数据库逆向工程(三)：代码复用与图像解压技术详解

1. 数据库逆向工程回顾

在第二部分中，我们研究了Microcat Ford USA数据库的内部机制，重点分析了代表车辆和车辆部件的通用数据结构。本部分将聚焦于零件图的逆向分析，这是该数据库研究的最后一个关键组件。

1.1 数据结构依赖关系

• MCData.idx：代表零件树的索引文件
• MCData.dat：包含车辆零件数据
• MCImage[2].dat：包含车辆零件图，通过image_offset和image_size字段与索引关联

2. 图像存储格式分析

2.1 图像文件初步检查

• 图像开头部分显示非标准格式特征
• 没有明显的幻数(magic numbers)
• 存在大量零值和重复字节，表明可能是压缩格式
• 每个图像都有独特的标题结构

2.2 图像格式特性

1. 标题结构：每个图像都有独特的标题部分
2. 压缩特征：中间部分显示明显的压缩特征
3. 无标准标识：缺乏常见的图像格式标识符

3. 逆向工程方法

3.1 调试工具选择

由于目标程序是16位NE格式，调试工具选择至关重要：

3.2 调试策略

1. WinAPI断点设置：重点关注以下BMP相关函数：

   • CreateBitmap
   • CreateBitmapIndirect
   • CreateCompatibleBitmap
   • CreateDIBitmap
   • CreateDIBSection
   • LoadBitmap

2. 内存布局分析：

   • 16位模块加载在0x10000到0xA0000地址范围
   • 类似于实模式内存布局

3. 函数定位技术：

   • 通过函数前导字节序列搜索目标函数
   • 示例搜索模式：8b F8 83 3e 08 1f 00 74 2c 83 7e fa 00 74 15 ff

3.3 关键发现

• 图像处理主要发生在两个库中：
  1. VBRUN300.dll：Visual Basic运行时库
  2. FNAUTIL2.dll：包含核心图像处理函数

4. 图像解压算法分析

4.1 解压流程

1. 读取压缩数据：从MCImage.dat中读取指定偏移和大小的数据
2. 调用解压函数：READ_AND_UNPACK_IMAGE（内部实现仍为黑盒）
3. 尺寸调整：根据screen_height和screen_width调整解压后图像
4. 调色板处理：通过get_palette_handle创建调色板
5. 位图创建：使用CreateDIBitmap创建最终位图
6. 资源释放：释放解压使用的临时内存

4.2 函数接口

HBITMAP decrypt_image(char* mcimage_path, 
                     unsigned long enc_image_offset, 
                     unsigned long enc_image_size)

5. 代码复用实现

5.1 开发环境

• 编译器：Open Watcom C（16位兼容）
• 目标平台：16位Windows环境

5.2 核心数据结构

typedef struct {
    long unk_1;
    long unk_2;
    int unk_3;
    int mcimage;
} ImageFileData;

5.3 位图保存实现

int save_bitmap(HBITMAP bitmap, char* dec_image_path)
{
    // 1. 获取设备上下文
    HDC dc = GetDC(NULL);
    
    // 2. 分配BITMAPINFO结构内存
    unsigned lpbi_size = 256*4 + sizeof(BITMAPINFOHEADER);
    BITMAPINFO* lpbi = (BITMAPINFO*)calloc(1, lpbi_size);
    
    // 3. 初始化BITMAPINFOHEADER
    lpbi->bmiHeader.biSize = sizeof(BITMAPINFOHEADER);
    lpbi->bmiHeader.biPlanes = 1;
    
    // 4. 获取位图信息
    ret_val = GetDIBits(dc, bitmap, 0, 0, NULL, lpbi, DIB_RGB_COLORS);
    
    // 5. 分配位图数据内存
    void __huge* bits = halloc(lpbi->bmiHeader.biSizeImage, 1);
    
    // 6. 获取位图数据
    ret_val = GetDIBits(dc, bitmap, 0, (WORD)lpbi->bmiHeader.biHeight, 
                       bits, lpbi, DIB_RGB_COLORS);
    
    // 7. 创建输出文件
    int dec_image;
    _dos_creat(dec_image_path, _A_NORMAL, &dec_image);
    
    // 8. 写入文件头
    BITMAPFILEHEADER file_header = {0};
    file_header.bfType = 0x4D42; // "BM"
    file_header.bfSize = sizeof(BITMAPFILEHEADER) + lpbi_size + 
                        lpbi->bmiHeader.biSizeImage;
    file_header.bfOffBits = sizeof(BITMAPFILEHEADER) + lpbi_size;
    _dos_write(dec_image, &file_header, sizeof(BITMAPFILEHEADER), &bytes_written);
    
    // 9. 分块写入位图数据（处理>64KB情况）
    DWORD i = 0;
    while(i < lpbi->bmiHeader.biSizeImage) {
        WORD block_size = 0x8000;
        if(lpbi->bmiHeader.biSizeImage - i < 0x8000) {
            block_size = (WORD)(lpbi->bmiHeader.biSizeImage - i);
        }
        _dos_write(dec_image, (BYTE __huge*)bits + i, block_size, &bytes_written);
        i += block_size;
    }
    
    // 10. 释放资源
    _dos_close(dec_image);
    hfree(bits);
    free(lpbi);
    return 1;
}

6. 未来研究方向

1. 自动化逆向分析工具：

   • 实现启发式算法重构表、记录和字段
   • 交互式界面允许用户修正和补充数据结构
   • 正反馈系统，基于已知结构推断其他结构

2. 交叉引用研究自动化：

   • 开发启发式算法识别偏移量指针
   • 自动扩展数据库文件格式知识库

3. 方法论扩展：

   • 探索更多数据库逆向工程方法
   • 建立标准化逆向工程流程

4. 公共资源建设：

   • 贡献逆向工程文件格式描述
   • 参与维护格式库（如Kaitai Struct格式库）

7. 关键知识点总结

1. 16位调试技术：

   • NE格式模块的特殊性
   • 自加载功能的影响
   • 实模式内存布局

2. 图像处理逆向：

   • 通过API调用追踪定位关键函数
   • 压缩图像格式的特征识别
   • 调色板处理机制

3. 代码复用策略：

   • 16位兼容代码编写
   • 大内存处理技术（halloc/huge指针）
   • DOS文件操作限制的规避

4. 逆向工程方法论：

   • 从黑盒到白盒的渐进分析
   • 通过行为分析推断内部实现
   • 最小化假设验证技术

8. 参考资料

1. Bitmap Functions - MSDN
2. Reversing a 16-bit NE File Part 1
3. Kaitai Struct格式库