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[原创]Android 应用多开对抗实践
发表于: 2019-10-25 18:29 34149

[原创]Android 应用多开对抗实践

Amun 活跃值
2019-10-25 18:29
34149

白天午睡梦到些以前给某行业安全峰会写了材料，醒来后把记得的部分重新整理一下，分享出来给大家，尽量写得简洁明了。

未必准确，仅供参考，欢迎纠正补充

多用户功能

多用户模式主要用到 UserManager 相关类，切换不同的用户，在不同的用户下运行 App，实现多开。最直观的例子是 Android 手机上的 多用户 功能， 手机分身 功能，以及 am switch-user 命令，这种简单粗暴的用法会将 Android 服务都运行一份，如果只用于应用多开，且不说资源消耗，切换用户是在麻烦。

在 Android 5.0 在基于多用户功能 添加了 Android for work 功能，可以在同一个桌面启动器下使用受限用户启动 APP，不再需要切换界面。同时将权限开发给了非系统应用。

chroot

UNIX 的 chroot 系统调用在 Android 上也能用，需要 root 权限。在本地挂载运行精简版系统镜像，使用远程桌面软件如 VNC 等访问本地多开的系统。尚未发现发行版 APP，可能在 ARM 服务器云手机中用到。

在用户级的多开技术中，还可以在按设计用途划分出三类

具体实现原理大家可以翻论坛里的 精品贴，这里不多描述。

值得一提的是，某云手机团队的 "虚拟大师" 产品，实现在用户态运行了一个精简版的 Android 系统镜像，在系统库中拦截了几乎所有系统调用，使用类似前文提到的 chroot 挂载系统镜像的方法运行，有兴趣的同学可以看一看。

仅多用户方案的多开，忽略 chroot /lxc

一行代码完事了？

完事了，真的完事了。

但是为什么？

Android 系统中，如果开启了多用户模式，会存在一个主用户和若干受限用户。

把 MIUI 的 "手机分身" 和 "应用双开" 功能都打开，可以看到有三用户，0、11 和 999，分别对应主用户、"手机分身" 和 "应用双开"

使用多用户模式实现的多开，在客户端中可以通过 Android SDK 的 UserManger 类判断当前运行 APP 的用户是否为主用户和受限用户

顺着线索，找到 UserHandler 类

可看到通过 uid/100000 获得 Android 的 UserId，同时通过其它 final 字段和相关注释得知 OWNER/SYSTEM/ADMIN 的 UserId 是 0，因此我们可以通过 uid/100000 为 0 判断为主用户，非主用户直接判为多开即可。

使用上文提到的 MIUI 中的 "应用双开" 功能，在进程中找到 UserId 999 运行的进程，因为第一列显示成了用户名，进 /proc/${PID}/status 查看进程 uid。uid / 100000 是 999，没毛病。

测试代码一

测试代码二

dataDir 目录的父级目录理论上归属 system 用户或 root 用户，除非是系统应用，否则不能访问。

补充

为什么使用 dataDir 而不是 nativeLibraryDir 或 sourceDir 呢？

看 nativeLibraryDir 和 sourceDir 目录所在的位置，base.apk 权限 rw-r-r--r--任意用户读取，lib 目录权限 rwxr-xr-x 任意用户读取和执行

而 dataDir 的目录权限 rwx------，私有不公开

因此，对于用户级多开软件来说，仅是实现多开功能，完全可以复用原本的 base.apk 和 lib，不需要在自己目录中释放一份，而 dataDir 目录却是必须要另外准备的。

代码放 APP 里跑一遍看看

测试代码一结果

emmm，看来三六零在文件系统上的功能做得挺完善的，access 访问 dataDir 的父目录时返回了 -1 (errno: 13 Permission denied)，其它的没什么问题

测试代码二结果

到底还是我高估了三六零。。。

上面给的两份代码容易被绕过，稍微换个姿势，获取到真实的路径，再利用父级目录进行检测。

由于睡懵了忘记了细节，这里用 Java 写了份 "伪" 代码，由于没能绕过 hook，多少会存在瑕疵，但是原本的 ASM 代码绕过各种 Hook，达到通杀

两个关键技术点：Binder IPC 拦截 、系统函数拦截

两个直观特征：沙盒破损、共享 UID

Binder IPC 拦截用于重定向 APP 与 Android 系统服务、其它应用的远程调用；

系统函数拦截主要用于重定向 I/O 操作，如果搞定所有 libc 函数，再配合修改过的 linker ，可以在一定程度上仿真 Linux 系统；

在用户级的多开中，没有系统的支持，缺少沙盒机制，应用的数据目录一般内嵌在宿主的数据目录中。同时，在同一个用户级多开软件中，内部的 APP 共享宿主的 UID，意味着他们都具有相同的权限，在系统层面上可以相互访问。因此，围绕这点，除了上文给出的方法外，还有三百六十五天不重复的姿势能够检出用户级的多开。

