小探 GI global-metadata
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小探 GI global-metadata

算是博客的第一篇正式文章。

最近尝试了一下原神私服，在弄模型替换的时候出了点问题，正好借此机会对游戏做一点探索。

内容已过时！

距本文撰写时已过去较长时间，最新版本的游戏保护方式已经升级，且这篇文章主要是我自己鼓捣的记录，目前已经没有什么价值了。

起因

想要在游戏中进行模型替换需要一个叫做 Melonloader 的框架，但这个框架在 2.7 版本中无法使用了[1]。查看产生的 log 可以发现该问题出在 Il2CppDumper 上：

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[20:57:40.389] Executing Il2CppDumper...
[20:57:40.392] "C:\Users\Miguel\Downloads\GrassCutPer\Genshin Impact\Genshin Impact Game\MelonLoader\Dependencies\Il2CppAssemblyGenerator\Il2CppDumper\Il2CppDumper.exe" "C:\Users\Miguel\Downloads\GrassCutPer\Genshin Impact\Genshin Impact Game\YuanShen_Data\Native\UserAssembly.dll" "C:\Users\Miguel\Downloads\GrassCutPer\Genshin Impact\Genshin Impact Game\YuanShen_Data\Native\Data\Metadata\global-metadata.dat"
[20:57:40.766] Initializing metadata...
[20:57:46.401] System.InvalidOperationException: 序列不包含任何元素
[20:57:46.401]    在 System.Linq.Enumerable.Max[TSource](IEnumerable`1 source)
[20:57:46.402]    在 Il2CppDumper.Metadata.<>c.<ProcessingMetadataUsage>b__38_0(KeyValuePair`2 x)
[20:57:46.403]    在 System.Linq.Enumerable.WhereSelectEnumerableIterator`2.MoveNext()
[20:57:46.404]    在 System.Linq.Enumerable.Max[TSource](IEnumerable`1 source)
[20:57:46.405]    在 Il2CppDumper.Metadata.ProcessingMetadataUsage()
[20:57:46.406]    在 Il2CppDumper.Metadata..ctor(Stream stream, StringDecryptionData decData, String nameTranslationPath)
[20:57:46.407]    在 Il2CppDumper.Program.Init(String il2cppPath, String metadataPath, String nameTranslationPath, Metadata& metadata, Il2Cpp& il2Cpp)
[20:57:46.408]    在 Il2CppDumper.Program.Main(String[] args)
[20:57:46.419] Executing Il2CppAssemblyUnhollower...
...
[20:57:46.516] [ERROR] 未经处理的异常:  System.IO.DirectoryNotFoundException: 未能找到路径“C:\Users\Miguel\Downloads\GrassCutPer\Genshin Impact\Genshin Impact Game\MelonLoader\Dependencies\Il2CppAssemblyGenerator\Il2CppDumper\DummyDll”的一部分。
...

经过一番搜索后，我发现这个 Il2CppDumper 实际上是被修改过的，原本的 Il2CppDumper 只能解析出 unity 正常生成的 global-metadata.dat，但游戏将 global-metadata.dat 文件进行了一些混淆，所以不将其解密是无法成功将元数据导出来的。Il2CppDumper 大概的作用就是把经过 Il2Cpp 转换后需要用到的符号还原出来并生成一系列 dll 文件，而 Melonloader 的运行应该需要用到这些 dll 文件。

这样看来应该是 2.7 版本的混淆方法有了变化，导致这个针对之前设计的 Il2CppDumper 没法正确解密了。虽然静等作者更新这个程序也不是不行，但刚好我之前有过探索下这个游戏背后的程序结构之类的想法，于是就打算自己分析分析看看能不能把这个解密方法修复下。

