前言
该文章前半部分讲解整个PE的结构。然后我们来解析一段程序字节码来加深PE结构的理解。
天象独行
注意：该文章说明的是32bit的PE结构。本质上64bit 结构（PE32 ）与32bit结构上没有区别。区别在于修改了几个域，将原来地域扩展到64bit而已。
1；PE结构框架PE结构简单来说就是由一系列有组织的数据的集合组成的。下面我们直接来看下图来了解PE文件的基本结构框架。
我们先看图当中右边的部分，我们可以看到整个PE结构由DOS头，PE头，节表（因为翻译的不同，部分文章当中用“块”表示，同一个含义），节内容组成。接下来，我们分别来看看这些结构有什么作用。
DOS MZ头和DOS Stub第一部分DOS 头主要是为了兼容DOS系统所遗留下来的产物。它里面包含了“DOS MZ头”和“DOS Stub”两个部分。其中DOS MZ头它的定义数据结构名称为IMAGE_DOS_HEADER。
下图为该数据结构的描述。DOS Stub 当中包含了一些DOS指令。
第二部分PE头的数据结构定义为IMAGE_NT_HEADERS。（如下图查看）
数据结构IMAGE_NT_HEADERS当中包含了Signature，IMAGE_File_HEADER，IMAGE_OPTIONAL_HEADER32，IMAGE_DATA_DIRECTORY。当中后三个包含的内容本身也是一个数据结构（数据结构当中嵌套数据结构形式）
PE头标志SignaturePE头标志Signature是标志着PE头的开始位置。占位四个字节，这个位置的地址保存在DOS MZ头当中最后一个元素（IMAGE_DOS_HEADER.e_lfanew）。
标准PE头IMAGE_FILE_HEADERSignature标识之后紧接着就是标准PE头内容。整个IMAGE_FILE_HEADER数据结构（标准通用对象文件格式COFF）占位20字节。该结构当中记录了PE文件的全局属性详细如下图：
该结构同样是定义了一些属性。详细如下图：
在扩展PE头数据结构当中最后一个元素“DataDirectory”定义了数据目录项。数据目录项本身也是一个数据结构。其中记录了不同类型的数据的目录信息。比如：导出表，导入表，资源，重定位表等。下面我们来看看具体结构：
PE头下面紧接着就是节表，节表当中记录着特定的节有关的信息。（节的属性，节的大小，在文件和内存中的起始位置）
节表当中节的数量IMAGE_FILE_HEADER.NumberOfSections。下面我们来看看节表的数据结构的定义：
下面我们来打开一个应用程序来看看他们的PE结构
注释：下面标注出来常用的内容
首先我们来查看一下DOS头内容。着重查看“MZ标识”和“PE头位置”。我们可以在DOS MZ 数据结构的定义当中可以知道”MZ”标志位是第一个元素，并且类型属于WORD。占用两个字节。“PE头位置”定义在最后一个元素，类型是DWORD。占用四个字节。那么我们查看下图：
DOS Strub 是存放一些DOS指令，这里我们不去查看它。既然我们通过DOS MZ数据结构的最后一个元素知道了PE头的地址（起始地址00 00 00 b0）那么现在我们跳转进入PE头来查看。
我们都知道PE头的数据结构IMAGE_NT_HEADERS。当中定义了三个元素。DWORD类型元素Signature，数据结构类型IMAGE_FILE_HEADER（标准PE头），数据结构类型IMAGE_OPTIONAL_HEADER32（扩展PE头）。其中标准PE头占用20个字节，扩展PE头占用216个字节。下面我们来看看PE头的大体位置：
注释：因为Intel兼容机采用的是小端法。所以存储在硬盘文件当中有效位放在最低位。举例：PE头标签在硬盘/(内存)存储位00004550h
现在我们从图中大概可以了解了PE头文件大体的位置，那么现在我们逐步分析一下其中内容：
PE头标签（IMAGE_NT_HEADER.Signature）的RVA地址为0000h，且为DWORD类型。所以占用四个字节。通过查看发现。该位置存储的内容为十六进制值为“00004550h”
标准PE头（IMAGE_NT_HEADER.FileHeader）的RVA地址为00004h，且它是一个数据结构，占位是20个字节。那么我们来看看该数据结构IMAGE_FILE_HEADER。
