python反编译exe_实战 Python3.7+64位 Exe 反编译

记得有年在上海弘连培训，其中一个逆向题就是关于python的Exe，当时就想着写个文档，后来因为忙就拖延了下来；这里补上，而且是大补上：奉献一个干货，网上没有(我没发现)Python3.7的反编译教程，有的都是python2.7的，两者有一个关键的地方不同(一层窗户纸)，花费了一些时间才明白，无私地分享给你，这里是不是应该有掌声。

一、生成python3.7+64位Exe程序

在反之前要先编一个。用文本工具写个几行的python代码，如图:

安装Pyinstaller是一个坑，我忙乎了半天，费了几次劲才成功，真是要看运气。安装成功后，用pyinstaller -F filename打包编译成exe。

拖进exeinfo查看，果然是64位的；

运行下，可以运行，说明编译成功。

在开工前，先准备好相关的知识，为后面的顺利进行打下基础。(后面文字有点长，耐心点)

二、Pyc、Pyd、Pyo、Pyz介绍

(一)在实际开发中，Python作为解释型语言，在实际的代码分发过程中，有比较多的格式定义：.pyc\.pyd\.pyo\.pyz。

①.pyc文件是什么？python编译后的二进制文件

Python源码编译的结果就是PyCodeObject(简称“代码对象”)，每个作用域会编译出一个对应的代码对象，其中名为co_code的PyStringObject保存着代码对象的字节码。

一个Python源文件就是一个模块。每个模块顶层的代码对象通过marshal序列化之后就得到了.pyc文件。marshal以little-endian字节序来序列化数据。

那嵌套于顶层作用域里面的那些作用域，例如函数、类的定义，它们对应的代码对象在哪里？它们每一个都乖乖的躺在上一层作用域的代码对象的co_const（常量池）域里，所以其实顶层代码对象已经嵌套包含了底下其它作用域的代码对象。

PyCodeObject的结构和marshal的序列化逻辑和我们反编译这块没有太大的关系，不介绍了，否则又是洋洋洒洒一大篇。

当导入一个模块时，类型为.pyc的文件将由解释器自动生成，这将加速该模块未来的导入。因此，这些文件仅在由另一个.py文件或模块导入时从.py文件创建。

注意，使用.pyc文件只会加快程序的加载速度，而不会加快程序的实际执行速度。这意味着您可以通过在一个模块中编写主程序来提高启动时间，这个模块由另一个更小的模块导入。

pyc主要写入三个内容：

1).Magic num

2).Pyc创建时间

3).PyCodeObject.(python/marshal.c)

于是pyc magic num的作用有三：

一是拒绝完全不可能是正常的.pyc的文件，例如普通文本，图片、音乐，或者别的二进制格式。检查文件的头4个字节已经能有效的筛掉许多无效文件；

二是拒绝不慎被文本编辑器编辑而破损的文件；

三是拒绝不对应的Python解释器生成的.pyc文件。

由于不同Python版本的marshal算法可能不同，虚拟机采用的字节码指令集也可能不同，所以保守起见不同版本的Python解释器生成的.pyc文件被认为是不兼容的。

Python在不同的版本，pyc的头部长度和内容是不同的：

PEP 3147中指出：.pyc文件包含两个2字节Header(表示一个MagicNum和Timestamp)，后面跟序列化的PyCodeObject。每当Python改变字节码格式时，Magic Num会改变。Timestamp用于确保pyc文件与用于创建它的py文件匹配。当Magic Num或Timestamp不匹配时，将重新编译py文件并写入新的pyc文件。

PEP 552中指出：.pyc头文件目前由4个字节组成。第一个字节仍是magic number，对字节码和pyc格式进行版本控制。第二个字节为新增加的字段，将是一个位字段(bit field)，对报头其余部分的解释和pyc的失效行为取决于位字段的内容。如果位字段(bit field)为0，则pyc是传统的基于时间戳的pyc；第三个和第四个字节分别是时间戳和文件大小，通过比较源文件的元数据和头文件中的元数据来进行无效判断。

如果位字段的最低位被设置，则pyc是基于哈希的pyc。我们将第二个最低位称为check_source标志，位字段之后是源文件的64位散列，我们将使用带有源文件内容硬编码密钥；另一个类似MD5或BLAKE2的快速散列也可以，我们选择SipHash是因为Python已经从PEP 456中获得了它的内置实现，尽管允许选择SipHash键的接口必须公开给Python。

以下是一些常见的Magic num：

②.pyo文件：文件类型也是由解释器在导入模块时创建的。但是，.pyo文件是在启用优化设置时运行解释器的结果。

当我们调用Python解释器时，通过添加“-O”标志来启用优化器。

③.pyd文件：文件类型是特定于Windows操作系统类平台的。因此，在个人版和企业版的Windows 10、Windows 7和其他版本中可能经常遇到这种情况。

在Windows生态系统中，.pyd文件是一个包含Python代码的库文件，可以被其他Python应用程序调用和使用。为了使这个库对其他Python程序可用，它被打包为一个动态链接库。

.pyd文件是一个动态链接库，它包含一个Python模块，或一组模块，由其他Python代码调用。要创建.pyd文件，需要创建一个名为example.pyd的模块。在这个模块中，需要创建一个名为PyInit_example()的函数。当程序调用这个库时，它们需要调用import foo, PyInit_example()函数将运行。