行为

用二进制编辑器看了下 metadata 文件，头部的标志已经没有了，和之前版本的对比了下也没看出来什么门道。我首先想到的是抓抓系统调用看看打开 metadata 文件的前后发生了些啥，然而抓了后又把 map/read 之类操作和 metadata 文件对了下，依然看不出什么东西，显然这种简单的分析是完全没用的。更诡异的是运行几次后连 read 都抓不到了，难不成这东西还有缓存的？

Process Monitor 记录

分析 UserAssembly.dll

于是把 UserAssembly.dll 丢进 ida 分析了下。直接搜索字符串 global-metadata，找到了看起来可能是打开文件的地方：

疑似打开文件

于是我参考了网上相关文章研究了下，怀疑到下面有一处调用的解密函数，这个函数初始化在一个导出函数中，其中还初始化了另一个函数。

初始化解密函数

不过解密函数目前来看都不在这个 dll 中，四处翻了翻后我就暂时结束了对 UserAssembly.dll 的探索。

分析 Il2CppDumper

接下来我把目光转向了 Il2CppDumper，想通过它分析下之前版本的 metadata 是怎么解密出来的（没找到这个被修改过的 Il2CppDumper 源码）（更新：其实是有源码的，在另一个仓库）。于是把他丢进 ida，搜索打印的 log 字符串 “Initializing metadata…”，很快我就发现了一个叫做 DecryptMetadata 的函数，显然是解密函数：

DecryptMetadata

ida 好像反汇编不了 .net 的程序，换个反编译工具 dnSpy，这下源码基本完全解析出来了。首先动态调试了下，找到异常抛出的位置向前回溯，发现问题出自 header.metadataUsageListsCount 为 0，这个 header 又是通过之前解密的 metadata 数据初始化出来的，这样看 metadata 果然还是没有被正确解密。

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public static MetadataDecryption.StringDecryptionData DecryptMetadata(byte[] metadata)
{
	MetadataDecryption.DecryptMetadataBlocks(metadata);
	return MetadataDecryption.DecryptMetadataStringInfo(metadata);
}

细看第一个解密函数 DecryptMetadataBlocks，先是从文件后部复制了点数据，之后做了个比较。奇怪的是这个比较通过了，我又在二进制编辑器里对了下这个值，确实是对的，看来加密逻辑没有变动太多？

第一个解密函数
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private static void DecryptMetadataBlocks(byte[] metadata)
{
	byte[] array = new byte[16384];
	Buffer.BlockCopy(metadata, metadata.Length - array.Length, array, 0, array.Length);
	if (array[200] != 46 || array[201] != 252 || array[202] != 254 || array[203] != 44)
	{
 		throw new ArgumentException("*((uint32_t*)&footer[0xC8]) != 0x2CFEFC2E");
	}

后面主要就是数据复制，用异或方法压缩出了一个 key，之后又异或了一堆奇怪的预定义的值。看来之前加密的逻辑主要还是异或，还用到了一些预先定义好的数据。到这里感觉从 Il2CppDumper 也不再能看出太多了。

搭建主程序调试环境

推测下解密函数很有可能应该在主程序 YuanShen.exe 里面了，研究了下找到个方法能通过调试器直接启动游戏本体进私服，方便之后调试。（更新：其实只要用的是 Fiddler 这种抓包软件就行了，效果一样且更方便）

修改 GrassClipper 的 scripts/private_server_launch.cmd，找到这里：

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:: Launch game
"%GAME_PATH%"

把 "%GAME_PATH%" 这部分注释掉，加个 pause。之后启动先把 grasscutter 服务端跑起来，然后在命令行运行这个脚本，带上下面这些参数：

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private_server_launch.cmd 127.0.0.1 443 true "<YuanShen.exe 路径>" "<GrassClipper 路径>" false true

这里服务地址端口都是默认的配置，之后这个脚本会把代理开起来，接下来直接运行游戏本体就能进私服了，关闭记得在终端输入字符把剩下的关闭流程跑完，否则代理设置不会被清除掉没法正常联网。

