[虚拟机保护] [原创]关于滴水的VT调试器

关于滴水的VT调试器 by 海风月影

论坛上今天吵的比较火热，主要是关于滴水的VT调试器，很多人不了解这个东西，我对Intel的VT技术略有了解，所以我来简单的介绍一下。

第一，什么是VT技术

VT是Intel的硬件虚拟化技术，说到VT，就不得不提虚拟机（例如VMWare）。在硬件还没有支持VT前，系统级的虚拟机其实是很难做的，要考虑的东西非常多（主要是效率问题，因为用软件模拟东西资源开销比较大）。VT技术主要就是为了解决这个问题而诞生的，有了VT后，可以减少非常多的资源开销，让虚拟机的速度接近于真机速度。

OK，那么VT到底是个什么技术呢？
首先要说一下VMM（Virtual Machine Monitor），这个是虚拟机的监控器，监控着虚拟机的运行。比如虚拟机想执行一条指令：cpuid，这个时候被VMM捕捉到，然后VMM去模拟执行这条指令，然后返回给虚拟机，完成了一次vm exit。因为VMM需要执行ring0的指令，所以VMM需要运行在ring0下。
而VT使得CPU进入了一个全新的特殊模式（VMX模式），在这个模式下，CPU可以处于VMX root状态或者VMX non-root状态。处于VMX non-root操作状态下的CPU行为受到了某些方面的限制，关键的共享资源必须运行于VMX root操作状态的监控器的控制之下，并且，对于VMX non-root状态中的任何CPU特权都有效（只要处于VMX non-root状态，ring0 - ring3 都被监控）。因此，将VMM运行于VMX root操作状态，可以轻松监控管理客户操作系统（就是安装在虚拟机里面的操作系统）和客户应用程序（虚拟机里面操作系统里面安装的软件）。

大家可能被绕晕了，我举个例子简单解释一下上面最后一句话
比如：
一个虚拟机，里面装了winxp系统，系统里面有一个记事本程序
OK，winxp内核肯定要运行于ring0，而记事本肯定要运行于ring3，那么VMM怎么高效得管理这两个特权呢？
比如，POPFD这条指令，可以修改EFLAGS的IF位，即中断允许位，但是，在ring3下，是无法修改的。所以，VMM需要先判断客户机处于哪个特权级别（ring0？ring3？），如果ring0就可以修改，如果ring3就拒绝修改。这样的过程就有开销。而VMX non-root状态对任何CPU特权都支持，因此，VMM可以让客户机完全在真实CPU上执行这条指令，不需要考虑这条指令执行后结果会不会出现问题。

简单的说：VT是为了减少虚拟化技术带来的性能开销而开发的硬件虚拟化技术，尽量消除关键指令和关键共享资源(比如内存的访问)的影响。而全新的VMX模式，可以使CPU运行于一个受监控的VMX non-root状态。

具体的VT技术的实现非常复杂，这里就不说了

第二，VT技术和调试技术
首先简单介绍一下调试技术
SoftICE通过给软件代码写入CC（int 3指令），使软件触发BP异常，CPU会调用INT 3中断，而SoftICE hook了系统的INT 3中断，在第一时刻捕获到了BP异常，引发了中断。
单步的话也是改EFLAGS中的TF位，执行后，CPU会调用INT 1中断，而SoftICE hook了系统的INT 1中断，引发了中断。同理还有DRx的设置，引发硬件断点。

有这些中断，SoftICE在中断后可以捕捉当前CPU状态，显示内存内容，就可以进行调试了。

OD的调试就比SoftICE简单多了，OD使用windows的调试功能，最终还是要用到INT 1 / INT 3中断。

所以说，调试功能中，INT 1 / INT 3中断是很重要的。检查一下INT 1 / INT 3可以检测到SoftICE。直接hook掉，OD / SoftICE都用不了了。

然后是VT，上面已经说了VMX non-root模式在任何特权下都可以被VMM监控，其中包括了异常部分。
比如说，在VMX non-root模式，软件触发BP异常，（在VMCS设置了的情况下），CPU不会去执行INT 3中断，而是引发vm exit，即把控制权交给了VMM，VMM就可以像SoftICE一样处理异常，然后再返回到VMX non-root状态，CPU根据设置执行（如果没有设置，CPU会去执行INT 3中断）。同样INT 1也是这样。