IMAGE_FILE_HEADER.Machine 是标准PE头当中的第一个元素。它是一个WORD数据类型。表示PE文件的运行平台。从图中我们可以知道它的值为014Ch。它的具体含义如下表：
IMAGE_FILE_HEADER.NumberOfSections 元素是一个WORD类型数据，且RVA的值为0006h。它表示的含义是PE中节的数量。我们来在图中查看一下：
IMAGE_FILE_HEADER.TimeDateStamp 元素是一个DWORD数据类型，且RVA的值为0008h。它表示编译器创建此文件时的时间戳。值为“5F8D9A37h”如下查看
下面我们在来看看IMAGE_FILE_HEADER.Characteristics 元素，它是一个单字数据类型。偏移量为0016h。表示为文件属性标志字段。它是用二进制地位为1表示具备对应位置的权限。详细如下表：
标准PE头之后紧接着就是扩展PE（IMAGE_OPTIONAL_HEADER32）头。同样对照着数据结构定义来寻找具体元素位置。这里我们着重来看看扩展PE头当中最后一个元素”DataDirectory”它同样也是一个数据结构。表示数据目录（IMAGE_DATA_DIRECTORY）
数据目录当中包含了不同类型的数据的目录信息。它是由16个IMAGE_DATA_DIRECTORY结构组成的。
下图描述了数据目录的起始位置：
数据目录项紧接这就是节表的内容，之后就是节内容。下面就不继续查看。
二；PE结构_导入表前言
该文章第一部分表述导入表的概念，第二部分讲解导入表的结构，第三部分举例在PE文件当中找到导入表的内容。
注意：该文章不涉及延迟加载导入表等内容
1；第一部分在讲解导入表之前，我们先想一想，在我们使用高级语言编写程序的时候是不是有个导入的操作。E.g Python 当中可以使用import 来导入其他库来使用库当中的函数。那么导入表是不是也是这样一个作用呢？答案是肯定的。导入表当中的数据就是指定了PE文件调用外来函数（这里外来函数是指不在本程序当中定义的函数）的数目，这些外来函数在哪些动态链接库当中等等。Windows 加载器在运行PE时会通过导入库将动态链接库一并加载到进程的地址空间当中。
2；第二部分2.1；IMAGE_IMPORT_DESCRIPTOR导入表是数据目录中注册的数据类型。描述信息位于数据目录的第2个目录项
导入表的当中每20个字节为一组数据结构，该数据结构名称为IMAGE_IMPORT_DESCRIPTOR（导入表描述符）详细内容如下图：
关键字“union” 表示Characteristics 和 OriginalFirstThunk 任意一个元素。这个结构体一共5个元素。每个元素的数据类型“dd” 占用4个字节。（注释：元素Name1保存着导入动态链接库的名称）其中我们需要关注的是第一个元素OriginalFirstThunk 和 第5个元素FirstThunk 。它们指向了另外一个数据结构。其中元素OriginalFirstThunk 指向的数组称之为INT。元素FirstThunk 指向的数据结构称之为IAT。
2.2；INT数组INT当中的每一项均是一个结构，该结构名称为IMAGE_THUNK_DATA结构。如下图：
IMAGE_THUNK_DATA是一个双字，之后用双字“0”作为结束标志。
其中IMAGE_THUNK_DATA当中的双字指向了另外一个结构体IMAGE_IMPORT_BY_NAME(即IMAGE_THUNK_DATA保存着通往IMAGE_IMPORT_BY_NAME的RVA)
IMAGE_IMPORT_BY_NAME结构体定义如下：
IAT (函数地址表)同样也是数据目录当中注册的数据类型，描述信息保存在数据目录项中第13个目录项。
IAT的结构体为IMAGE_THUNK_DATA的数组
2.4；导入表，INT，IAT之间的关系
导入表当中第一个元素和第五个元素保存着通往INT和IAT 的偏移地址。在INT 以及IAT 当中保存在导入的动态链接库的信息。
3；第三部分接下来，我们用一个PE程序来查找一个PE文件的导入表的具体位置。
3.1；通过DOS头确定PE头的位置通过DOS MZ头的最后一个元素来定位PE头的位置：
注释：在硬盘文件当中，PE文件的地址都是从0开始计算的。
导入表信息注册在PE扩展头当中的数据目录项的第二个位置当中。数据目录项的文件偏移地址为78h。所以在文件中数据目录项的地址为b0h 78h = 128h。
