前言

最近在玩一款单机游戏，想试着改一下里面各类数据，却发现生命值、金币等数据都没办法修改。往里面一看，发现这游戏居然在完全单机的情况下，都会往一个本地的 Python 服务器发包。重要的逻辑都在这个服务器里面处理了。

这个 Python 服务器是以 DLL 的形式作为 Unity 插件引入的。DLL 导出了服务器初始化、发包、收包的函数，由 GameAssembly.dll 那边直接调用。

查了一下网上的信息，据说这款游戏之前逻辑是放客户端的，后来就一直在往这个 Python 服务器里挪，还把客户端的各种调试方法都删了。这可能也是为什么客户端里有一个类的方法通过 il2cpp dumper 出来后偏移都一样的原因。这个类包含了很多看名字就觉得很有用的调试方法，例如应用伤害等；可惜都是空的，ida里看这个地址就是 retn 0;

为什么无法搜索内存改值？

细心的小伙伴可能会问了，虽然这是服务器，但它也在程序的进程内，内存空间是在一起的，怎么会没有办法修改呢？
简单的说，就是 Python 的值打一枪换一个地方，所以 CE 这种搜固定内存的变化的方法是很难直接找到对应的值进行修改的。你可以自己启动 Python，输入 a=1234, 用 CE 搜索，再输入 a = a+1，再用 CE 搜索，是搜不到任何对应内存的。
下面我用一段官方的示例代码，来说明一下。这段 Python 代码和 C 代码是等价的，用于将 dict[key] 自增 1.

可以看到 Python 底层对象都是 PyObject。存储很喜欢 dict 这种形式。每个类的函数、成员都是用 dict 存的。Hook 对 dict 的操作就能够监视到很多信息。
关注其中 incremented_item = PyNumber_Add(item, const_one); 在获取到 item 后，并不会直接对 item 内部的内存进行自增，而是调用函数进行加法，创建了一个新的对象 incremented_item，然后再 PyObject_SetItem(dict, key, incremented_item) 换回去。所以两个值在内存上并不会是同一个地址。
另外，注意其中 Py_XDECREF(item); 这是减少一次引用计数的意思。python 底层实现里 PyObject 都是有引用计数的。这也意味着我们如果直接修改内存中的值，会同时修改所有使用这个对象的地方。
所以，最好的方法还是在 Python 解释器以及前面的字节码这部分把问题解决掉，而不是在内存里解决。

通过 hook 解释器底层函数来修改值

那就来逆这个 Python 服务器吧。ida 搜索到大量 Python 相关的字符串，鉴定为 Cpython-36。

弄一份 Cpython-36 的源码，同时安装一下可执行文件。源码链接。
先试着用下载下来的带符号 python36.dll 的特征码搜索，发现搜不到。这可能是因为 build 版本不同，还可能是因为这个嵌入的 python 解释器是从源码编译的。
没法直接搜特征，所以只能对照着源码的字符串，去定位一些关键函数。这个步骤就和做数独一样。
个人感觉hook后能够获得大量信息的函数有 PyUnicode_FromString, _PyObject_GenericGetAttrWithDict, PyObject_SetItem, PyObject_Call。还有一些有用的辅助函数有PyObject_Repr, PyUnicode_AsUTF8, PyGILState_Ensure, PyGILState_Release

找到这些函数的地址后，写一个 dll 来进行 hook。可以 include 一下
Python36-x64\include\Python.h，虽然不能直接用自己这个 Python 解释器里的函数，但是头文件里很多宏是对对象直接操作的，还是比较有用的。
hook 之后如何获取运行信息呢？ PyUnicode_FromString 的参数就是 const char * ,直接打印就好。但是其他几个参数都是 PyObject ，所以我们需要把 PyObject 转为可读的字符串，以便进行进一步的分析。
利用嵌入的 Python 解释器自己的 PyObject_Repr 和 PyUnicode_AsUTF8 就可以获得可读信息。下面是我用的代码。
函数地址是嵌入的 Python 解释器对应函数的地址。有些对象可以直接用自己下载的那个解释器的函数，应该是字符串对象这种不需要执行具体指令的对象。但是其他对象很容易崩。

尽管这样，对于一些对象还是会在 oPyObject_Repr 里似乎是死锁崩溃。对 Python 对象操作前据说要先拿全局锁，但我试着用 oPyGILState_Ensure 获取 Python C API 全局锁，并没有解决崩溃的问题。
因此，有些对象不方便用这种方法获取可读信息，就可以只获取其类型信息，用string obj_class = Py_TYPE(obj)->tp_name;。同时，尽量减少查看的类型，过滤不感兴趣的调用可以有效减少崩溃。
下面是对 _PyObject_GenericGetAttrWithDict 的 Hook 示例。

这个函数里，检测到获取 Player 类的 m_HP 变量时，就将变量存储的值修改为想要的值。示例中是通过打印信息提前知道了返回值在这种情况下是 int，所以用 ((PyLongObject*)ret)->ob_digit[0] = 10000;设置。
这样直接改存储值其实不好，一方面所有用同一个对象的地方都会被修改，一方面存储0这样的常量的地方是改不了。更好的做法是像 Python 那样新建对象、设置对象、减少引用。但无所谓，现在玩家的 m_HP 已经在 Python 解释器层面无法被减少了。

改值之外？

只是改值满足不了我，我还想进行更多修改，怎么办？
PyObject_Call 能够监听很多东西。看日志发现程序导入 zlib，从一个特殊格式的文件里读入信息，并进行解压。解压后立即进行了模块导入。看解压的内容，'\33\r\r\n'刚好是 Python36 字节码的 MaigcNumber。可以推断这是实际运行的业务代码。类名、函数名都是能够从字节码里还原出来的。

然而，尝试了 python-uncompyle6 ，以及 python3.6里直接 dis.dis(data[16:]) 后，都失败了。
根据日志的 PyObject_Call 看到嵌入的解释器能够直接导入该字节码的。
一方面可以试试纯用 Python C API 接口，例如 PyObject_Dir 在嵌入的解释器里查，但是这样逆向写起来实在算不上方便；
一方面说不定能够用 PyRun_InteractiveLoop 调出交互命令行来，这样应该更加方便。
还有纯逆向直接调用 PyObject_Call，但是想想都觉得很麻烦。
如果接下来想要获得更大的自由度，应该考虑看一看 Python 字节码层面。直接摆弄解释器还是太底层了。

结论

本文介绍了一种 Hook Python 解释器底层函数进行逆向分析的方法，在解释器层面实现了获取特定值的劫持。这对于嵌入 Python 或者魔改了解释器的 Python 程序分析有一定的帮助。但个人感觉有点弄复杂了，希望各位大佬指教。