这样的好处显而易见，在触发了BP异常后，CPU的第一时间控制权是在VMM手中，而不是INT 3中断上面。所以可以无视hook或者检测。由此，可以达到调试的目的。

第三，DT调试器的基本原理
DT调试器目前是双机的，Host用的是VSICE，Target是自己的驱动（即VMM），两者进行通信，达到调试的目的。

第四，关于ANTI DEBUG
前面对VMM部分说的还算清晰，因此，目前看来基于VT的调试器可以躲过市面上所有的anti，这点大家不用怀疑了，不用再去叫作者测试什么什么了，没有难度的。

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上面说的是一些基本的概念，下面说一下我对DT调试器的看法
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这里说的都是我的个人观点

首先，不可否认，这个东西很新颖，基于的调试原理点非常底层，反ANTI能力非常强大。
但VT技术用到调试器上并不是无敌的，毕竟，开了VMX的机器还是可以用比较猥琐的方法检测的，想灭掉所有猥琐检测方法是要下很大的功夫的，DT调试器 1.1版本我拖到IDA里面简单看了一下，是可以被anti的，1.3不知道有没有修复掉。这里我不公开anti方法，因为公开了，作者就可以修复，而且作者花了大工夫，是可以处理掉的。

但是，作者有些东西没有告诉大家，这里我说一下：
VT技术最早从2004年就公开了，这个技术一直到今天，一直还在研发。为了兼容性，Intel给VT技术加了一个版本号，大家可以参考Intel的手册，对于不同版本的CPU，支持VT的技术多少是不一样的。
我举个例子，VT里面可以监控下面这条指令（也就是说VMX non-root状态执行了这条指令，就会被VMM监控到）

SIDT (这条指令是读取IDT向量地址的，要隐藏IDT HOOK，监控这条指令是非常方便的吧 ^_^ )

但是，不是所有CPU都支持这条指令的监控，这个需要检查一下CPU是否支持这个功能，才能够使用。

这样看来，低版本的CPU即使开了VT，也不一定有一些强大功能，尤其是内存部分的监控功能，强大的内存监控部分需要的VT版本号比较高。

所以说，随着以后DT调试器功能越来越多，你也必须跟着升级CPU，否则，某些功能很可能无法使用。

然后，以个人观点说一下DT调试器的前景
1，会用双机调试的人很少，而且双机中需要有带VT的CPU也是比较少的，所以，双机调试没有单机调试来的普及。
2，买了一个DT调试器，用的却是VSICE的界面，心理爽不爽呢？
3，DT调试器的亮点是反ANTI。哪些东西的ANTI比较强大？ring3的程序，可以说ANTI基本上都被灭了，因此，当前情况下，网络游戏的保护系统就是ANTI最强的东西。所以，DT调试器直接对口的人群是涉及网游的人。

涉及网游的人有这几部分：
1，能对付网游保护系统的，这部分人对付网游保护系统的方法一般都是非公开的，因此，研究出方法可以用很长很长时间。反ANTI这个功能对这部分人来说没有什么太大诱惑
2，对付不了网游保护系统的，这部分人一般都是做外挂的（反外挂的人如果调试自己公司游戏对付不了，可以申请剥离保护系统版本去调试，如果是调试其他公司游戏，可以归到做外挂部分中），而成熟的做外挂的团队，对于各个保护系统都是非常熟悉的，所以这部分人肯定不是专业团队，是散户，散户的特点是技术还不够强大，资金比较少，那么DT这种双机调试器，即使买来了也不一定用得很好，所以就会出现观望，或者由于资金问题不买。

所以，DT调试器可能卖给上面第二部分的人或者第一部分人嫌麻烦了，直接买一套。

上面我说到了VT调试器的反ANTI能力很强大，但是不是无敌的，尤其和CPU型号关系非常大，所以，为了过ANTI买调试器的人会考虑到，做网游保护系统的人也可能研究这部分技术，想办法来anti，那
么自己买的东西未必能100%解决问题，这样就加大了观望态度。

最后，我自己YY一下，VT技术本身不是用来调试的，未来Intel公司有可能加入检测VMX模式的功能？这样VT调试器的反ANTI功能直接就没有意义了。

by 海风月影
2009.08.19

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