3.3.1；查看文件偏移
3.3.2；计算导入表在文件当中的位置
FOA = 0000002010h – 0000002000h 0000000600h = 610h
注释：计算方式参考文章：http://www.nvnv.xyz/newsinfo/804196.html
3.4；在硬盘文件当中查看导入表内容现在我们知道了导入表的地址，那么根据导入表描述符的定义，我们知道一个导入表当中的结构体占用了20个字节。导入表详细如下图：
IMAGE_IMPORT_DESCRIPTOR.OriginalFirstThunk，该元素有两种不同的解释：
1；双字最高位为0，表示导入符号是一个数值，该数值是一个RVA。
2；双字最高位为1，表示导入符号是名称。
如图，我们查看到我们案例当中的最高位为0，那么该数值是一个RVA。
3.7；定位INT文件位置
我们回顾一下INT是一个数组，其中元素大小为双字，以双字0为结束符。通过以知的RVA计算出FOA。FOA=654h详细如下图：
INT当中每个双字元素，且保存着IMAGE_IMPORT_BY_NAME RVA地址。同样计算出FOA=65Ch。
IMAGE_IMPORT_BY_NAME.Hint
IMAGE_IMPORT_BY_NAME.Name1 大小不确定，表示函数名字符串名称 。以“\0”作为字符串结束标志。
局部总结：截至目前，我们已经知道了。系统通过PE文件当中的PE扩展头最后一个元素数据目录项当中的第二个元素保存着导入表的RVA和数据库大小的信息。通过该导入表RVA可以定位到导入表的内容。导入表由多个导入表描述符IMAGE_IMPORT_DESCRIPTOR组成。每个导入表描述符由20个字节组成，最后由20个0字节作为结束符号。导入表描述符的第一个元素保存着一个RVA地址。该地址是指向了结构体IMAGE_THUNK_DATA。IMAGE_THUNK_DATA结构体本质上是一个双字的结构。该结构保存着结构体IMAGE_IMPORT_BY_NAME。这个结构体当中保存着需要导入函数的编号以及函数名称。
3.9；查看IMAGE_IMPORT_DESCRIPTOR.FirstThunkIMAGE_IMPORT_DESCRIPTOR.FirstThunk 是结构体当中最后一个元素，偏移地址为10h。详细位置如下图：
局部总结：INT与IAT两个链表，在硬盘文件的保存状态中，指定的最终都是结构体IMAGE_IMPORT_BY_NAME。这样的状态就是俗称的双桥结构
3.10；加载到内存中的IAT表由上面的研究可以知道，INT,以及IAT表最终指向的内容都是相同的，那么为什么这么做呢？事实上当PE文件加载进入内存当中运行的时候，IAT被PE加载器修改为导入函数的地址。那么，INT 当中保存着调用函数的名称或函数的索引编号。IAT保存函数指令代码的内存空间的地址。
三；PE结构_导出表1；导出表作用导出表描述了导出表所在PE文件向其他程序提供的可供调用的函数的情况。说明这个问题首先我们先了解一下代码重用机制。该机制提供了重用代码的动态链接库。而导出表就向调用者说明库当中有哪些函数可以被调用。
2；导出目录IMAGE_EXPORT_DIRECTORY导出数据的第一个结构为IMAGE_EXPORT_DIRECTORY。定义结构如下：
注释:在导入表当中的IMAGE_IMPORT_DESCRIPTOR个数与调用的动态链接库个数相等，然而导出表的IMAGE_EXPORT_DIRECTORY只有一个。
3；定位导出表接下来，我们来看看在PE文件当中如何定位导出表。导出表定义在PE拓展头当中数据目录项当中第一个元素。
2.1；从DOS MZ头定位PE头2.2；定位到数据目录项位置（数据目录项）FOA=78h。下图红框位置则是导出表的RVA地址（00 00 21 40h）以及数据长度（8Fh）
记录导出表所在的文件的最初文件名。
定义了文件中导出函数的总个数
表示导出表中定义名字函数的个数。
该指针指向了全部导出函数的入口地址的起始。（注释因为由IMAGE_EXPORT_DIRECTORY.NumberOfFunctions的值为4，则导出函数有四个。那么对应的导出函数地址有四个）
导出函数编号的起始值。（注意：导出的函数的编号是由AddressOfFunctions开始的顺序号加上nBase的值）
