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[分享]Hook Android C代码基础总结
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发表于: 2016-9-25 20:51
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这几天自己开始深入来学习Cydia Substrate这个框架在Hook Android C上的使用，但一开始对Android native的开发不怎么了解，所以直接通过学习这方面的博文容易碰壁
，碰到的问题没有相应的思路来很好解决、实现。便先学习了Android native开发方面的知识，这里给大家推荐一篇Android native的学习博文，讲的很详细：Android 开发 之 JNI入门
下边是我学习Hook Android C的知识总结，希望可以给学习这方面的初学者有些帮助，也希望大牛们可以多多指点。
参考学习的英文博文：Substrate - hooking C on Android
实验apk在附件中
hook Android C代码
创建一个目标apk
编写目标项目，用于本次实操过程的hook对象
1.创建项目
android create project --target android-23 --path targetapp --package com.example.targetapp --activity Mainactivity
//执行命令，在当前目录下创建Android项目
2.编写C程序
在项目下创建jni目录，并新建targetlib.c文件，其代码如下：
其中doThings()方法将对应Java层中的声明的native daThings(),而arc4random()是系统上的仿生标准库(bionic standard library)，生成随机数
3.编写Android.mk
用于编译生成targetlib库文件
4.Java层编写
5.编译、调试运行、安装程序
在jni目录下，执行ndk-build进行库文件的编译
然后在项目目录下，执行ant debug进行项目的调试运行，生成apk
adb install ./bin/Mainactivity-debug.apk //安装apk
程序打印结果如下：
6.查看库文件中的exported symbols
nm -aDC --defined-only libs/armeabi-v7a/libtargetLib.so //显示库文件所暴露的符号
忽略其中_的符号，该库文件暴露了下边两个方法
00000e95 T Java_com_example_targetapp_Mainactivity_doThings
00000e6d T getAge
这些暴露出来的方法将可以直接被其他程序或库文件调用
nm -aDCu libs/armeabi-v7a/libtargetLib.so //显示库文件中未定义的请求符号
这样可以查看库文件所调用其他库的符号，可以看到库文件调用了arc4random()
创建Substrate模块
编写Substrate扩展模块来hook上边库文件中的arc4random()方法，修改其返回值，使其返回固定值
1.创建项目
android create project --target android-23 --name Hooknative --package com.example.hooknative --path Hooknative --activity Mainactivity
//创建hook项目
2.修改AndroidManifest.xml
声明权限：cydia.permission.SUBSTRATE，设置android:installLocation和android:hasCode
3.编写C++程序
在项目目录下，创建jni目录并新建***.cy.cpp文件，以最后编译生成.cy.so文件才能被Substrate框架所链接到。代码如下：
通过MSConfig()方法来配置过滤对象，这里是可执行文件，参数2应为文件的绝对路径，再调用MSHookFunction()方法来hook其中的arc4random()方法
4.编译、调试运行、安装模块
在jni目录下，执行ndk-build进行库文件的编译
然后在项目目录下，执行ant debug进行项目的调试运行，生成apk
adb install ./bin/Hooknative-debug.apk //安装apk
然后通过Substrate链接模块，重启系统，或执行下边命令重启zygote
adb shell setprop ctl.restart zygote
修改后，打印结果如下：
hook库文件内部暴露方法
编写Substrate模块来hook库文件中暴露的内部方法，进行修改返回值操作
可在上边C++源文件中添加下边代码，进行hook操作
这里我们使用lookup_symbol()这个定义的方法来查找getAge()方法在库文件libtargetLib.so在的地址，需要注意的是我们的Substrate模块将会在作为所有进程初始化的孵化器zygote中第一个被加载，这时候库文件libtargetLib.so还没被加载到进程空间，直接查找其暴露的方法是行不通的。这里通过dlopen()方法人为的打开和加载在zygote的内存中的ELF二进制文件，并通过dlsym()方法来找到库文件中的暴露方法。同时Substrate也提供MSGetImageByName()和MSFindSymbol()来实现相同的功能。
hook结果输出如下：
hook内部non-exported方法
1.将内部方法getAge()设置为non-exported
在C++程序中将getAge()设置为static，则方法就不会暴露出来给其他程序直接调用
通过nm -aDC --defined-only libs/armeabi-v7a/libtargetLib.so将不会打印出：
00000e6d T getAge
当然由于doThings()方法要被Java层调用，所以仍是暴露的。由于getAge()设置为static，所以上边的模块将不再hook到该方法，结果输出如下：
2.静态分析定位non-exported方法
使用IDA pro工具打开libtargetLib.so库文件，可以定位到其中getAge()方法对应的汇编程序如下：
其中的sub_E48就是对于getAge()，由图可得出sub_E48对应的地址为0xE48，但这不是方法getAge()在库文件中的地址，而是基于库文件基地址的偏移量，所以应先找出库文件的基地址，然后加上方法的偏移量便可确定方法的地址。
3.获取库文件的基地址
通过将库文件加载到zygote的内存空间，然后通过/proc/self/maps来读取其基地址
4.hook non-exported方法
其中之所以在基地址上加上0xE48+1，是因为这里在运行在thumb体系下，+1使地址为奇数对应thumb
5.hook结果如下：
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