④.pyz文件:executable python zip archives，具体内容参见下面的ZlibArchive；

(二)Python打包文件

打包文件是包含其他文件的文件，例如.tar文件、.jar文件或.zip文件。PyInstaller中使用了两种存档。一个是ZlibArchive，它允许高效地存储Python模块，并通过一些导入钩子直接导入。另一个是CArchive，类似于.zip文件，这是一种打包(或压缩)任意数据块的通用方法。它的名字来源于这样一个事实，即它可以很容易地从C和Python中操作。这两个类都来自一个公共基类，这使得创建新类型的归档变得相当容易。

①ZlibArchive:包含压缩的.pyc或.pyo文件。spec文件中的PYZ类调用创建了一个ZlibArchive。ZlibArchive中的目录是一个Python字典，它的Key(import语句中给定的成员名)与ZlibArchive中的查找位置和长度相关联。ZlibArchive的所有部分都以编组格式存储，因此与平台无关。

ZlibArchive在运行时用于导入绑定的python模块。即使使用最大压缩，这也比正常导入快。而不是搜索系统。路径，在字典里有一个查找。没有目录操作，也没有要打开的文件(该文件已经打开)。只有一次搜索，一次读取和一次解压。

Python错误跟踪将指向创建归档条目的源文件(.pyc编译、捕获并保存到归档时的_file__属性)。这不会告诉您的用户任何有用的东西，但是如果他们向您发送Python错误跟踪，您可以理解它。

②CArchive:可以包含任何类型的文件。它很像一个.zip文件。它们很容易用Python创建，也很容易从C代码中解包。CArchive可以附加到另一个文件，比如ELF和COFF可执行文件。为了实现这一点，存档是在文件的末尾用它的目录创建的，后面只跟一个cookie，它告诉目录从哪里开始以及存档本身从哪里开始。

CArchive可以嵌入到另一个CArchive中。内部存档可以在适当的地方打开和使用，而不必提取它。

每个目录条目都有可变的长度。条目中的第一个字段给出了条目的长度。最后一个字段是相应打包文件的名称。名称以空结尾。压缩对于每个成员都是可选的。

还有一个与每个成员相关联的类型代码。类型代码由自提取的可执行程序使用。如果使用CArchive作为.zip文件，则不必担心代码。

ELF可执行格式允许将任意数据连接到可执行文件的末尾，而不影响其功能。因此，CArchive的目录在归档的最后。可执行文件可以以二进制文件的形式打开自己，查找到最后并“打开”CArchive。

三、反编译Exe过程

因为是64位程序，用x64dbg载入查看，如图：

发现PyInstaller等关键信息，可以确认是利用PyInstaller打包的python文件，所以我们要想办法把python文件dump出来。

从网上搜索下，发现有工具可以直接将pyinstaller打包的Exe直接反编译出来，拿来主义，直接用......，为了大家不走弯路，我直接给出正确途径，如果按照网上的教程，你要摸索半天。

我没用网上介绍的Pyinstxtractor.py，够麻烦；我用的是用来提取的py脚本叫archive_viewer.py，将这个脚本文件和Exe放置在同一个目录下，

python archive_viewer.py wei.exe

出现如下图：

在这图里，最重要的就是上面用红线标上的两个部分，现在我们将它们dump出来，如下图：

用x 命令将两个结构体导出，

会形成这两个文件，struct这个位置在0，所以是头部；

我们现在是将struct的头部嫁接到wei.pyc的头部，这里涉及到了pyc的头部格式问题，我花了不少时间，因为我是实战嫁接成功后才去找的原因(理论作支撑)；对一个没接触过的东西摸索入门确实要花费很多时间，而且过程非常难以忍受，难怪路遥在写完《平凡的世界》后第一件就是推开窗将手中的笔狠狠地扔了出去，我也有同感。

我们来看下导出的struct和pyc文件，当我打开pyc文件时，010editor提示要安装pyc.bt这个识别脚本，如图：

肯定是选择安装，我信任它；可就是这个脚本害苦了我，按这个脚本的格式头我怎么理解都相矛盾，且怎么嫁接都不成功，后来才发现这个脚本只能支持到python2.7，对后续的版本不支持，更别提3.7了，这也造成了我困惑很久。

对比两个文件头部，我们只要将struct的格式头插入到wei.pyc的头部，从上面的pyc的格式头我们得知要插入16个字节的，当初没找到文件头的文档，导致走了不少弯路；插入完成后，如图：

现在成为了一个完整的pyc格式的文件了，下面我们要做的就是将pyc转换成py格式的，网上有很多的说明，这里我强调一下，不要用那个EasyPythonDecopiler，这个工具的效果并不好，其实有个网页提供了pyc在线反编译转换功能，挺好，

到这里，反编译过程结束了，有机会我来讲解下用IDA逆向python的exe文件，届时奉献给大家。

这段时间连轴转，也蛮辛苦的；想想疫情前线的医护人员，每时每刻都在同生死作搏斗，我就觉得我要努力抓紧时间多做些力所能及的事情，才够资格向她们看齐。码字虽累，但边码字边陪着孩子，倒也其乐融融；如果您觉得作者辛苦了，请看后点个赞，鼓励下！

另，有些人给我留言，希望能用上我写的那些个工具软件，我说可以，但有两个条件：一是我要认识你嘛，好歹你要找个熟悉人介绍吧；二是你必须是网安的，在(一)的基础上找我吧。

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