UPX

UPX (Ultimate Packer for eXecutables, englisch für Ultimativer Packer für ausführbare Dateien) ist ein freies (GNU General Public License) Packprogramm für ausführbare Dateien, das eine Reihe von Formaten unterstützt.

UPX
Basisdaten
Entwickler Markus F.X.J. Oberhumer, László Molnár & John F. Reiser
Aktuelle Version 4.2.2[1]
(3. Januar 2024)
Betriebssystem Windows, Linux, BSD, DOS, Atari
Programmiersprache Assembler, C++
Kategorie Encoder
Lizenz GPL
deutschsprachig nein
upx.github.io

UPX eignet sich besonders zur Komprimierung von Unix-ELF (32- und 64-Bit), DOS-EXE (16- und 32-Bit), Windows-PE (EXE und DLL) oder auch TOS-Dateien. Im Unterschied zu den mittels weitverbreiteter Komprimierungsverfahren (wie ZIP und RAR) komprimierten Dateien lassen sich mit UPX komprimierte Dateien normal (also ohne vorige Entpackung) ausführen.

Zweck der Komprimierung von ausführbaren Dateien sind verringerte Dateigrößen und unter Umständen kürzere Startzeiten im Vergleich zu einer unkomprimierten Datei. Die kürzeren Ladezeiten ergeben sich, wenn die zusätzlich benötigte Rechenzeit zur Dekomprimierung im Arbeitsspeicher weniger ins Gewicht fällt als das Laden der größeren Datei von der Festplatte oder über ein Netzwerk.

Vorteile dieses Programms gegenüber anderen seiner Art sind vor allem seine teilweise Quelloffenheit – es wird als freie Software (Open Source) vertrieben – seine plattformübergreifende Eigenschaft und seine hohen Packraten.

Packen ausführbarer Programmdateien

Bei der Kompression ausführbarer Programmdateien werden die Programmdaten gepackt und ihr ein Entpack-Programmteil (Decompressor) vorangehängt, der die eigentlichen Programmdaten entpackt und anschließend startet. Der Entpack-Programmteil ist ein eigenständiges Programm, das gepackte und ungepackte Programme für den durchschnittlichen Anwender ununterscheidbar macht, da für ihn zur Ausführung keine weiteren Schritte nötig sind.

Softwareproduzenten benutzen die Technik aus einer Vielzahl von Gründen; hauptsächlich um den sekundären Speicherbedarf ihrer Anwendungen zu senken, zumal UPX, da es speziell auf ausführbare Programmdateien ausgelegt ist, oft bessere Packraten erzielt als herkömmliche Datenkompressionslösungen wie ZIP, gzip oder bzip2. Das erlaubt es dem Hersteller, mit dem Speicherplatzbedarf ihrer Programme besser im Rahmen des Verbreitungsmediums zu bleiben oder den Zeit- oder Bandbreitenaufwand bei dem Zugriff über das Internet zu minimieren.

Ein weiterer Vorteil von UPX besteht darin, komplette Verzeichnisse (z. B. Programm und zusätzliche Daten, Libraries, Ressourcen) in einer Datei zu bündeln, was z. B. automatische Updates oder die Verteilung in Firmennetzen übersichtlicher, sicherer und einfacher machen kann.

Ab Version 3.09.1 werden erstmals auch unter Microsoft Windows 64-Bit (x86-64) Programmdateien und -Bibliotheken unterstützt. Diese Funktion gilt derzeit noch als experimentell[2].

Kompressionstechnik

UPX nutzt eine proprietäre Datenkompressionsbibliothek namens Not-Really-Vanished (NRV). Alternativ kann eine freie Implementierung des NRV-Algorithmus namens UCL verwendet werden. Zudem stehen auch LZMA und zlib als Kompressionsverfahren zur Wahl.

UCL und NRV wurden entworfen, um einfach genug zu sein, damit ein Dekompressor in nur wenigen hundert Bytes Code Platz findet. Bei UCL muss zum Entpacken kein zusätzlicher Speicher zugewiesen werden, was einen erheblichen Vorteil darstellt, da dadurch ein mit UPX gepacktes Programm keinen zusätzlichen Speicher benötigt.

Dekompression

UPX kennt beim Entpacken zweierlei Methoden: die Datei kann

  • direkt an Ort und Stelle im Arbeitsspeicher oder
  • in eine temporäre Datei entpackt werden.

Das direkte Entpacken in den Arbeitsspeicher stellt die überlegene Technik dar, ist jedoch nicht auf allen unterstützten Plattformen möglich. Auf den Plattformen, auf denen das direkte Entpacken nicht möglich ist, werden Temporärdateien verwendet, was zusätzlichen Overhead und andere Nachteile mit sich bringt, jedoch das Packen von Programmdateien jeglichen Formates erlaubt. Die Programmdaten werden in eine Temporärdatei entpackt, die dann zur Ausführung gebracht wird. Die Methode, in eine Temporärdatei zu entpacken, bringt eine Reihe von Nachteilen mit sich. Es werden spezielle Rechte wie suid übergangen, der Kommandozeilenparameter argv[0] (Abfrage des eigenen Dateinamens durch ein Programm) verliert seine Bedeutung und es wird Programmen unmöglich, Teile gemeinsam zu nutzen.

Verschleierung

Die Natur oder Funktion einer Programmdatei zu verschleiern ist manchmal erwünscht, um Reverse Engineering zu behindern. EXE-Packer können benutzt werden, um direktes Disassemblieren zu behindern, Zeichenketten zu verbergen und Signaturen zu verändern. UPX ist jedoch kein guter Schutz gegen Reverse-Engineering, da UPX-gepackte Programme durch UPX selbst wieder entpackt werden können und auch leicht durch Debugger/Dumper wiederhergestellt werden können.

Unveränderte UPX-gepackte Programme werden häufig von Antivirenprogrammen als solche erkannt und entpackt.

Nachteile

Zum einen können manche Hilfsprogramme Programmbibliotheks-Abhängigkeiten des gepackten Programms nicht mehr erkennen, da nur noch der statisch gelinkte Dekompressionsteil sichtbar ist. Weiterhin kann UPX die Initialisierungszeiten von Programmen verlängern. Manche Antivirenprogramme behandeln laufzeitkomprimierte Programmdateien als Viren.

UPX-komprimierte Programmdateien haben zudem größere Auswirkungen auf die Systemressourcen. Das Betriebssystem kann kein dekomprimiertes Abbild direkt vom Datenträger lesen (siehe Virtuelle Speicherverwaltung), wie es das im Falle von unkomprimierten ausführbaren Dateien macht. Stattdessen reserviert der UPX-Dekompressor einen Speicherbereich für die entpackten Daten, der zugeordnet bleibt, solange die Programmdatei geladen ist, vergleichbar mit Speicherbereichen für sonstige Daten, die während der Laufzeit anfallen. Will das Betriebssystem im Rahmen des Swappings Teile des Programms aus dem Arbeitsspeicher entfernen, muss es zunächst diese Teile in einen Auslagerungsspeicher schreiben. Auch wird das Wiederverwenden der Ressourcen, wenn mehrere Instanzen desselben UPX-komprimierten Programms geladen sind, verhindert, oder bei Verwendung von KSM zumindest erschwert.

Unterstützte Formate

Siehe auch

Einzelnachweise
  1. Release UPX 4.2.2. 3. Januar 2024 (abgerufen am 3. Januar 2024).
  2. UPX Versionshistorie
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