使用angr的SIM_PROCEDURES模块来进行栈帧的模拟

使用angr的SIM_PROCEDURES模块来进行栈帧的模拟

angr是一款功能强大的二进制分析工具，可以帮助分析师分析二进制文件的逻辑和漏洞。其中，SIM_PROCEDURES模块是angr的一个重要模块，它可以用于模拟二进制文件中的函数调用。在本文中，我们将使用angr的SIM_PROCEDURES模块来模拟一个简单的栈帧。首先，我们需要准备一个带有函数调用的二进制文件。

在本例中，我们将使用一个名为“stack_frame”的二进制文件，其中包含一个名为“add”的函数。该函数接受两个参数，并将它们相加后返回。我们的目标是使用angr的SIM_PROCEDURES模块来模拟这个函数，并获取其返回值。

首先，我们需要加载二进制文件并创建一个angr项目。然后，我们可以使用项目对象的“factory”属性来获取函数地址。使用函数地址，我们可以创建一个SimProcedure对象，并将其添加到SIM_PROCEDURES的全局列表中。在我们的例子中，我们将创建一个名为“my_add”的SimProcedure对象。

import angr
import claripy

# 创建angr项目
proj = angr.Project("stack_frame")

# 获取函数地址
add_func_address = proj.loader.find_symbol('add').rebased_addr

# 定义一个SimProcedure函数
class MyAdd(angr.SimProcedure):
    def run(self, x, y):
        # 打印参数的值
        print("x =", self.state.solver.eval(x))
        print("y =", self.state.solver.eval(y))
        
        # 计算函数的返回值
        sum_value = self.state.solver.eval(x) + self.state.solver.eval(y)
        return claripy.BVV(sum_value, self.state.arch.bits)

# 将SimProcedure添加到SIM_PROCEDURES全局列表中
angr.SIM_PROCEDURES['libc']['add'] = MyAdd

# 创建一个初始状态
state = proj.factory.entry_state()

# 将add函数作为目标，使得state在这个函数上停止执行
state.options.add(angr.options.CALLLESS)

# 用两个符号变量作为add函数的参数
x = claripy.BVS('x', 32)
y = claripy.BVS('y', 32)

# 创建一个空的调用栈
state.callstack.append((add_func_address, state.regs.ip))
state.regs.ip = add_func_address

# 将符号变量作为add函数的参数传递
state.stack_push(y)
state.stack_push(x)

# 执行模拟
simulation = proj.factory.simgr(state)
simulation.run()

# 获取函数的返回值
final_state = simulation.deadended[0]
return_value = final_state.solver.eval(final_state.regs.rax)
print("Return value of add function:", return_value)

在这个例子中，我们首先定义了一个名为“MyAdd”的SimProcedure对象，它继承自angr的SimProcedure类。在这个对象中，我们重写了“run”方法，该方法会被angr调用来模拟函数的执行。在这个方法中，我们首先打印出传递给函数的参数值，并计算函数的返回值，然后使用angr的claripy模块创建一个BitVector对象来表示返回值，并将其作为方法的返回值。

接下来，我们将SimProcedure对象添加到SIM_PROCEDURES的全局列表中，以便angr能够找到并使用它。我们使用proj.factory.entry_state()方法创建一个初始状态，然后将add函数的地址添加到调用栈中，并将传递给函数的参数值作为符号变量传递给它。最后，我们使用proj.factory.simgr(state)方法创建一个模拟器对象，然后运行模拟。

在这个例子中，最终状态（即停止执行的状态）的rax寄存器的值将是函数的返回值。我们使用final_state.regs.rax属性来获取它，并使用final_state.solver.eval()方法将其转换为整数值，然后打印出来。

通过这个例子，我们可以看到如何使用angr的SIM_PROCEDURES模块来进行栈帧的模拟。我们可以定义自己的SimProcedure对象，并将其添加到SIM_PROCEDURES的全局列表中，以实现对二进制文件中函数调用的模拟。

请注意，这只是一个简单的例子，angr的SIM_PROCEDURES模块还提供了许多其他功能，例如模拟系统调用。对于更复杂的二进制分析任务，您可能需要进一步研究和使用angr的其他功能和模块。