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[原创]Bluebox Security提报Android 绕过应用签名认证漏洞原理
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发表于: 2013-7-9 15:30
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本文章由Jack_Jia编写，转载请注明出处。
文章链接：http://blog.csdn.net/jiazhijun/article/details/9280995
作者：Jack_Jia 邮箱： 309zhijun@163.com
一、漏洞描述
安全公司 Bluebox Security 日前声称，他们在 Android 系统中发现了可能会对 99% 设备造成影响的漏洞。按照其说法，这个漏洞自 Android 1.6（Donut）以来就一直存在，恶意软件制作者可以在不破解加密签名的前提下利用它来修改合规 APK 的代码，可以绕过android应用的签名验证安全机制。
二、影响设备
理论上会影响android1.6至漏洞提报google时间点2013-02之间的所有设备。
三、漏洞原理
1、恶意APK如何在不修改应用签名情况下绕过android签名验证机制。
漏洞修复前后比对：（luni/src/main/java/java/util/zip/ZipFile.java）
在漏洞修复前Android未考虑到APK压缩文件中的重复entryName问题，这样恶意软件制作者就可以制作特定的APK包绕过Android APK包证书认证。
恶意APK软件包包含两个entryName="classes.dex"的文件,对应的数据分别为malicious.data和org.data，且malicious.data在压缩包字典中位于org.data之前。
由于APK解析中，当entryName相同时，后者会覆盖前者信息，这样就能顺利通过APK证书签名验证过程。
2、插入malicious.data绕过Android APK包证书验证后，如何工作呢？
android apk包经过验证合格后，就需要通过请求installed进程完成代码的优化。进过优化后的代码才是APP程序运行时加载的代码。
dex优化在dalvik2\dexopt\OptMain.cpp完成。
OptMain.cpp对apk压缩文件的处理是通过dalvik2\libdex\ZipArchiver.cpp来完成的。
通过分析ZipArchiver.cpp代码，底层对APK包解析可以存在相同entryName的文件而不会覆盖，且当根据文件名classes.dex提取压缩内容时，总是返回第一个名字匹配的数据，这样我们的插入的malicious.data就成了真正优化的代码。
经过以上两步，整个漏洞利用也就完成了。(以上逻辑暂未本人实际验证)
四、POC代码
开源POC:https://gist.github.com/poliva/36b0795ab79ad6f14fd8
五、相关链接
http://review.cyanogenmod.org/#/c/45251/
http://bluebox.com/corporate-blog/bluebox-uncovers-android-master-key/
http://cn.engadget.com/2013/07/04/bluebox-reveals-android-security-vulnerability/
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原理简述
由于ZIP格式允许存在两个或以上完全相同的路径，而安卓系统没有考虑这种场景。在该情况下，android包管理器校验签名取的是最后一个文件的hash，而运行APK加载的dex文件却是zip的第一个dex文件。 包管理器验证签名验的是最后一个（名字相同情况下）文件。 1. 解析zip的所有Entry，结果存到HashMap（key为路径，value为Entry）。  2. 由于HashMap.put在相同key的情况下，会把value更新，导致上述的HashMap在相同路径下，存储的一定是最后一个文件的Entry。  系统加载dex文件，加载的是第一个dex。 1. 查找dex的Entry用的是dexZipFindEntry。  2. dexZipFindEntry的实现是只要match就返回，所以返回的都是第一个文件。  CyanogenMod的修复原理 原代码： for (int i = 0; i < numEntries; ++i) { ZipEntry newEntry = new ZipEntry(hdrBuf, bin); mEntries.put(newEntry.getName(), newEntry); } 修补后： for (int i = 0; i < numEntries; ++i) { ZipEntry newEntry = new ZipEntry(hdrBuf, bin); String entryName = newEntry.getName(); if (mEntries.put(entryName, newEntry) != null) { throw new ZipException("Duplicate entry name: " + entryName); } } 关键代码为if (mEntries.put(entryName, newEntry) != null) { 该put为HashMap的put，key不存在返回null，反之返回原值。也就是说APK的Entry链存在2个或以上相同的路径即抛出异常 
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期待~
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支持
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