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静态二进制插桩技术详解.docx
资料介绍
静态二进制插桩
一、基本概念
什么是静态二进制插桩
静态二进制插桩（Static Binary Instrumentation，简称SBI）是一种不依赖源代码，直接对编译完成的二进制可执行文件进行修改，在目标程序的指定位置插入自定义代码，实现对目标程序行为监控、功能扩展或者数据采集的二进制分析技术。和动态插桩在程序运行时内存中完成修改不同，静态二进制插桩的修改操作直接作用于磁盘上的二进制文件，修改后的程序可以独立运行，不需要额外的运行时支撑框架。
二、核心原理
基本流程
静态二进制插桩的核心流程可以分为四个步骤：
1. 二进制解析：解析目标二进制文件的格式，获取段信息、符号表、导入导出表、重定位表等结构，识别出可插入代码的空闲区间，同时定位需要插桩的目标地址。
2. 指令分析：对插桩点附近的指令进行反汇编，分析指令长度、指令之间的依赖关系，确定被截断指令的长度，计算空间占用。
3. 桩代码生成与空间分配：根据插桩需求生成自定义的桩代码，分配空闲存储区域存放桩代码，处理因为插入桩代码带来的地址偏移问题。
4. 原指令修复与链接：在插桩点写入跳转指令跳转到桩代码，修复原程序被截断的指令，在桩代码执行完成后跳转回原程序正常流程，最后把修改后的内容写回二进制文件。
关键技术点
1. 空闲空间利用：常见的空闲空间来源包括二进制文件的段对齐间隙、文件头部的保留区域、未使用的代码段空隙、重定位表的冗余空间等，也可以通过新增段的方式存储桩代码。
2. 分支偏移修正：插入代码会改变部分指令的相对偏移，需要对插桩点前后的相对跳转、条件跳转、调用指令的偏移量进行修正，避免程序运行出错。
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