EVENT:
Beep(900, 200);
pr_warn("Ctrl-Break event\n\n");
sweep();
_exit(0);

case CTRL_LOGOFF_EVENT:
Beep(1000, 200);
pr_warn("Ctrl-Logoff event\n\n");
sweep();
_exit(0);

case CTRL_SHUTDOWN_EVENT:
Beep(750, 500);
pr_warn("Ctrl-Shutdown event\n\n");
sweep();
_exit(0);

default:
return FALSE;
}
}

声明完以后并不是万事大吉,不要忘记将其注册。注册通常放在 main 函数之中。

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SetConsoleCtrlHandler(CtrlHandler, TRUE);

提示:如需取消注册自定义的处理流程,将上一行代码的 TRUE 改为 FALSE 执行一遍即可。

为程序添加图标

CMakeLists.txt 所在目录新建 res 资源文件夹,在文件夹中放入图标 logo.ico ,并新建资源描述文件 logo.rc,编写以下内容:

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IDI_ICON1 ICON DISCARDABLE "logo.ico"

然后在 CMake 中将其添加到目标中。

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add_executable(LuoBo_Mod main.c res/logo.rc)

日志分级与彩色文字

在调试与发布的工程中,日志分级能带来很大的便利。彩色文字则让不同级别的输出更加明显,界面更加美观。

主要过程就是引入一对 .c/.h 文件,并添加到 CMake 目标,设置好宏参数,然后把 printf 按照所需等级对应替换为 pr_infopr_warnpr_errpr_bug 等。(注意,该方法实现的彩色在 Windows7 系统上并不奏效,故可以通过宏参数控制编译出无色彩版本。)

详细过程可以参靠我之前写过的 这篇文章 ,这里就不详述了。

条件编译控制

CMake 是一个强大的工具,通过更改 CMake 配置文件,我们就可以实现刚才提到的一些条件选项。

首先设置 “彩色版” 和 “无色版” 两个编译目标。

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add_executable(LuoBo_Mod_Colorful main.c main.h main.h print.h print.c res/logo.rc)  # 彩色版本
add_executable(LuoBo_Mod_NoColor main.c main.h main.h print.h print.c res/logo.rc) # 无色版本

接下来就可以根据构建的类型(CMAKE_BUILD_TYPE)配置输出等级,根据构建目标(target)设置是否启用色彩。

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# 根据目标配置颜色类型
target_compile_definitions(LuoBo_Mod_Colorful PRIVATE PRINT_COLORFUL=1)
target_compile_definitions(LuoBo_Mod_NoColor PRIVATE PRINT_COLORFUL=0)

# 根据编译类型选择日志等级
if (CMAKE_BUILD_TYPE AND (CMAKE_BUILD_TYPE STREQUAL "Debug"))
add_compile_definitions(PRINT_LEVEL=LEVEL_DEBUG)
else ()
add_compile_definitions(PRINT_LEVEL=LEVEL_INFO)
endif ()

优化后流程图

添加上细节的优化之后,程序的工作流程如下图。

flowchart TD
	START("开始")
    SIGNAL>"开始监听信号"]
    CHECK(["有错误发生"])
    ERROR["错误提示"]
    END("释放资源
结束程序") subgraph CONSOLE[" "] A0[["设置终端属性"]] A0 -.- A1 A0 -.- A2 A0 -.- A3 A1["system(title xxx);"] A2["SetConsoleCtrlHandler();"] A3["enableColorful();"] end subgraph FIND[" "] B0[["查找进程"]] B0 -.- B1 B0 -.- B2 B1["findWindow();"] B2["getPID();"] end subgraph ACCESS[" "] C0[["访问并读取"]] C0 -.- C1 C0 -.- C2 C1["openProcess();"] C2["getAddress();"] end subgraph MOD[" "] D0[["修改内存"]] D0 -.- D1 D0 -.- D2 D2 --> D3 --> D4 --> D5 D1["modifyJumpCheck();"] D2[/"金币修改循环
loopContinueFlag=TRUE"\] D3["modifyCoinNum();"] D4["Sleep();"] D5[\"金币修改循环"/] end START ==> |条件编译控制| CONSOLE ==> FIND ==> ACCESS ==> MOD CONSOLE --> SIGNAL -.-> |"收到信号"| END FIND --> CHECK ACCESS --> CHECK MOD --> CHECK CHECK --> ERROR --> END D5 --> END

0x05 效果展示

放几张效果图(在 Windows Terminal 运行效果最佳)

游戏界面

Debug 彩色版

Release 彩色版

Release 无色版

0xFE 下载地址

项目在 Github 开源:https://github.com/hui-shao/LuoBo_Mod.git

Release 页面中有构建好的二进制文件可下载运行。

对应游戏:【怀旧游戏】保卫萝卜 Beta 绿化版

0xFF 结束

首次尝试逆向分析和内存修改器制作,若有不对之处恳请指正,不尽感激。

首发于个人博客及 52pojie 论坛,转载请注明。