搭好调试环境后，我发现这游戏主程序加了壳的没法直接调试（废话），想在游戏过程中挂 x64dbg 也挂不上，不知道用了什么魔法。另外游戏会不断检查并尝试杀掉 x64dbg 等调试器，启动时也会检查，以及如果杀不掉甚至游戏直接退出。所以这个部分遇到了点困难。

本体有 vmp 壳

尝试新的 Il2CppDumper

回来更新文章了，发现已经有人更新了针对 2.7+ 版本的 Il2CppDumper[2]，所以尝试直接用它替换掉原本的 Il2CppDumper。

运行后 Il2CppDumper 成功生成了 DummyDll，但是还是有其他错误，下面是比较关键的部分：

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[01:25:26.036] ------------------------------
[01:25:26.037] Game Name: 原神
[01:25:26.037] Game Developer: miHoYo
[01:25:26.038] Unity Version: 2017.4.30f1
[01:25:26.038] Game Version:
[01:25:26.039] ------------------------------
[01:25:26.379] Preferences Loaded!
[01:25:26.398] [Il2CppUnityTls] Patching mono_unity_get_unitytls_interface...
[01:25:26.401] Loading Plugins...

[01:25:26.409] ------------------------------
[01:25:26.409] No Plugins Loaded!
[01:25:26.410] ------------------------------
[libil2cpp] Failed to resolve 3441514353 at startup
[libil2cpp] Failed to resolve 2641773275 at startup
[libil2cpp] Failed to resolve 3753878500 at startup
[libil2cpp] Failed to resolve 1688788800 at startup
[libil2cpp] Failed to resolve 226400704 at startup
[libil2cpp] Failed to resolve 58785463 at startup
[libil2cpp] Failed to resolve 1939797683 at startup
[libil2cpp] Failed to resolve 2903149294 at startup
...