该值是一个指针，指向的位置是一连串的双字值。这些双字的值指向了定义函数名的函数的字符串地址。
该值也是一个指针，与AddressOfNames是一一对应关系（注释：AddressOfNames指向的是字符串的指针数组，AddressOfNameOrdinals指向了函数在AddressOfFunctions中的索引值。）索引是单字
大多数Windows程序都包含图标。也有菜单这些组成部分。我们称这些组成部分为“资源”。程序常用的六类资源包括：位图资源，光标资源，图标资源，菜单资源，对话框资源，自定义资源。
2；资源表作用？资源表就是用来定位这些资源的具体位置的。
3；资源表结构？资源表采用类似操作系统当中文件管理方式来定位具体资源地址。通过不同的子目录来达到分类资源的目的。详细如下图
由左往右来看，第一层目录是由结构体IMAGE_RESOURCE_DIRECTORY与数个结构体
IMAGE_RESOURCE_DIRECTORY_ENTRY。来组成一个“目录块”。第二层当中同样也是由结构体IMAGE_RESOURCE_DIRECTORY与数个结构体IMAGE_RESOURCE_DIRECTORY_ENTRY来组成这样的“目录”。这样的“目录”可能有多个。第三层是由结构体IMAGE_RESOURCE_DATA_NETRY组成。该结构体描述了资源文件的位置和大小。
4；IMAGE_RESOURCE_DIRECTORY
OffsetToData字段是一个指针，当最高位为1时，低位数据指向下一层目录块的起始地址；当最高位为0时，指针指向IMAGE_RESOURCE_DATA_ENTRY结构。
注释: 将 Name 和 OffsetToData 用做指针时需要注意，该指针是从资源区块开始的地方算起的偏移量（即根目录的起始位置的偏移量），不是我们习惯的 RVA 。
6；IMAGE_RESOURCE_DATA_NETRY
文件偏移地址a00
8.3.1；第一层分析。
第一层结构下图：
IMAGE_RESOURCE_DIRECTORY结构体共占用16个字节
Characteristics
TimeDataStamp
MajorVersion
MinorVersion
NumberOfNamedEntrise
NumberOfIdEntries
注释：NumberOfNamedEntrise和NumberOfIdEntries计算的和表示第一层当中有多少个
IMAGE_RESOURCE_DIRECTORY_ENTRY结构体。该案例有四个结构体。
IMAGE_RESOURCE_DIRECTORY_ENTRY结构体
Name
OffsetToData
该位置地址80000030h。8h=1000bit，最高位为1，则低位地址表示的是下一个目录项的地址。
8.3.2；第二层分析
由上面OffsetToData可知，最高位为1，则低位地址指向的是下一个目录项的地址。低位地址指向为30h （该地址并非RVA）
接下来就是重复的分析
五；PE结构_重定位表1；重定位表作用？我们知道PE结构当中PE扩展头当中的ImageBase当中定义了建议程序装载地址。那么如果该建议的地址已经被程序占用了呢？比如：动态链接库附加在程序当中使用。动态链接库导入进入程序的时候发现地址被占用了该怎么办？是不是需要换个地址装载。那么如何更换呢？这个行为就是重定位表所负责的。且重定位表属于数据目录项目表注册的数据类型。
注释：大部分需要重定位的都是代码当中的绝对地址
2；重定位表项IMAGE_BASE_RELOCATION
重定位表项类似于导入表，它不仅仅是一个。且重定位表项之间并不是相互紧紧连接的。它们之间存在着TypeOffset 这样一个WORD 数组。
3；TypeOffsetTypeOffset本身是一个数组结构。它在PE文件当中的位置是存在重定位表项之间。该数组每项大小为两个字节（16bit）其中高4bit代表重定位的类型（详细如下图）。低12bit
是重定位地址。
实际载入地址 = 基地址 代码起始页面 低十二位虚拟地址
基地址 = 代码当中的起始地址
代码起始页面 = IMAGE_BASE_RELOCATION.VirtualAddress
低十二位虚拟地址 = TypeOffset 低十二位虚拟地址
6；案例6.1；定位重定位表