[00:50:23.258] "C:\Users\Miguel\Downloads\gi-priv\games\gi_2.7.0_self\Genshin Impact Game\MelonLoader\Dependencies\Il2CppAssemblyGenerator\Il2CppAssemblyUnhollower\AssemblyUnhollower.exe" "--input=C:\Users\Miguel\Downloads\gi-priv\games\gi_2.7.0_self\Genshin Impact Game\MelonLoader\Dependencies\Il2CppAssemblyGenerator\Il2CppDumper\DummyDll" "--output=C:\Users\Miguel\Downloads\gi-priv\games\gi_2.7.0_self\Genshin Impact Game\MelonLoader\Dependencies\Il2CppAssemblyGenerator\Il2CppAssemblyUnhollower\Managed" "--mscorlib=C:\Users\Miguel\Downloads\gi-priv\games\gi_2.7.0_self\Genshin Impact Game\MelonLoader\Managed\mscorlib.dll" "--unity=C:\Users\Miguel\Downloads\gi-priv\games\gi_2.7.0_self\Genshin Impact Game\MelonLoader\Dependencies\Il2CppAssemblyGenerator\UnityDependencies" "--gameassembly=C:\Users\Miguel\Downloads\gi-priv\games\gi_2.7.0_self\Genshin Impact Game\YuanShen_Data\Native\UserAssembly.dll" "--add-prefix-to=ICSharpCode" "--add-prefix-to=Newtonsoft" "--add-prefix-to=TinyJson" "--add-prefix-to=Valve.Newtonsoft" "--no-xref-cache"
[00:50:23.348] Reading assemblies... 
[00:50:23.538] Done in 00:00:00.1889345
[00:50:23.539] Reading system assemblies... 
[00:50:23.552] Done in 00:00:00.0138266
[00:50:23.553] Reading unity assemblies... 
[00:50:23.563] Done in 00:00:00.0100095
[00:50:23.564] Creating rewrite assemblies... 
[00:50:23.584] Done in 00:00:00.0218627
[00:50:23.585] Computing renames... 
[00:50:23.616] [ERROR] 
[00:50:23.657] [ERROR] 未经处理的异常:  Mono.Cecil.AssemblyResolutionException: Failed to resolve assembly: 'System.Private.CoreLib, Version=5.0.0.0, Culture=neutral, PublicKeyToken=7cec85d7bea7798e'
[00:50:23.658] [ERROR]    在 Mono.Cecil.BaseAssemblyResolver.Resolve(AssemblyNameReference name, ReaderParameters parameters)
[00:50:23.659] [ERROR]    在 Mono.Cecil.DefaultAssemblyResolver.Resolve(AssemblyNameReference name)
[00:50:23.659] [ERROR]    在 Mono.Cecil.MetadataResolver.Resolve(TypeReference type)
[00:50:23.660] [ERROR]    在 Mono.Cecil.TypeReference.Resolve()
[00:50:23.661] [ERROR]    在 AssemblyUnhollower.Passes.Pass05CreateRenameGroups.NameOrRename(TypeReference typeRef, RewriteGlobalContext context)
[00:50:23.662] [ERROR]    在 AssemblyUnhollower.Passes.Pass05CreateRenameGroups.GenericNameToStrings(TypeReference typeRef, RewriteGlobalContext context)
[00:50:23.663] [ERROR]    在 AssemblyUnhollower.Passes.Pass05CreateRenameGroups.GetUnobfuscatedNameBase(RewriteGlobalContext context, TypeDefinition typeDefinition, Boolean allowExtraHeuristics)
[00:50:23.664] [ERROR]    在 AssemblyUnhollower.Passes.Pass05CreateRenameGroups.ProcessType(RewriteGlobalContext context, TypeDefinition originalType, Boolean allowExtraHeuristics)
[00:50:23.665] [ERROR]    在 AssemblyUnhollower.Passes.Pass05CreateRenameGroups.ProcessType(RewriteGlobalContext context, TypeDefinition originalType, Boolean allowExtraHeuristics)
[00:50:23.665] [ERROR]    在 AssemblyUnhollower.Passes.Pass05CreateRenameGroups.DoPass(RewriteGlobalContext context)
[00:50:23.666] [ERROR]    在 AssemblyUnhollower.Program.Main(UnhollowerOptions options)
[00:50:23.667] [ERROR]    在 AssemblyUnhollower.Program.Main(String[] args)
[00:50:25.289] Done in 00:00:01.7042110


[00:50:25.370] Loading Mods...
[00:50:25.389] [ERROR] No MelonInfoAttribute Found in C:\Users\Miguel\Downloads\gi-priv\games\gi_2.7.0_self\Genshin Impact Game\Mods\ClassLibrary3.dll

...

[00:50:25.499] [ERROR] Field internalEncoding was not found on class StreamWriter
[00:50:25.500] [ERROR] Field internalStream was not found on class StreamWriter
[00:50:25.502] [ERROR] Field iflush was not found on class StreamWriter
[00:50:25.503] [ERROR] Field byte_buf was not found on class StreamWriter
[00:50:25.504] [ERROR] Field byte_pos was not found on class StreamWriter
[00:50:25.504] [ERROR] Field decode_buf was not found on class StreamWriter
[00:50:25.505] [ERROR] Field decode_pos was not found on class StreamWriter
[00:50:25.506] [ERROR] Field DisposedAlready was not found on class StreamWriter
[00:50:25.506] [ERROR] Field preamble_done was not found on class StreamWriter
[00:50:25.507] [ERROR] Field internalFormatProvider was not found on class TextWriter

这里放的 log 比较多，大部分内容在之前的 log 中也是有的，不同的部分在于 Il2CppDumper 生成 DummyDll 后接着又运行的 Il2CppAssemblyUnhollower 给出的错误。

从 trace 来看 AssemblyUnhollower 又用到了 Mono.Cecil 这个库，在该库中抛出了一个异常。除此之外开头部分的 libil2cpp 也还不清楚是谁打印的，这部分错误从一开始就存在，且没有被写入 log 文件中，可能比较特殊。

于是我又从网上找了一个 Il2CppAssemblyUnhollower 源码，这个原仓库应该是没了，链接的是镜像站。抱着试一试的心态编译了一下，发现并没有出现类似报错，不过出现了 methods failed to restore 的情况，不知道是否正常。

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Reading assemblies...
Done in 00:00:00.2249948
Reading system assemblies...
Done in 00:00:00.0138076
Reading unity assemblies...
Done in 00:00:00.0249082
Creating rewrite assemblies...
Done in 00:00:00.0095615
Computing renames...
Done in 00:00:00.0759375
Creating typedefs...
Done in 00:00:00.3707064
Computing struct blittability...
Done in 00:00:00.0270083
Filling typedefs...
Done in 00:00:00.0354803
Filling generic constraints...
Done in 00:00:00.0068350
Creating members...
Done in 00:00:04.5136379
Scanning method cross-references...
Done in 00:00:01.7303552
Finalizing method declarations...
Done in 00:00:10.2081680
0 total potentially dead methods
Filling method parameters...
Done in 00:00:00.7021279
Creating static constructors...
Done in 00:00:02.1416967
Creating value type fields...
Done in 00:00:00.1698024
Creating enums...
Done in 00:00:00.0984626
Creating IntPtr constructors...
Done in 00:00:00.1559927
Creating type getters...
Done in 00:00:00.2090254
Creating non-blittable struct constructors...
Done in 00:00:00.0172973
Creating generic method static constructors...
Done in 00:00:00.0622003
Creating field accessors...
Done in 00:00:03.4009610
Filling methods...
Done in 00:00:03.5433611
Generating implicit conversions...
Done in 00:00:00.0293020
Creating properties...
Done in 00:00:00.2467474
Unstripping types...
Done in 00:00:00.0325269
Unstripping fields...

286 fields restored
7 fields failed to restore
Done in 00:00:00.0090604
Unstripping methods...

7760 methods restored
213 methods failed to restore
Done in 00:00:00.3213333
Unstripping method bodies...

IL unstrip statistics: 3567 successful, 594 failed
Done in 00:00:00.1510770
Generating forwarded types...
Done in 00:00:00.0416483
Writing xref cache...
Done in 00:00:00.0073933
Writing assemblies...
Done in 00:00:10.7976969
Writing method pointer map...
Done in 00:00:00.1345476
Done!

赶紧放到 MelonLoader 里试一下：

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[14:07:32.626] ------------------------------
[14:07:32.627] 4 Mods Loaded
[14:07:32.627] ------------------------------
[14:07:32.628] Camera Tools v1.0.6
[14:07:32.628] by portra
[14:07:32.631] SHA256 Hash: 12464c1f24f4267a3f75afc6a26f2148b7b0fd6a7d2c9607f8dac0c91d20ac50
[14:07:32.631] ------------------------------
[14:07:32.632] HideUIScript v1.0.0
[14:07:32.632] by Taiga74164
[14:07:32.633] SHA256 Hash: 2b272e95f1062d01800c4da58f7dee800aeb8726a47ec2da02507bfa82c31640
[14:07:32.634] ------------------------------
[14:07:32.634] Model Changer v0.0.8
[14:07:32.635] by portra
[14:07:32.638] SHA256 Hash: dd7c505195b0ea8151945b7e1dc66a1583fa9488c6175808da6957fbe20ecde1
[14:07:32.638] ------------------------------
[14:07:32.638] UnityExplorer v4.9.0
[14:07:32.639] by Sinai
[14:07:32.663] SHA256 Hash: 09f49edd0be7c2c1aecbb892e360230094fd172acac51dce8f75557f3873946a
[14:07:32.664] ------------------------------
[14:07:32.668] [ERROR] No Support Module Loaded!

游戏成功启动，但是 UnityExplorer 并没有加载，log 如上，之前的错误中除了 libil2cpp 的报错都已经消失了。

看这个错误是 mod 不受支持，在 MelonLoader 源码中找到了该打印的来源：

MelonLoader\SupportModule\SupportModule.cs
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if (Interface == null)
{
	MelonLogger.Error("No Support Module Loaded!");
	return false;
}

在里面加了一些打印：

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[15:12:28.210] [ERROR] Found: System.Collections.Generic.List`1[MelonLoader.SupportModule+ModuleListing]
[15:12:28.210] [ERROR] Found: C:\Users\Miguel\Downloads\gi-priv\games\gi_2.7.0_self\Genshin Impact Game\MelonLoader\Dependencies\SupportModules\Il2Cpp.dll
[15:12:28.211] [ERROR] Loading: C:\Users\Miguel\Downloads\gi-priv\games\gi_2.7.0_self\Genshin Impact Game\MelonLoader\Dependencies\SupportModules\Il2Cpp.dll
[15:12:28.213] [ERROR] Support Module [Il2Cpp.dll] threw an Exception: System.Reflection.TargetInvocationException: Exception has been thrown by the target of an invocation. ---> System.IO.FileNotFoundException: Could not load file or assembly 'netstandard, Version=2.1.0.0, Culture=neutral, PublicKeyToken=cc7b13ffcd2ddd51' or one of its dependencies.
  at (wrapper managed-to-native) System.Reflection.MonoMethod.InternalInvoke(System.Reflection.MonoMethod,object,object[],System.Exception&)
  at System.Reflection.MonoMethod.Invoke (System.Object obj, System.Reflection.BindingFlags invokeAttr, System.Reflection.Binder binder, System.Object[] parameters, System.Globalization.CultureInfo culture) [0x00032] in <e1319b7195c343e79b385cd3aa43f5dc>:0
   --- End of inner exception stack trace ---
  at System.Reflection.MonoMethod.Invoke (System.Object obj, System.Reflection.BindingFlags invokeAttr, System.Reflection.Binder binder, System.Object[] parameters, System.Globalization.CultureInfo culture) [0x00048] in <e1319b7195c343e79b385cd3aa43f5dc>:0
  at System.Reflection.MethodBase.Invoke (System.Object obj, System.Object[] parameters) [0x00000] in <e1319b7195c343e79b385cd3aa43f5dc>:0
  at MelonLoader.SupportModule.LoadInterface (System.String ModulePath) [0x00063] in <20bb3b548fca4badbe0683004df1b626>:0
  at MelonLoader.SupportModule.Setup () [0x000c3] in <20bb3b548fca4badbe0683004df1b626>:0
[15:12:28.214] [ERROR] Found: C:\Users\Miguel\Downloads\gi-priv\games\gi_2.7.0_self\Genshin Impact Game\MelonLoader\Dependencies\SupportModules\Mono.dll
[15:12:28.217] [ERROR] No Support Module Loaded!

看起来是和 Il2Cpp.dll 有关。

关于反调试

之前稍微试着用 x64dbg 调试了下，感觉它应该是通过 mhypbase.dll 这个东西实现反调试的，由他加载 mhyprot2.Sys 和 mhyprot3.Sys 这两个驱动。用 ScyllaHide 的默认配置似乎会导致程序跳到0地址。这方面经验不多就不写了。

更新：由于有其他事情很长时间没有再研究这个问题，之后应该不会更新这篇文章了。如果有新进展会另开一篇。

  1. 该问题的 Github Issue ↩︎

  2. 2.7+ 版本的 Il2CppDumper ↩︎

小探 GI global-metadata

https://universesaurora.top/2022/06/10/gi_research_metadata/

作者

浮枕

发布于

2022-06-10

更新于

2022-07-18

许可协议

CC BY-NC-SA 4.0

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