如果己方有用户级的多开辅助工具，需要在 前端 检测上添加白名单，通常有三种白名单：

前端白名单会成为一个很好的攻击点，需要相关业务的后端一起配合来弥补

不要觉得各种 “奔放稳定框架” 稳，只是厂商在权衡 KPI 之后的围三阙一，老大哥可以用各种姿势虎摸狗头。

附件提供 demo，欢迎把玩，欢迎补充。

PS: 看雪的 markdown 不支持 mermaid，又不想贴图，于是把 PDF 送上

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

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Rprop
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2 楼
确实有不少方法可以检测多开, 从业务安全逻辑上允许用户多开才是最好的防范
2019-10-25 18:44
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白菜大哥
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3 楼
rrrfff 确实有不少方法可以检测多开, 从业务安全逻辑上允许用户多开才是最好的防范
公孙策 好难见一次。
2019-10-25 22:18
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mb_aoooaosd
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学习到了，感谢楼主
2019-10-26 11:13
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v0id_
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看到 “奔放稳定框架” 我会心一笑
2019-10-26 19:04
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暗街之王
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后记才是本文最大亮点

另外readSymbolicLink可以改linux的readlink读，估计这就是笔者说的ASM大概思路把
2019-10-26 21:00
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krash
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7 楼
rrrfff 确实有不少方法可以检测多开, 从业务安全逻辑上允许用户多开才是最好的防范
在理,微信中貌似就有适配多开和xposed框架的代码
2019-10-26 21:18
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rawer886
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8 楼
krash 在理,微信中貌似就有适配多开和xposed框架的代码
记得微信不允许多开吧，还是已经改了？
2019-10-27 20:45
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冰眼
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多开方案都是对抗性质，真实的场景要复杂的多，这个就是玩具啊
2019-11-8 20:14
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koftnt
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10 楼
暗街之王 后记才是本文最大亮点 另外readSymbolicLink可以改linux的readlink读，估计这就是笔者说的ASM大概思路把
试过linux的readlink不行啊
2020-4-1 14:48
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Amun
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11 楼
koftnt 试过linux的readlink不行啊
姿势不对，不要使用 C 函数库的 readlink
2020-4-14 16:18
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LivedForward
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楼主的ASM代码是指C++中的ASM还是Java中的呢？
2020-5-21 15:08
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13 楼
那用什么，命令行？
2020-5-22 19:25
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14 楼
其中有一个“A[dataDir的fd] --> B[fd反查真实路径]”这个是什么意思，尤其是怎么得出B的路径的呀，我这边本打算使用C语言来模拟Java来写，但是int fd = open(testPath.c_str(), O_WRONLY | O_CREAT | false ? O_APPEND : O_TRUNC); 返回后的fd为-1；但是Java那边确实是fd不等于-1的，所以特别想问下这个问题，其中的技术原理我应该怎么弄清楚呢，对这块不是很懂。
2021-11-15 19:17
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感谢分享
2021-11-17 09:20
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16 楼
我自己用asm实现了一套简单的io函数，但是还是不对，int fd = __openat(AT_FDCWD, testPath.c_str(), O_WRONLY | O_CREAT | false ? O_APPEND : O_TRUNC, 0);返回后的fd还是为-1，真不知道哪里出了问题，有点怀疑是open函数中的flag的值写的有点问题吧，真不知道哪里有问题了，其次最主要的是那个问题我也没有找到答案。
2021-11-17 11:32
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TUGOhost
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17 楼
好吧，我弄出来了，还是很感谢大佬提供的思路的。上面的问题是我的问题，因为Java中的FileOutputStream在new的时候会对不存在的文件进行新建，所以我那个openat的flag是没啥问题，不过我后来改成了O_RDWR | O_CREAT | O_TRUNC。这样就可以写入了，我之所以写成O_WRONLY | O_CREAT | false ? O_APPEND : O_TRUNC完全是看了FileOutputStream的源码，其中它这个flag就是这么写的，所以我直接照抄。然后起最后的mode，FIleOutputStream中mode为0，我也写成0，但是一直是fd为-1，所以我将mode改成0640，这样fd就不为-1了，后面的流程就正常运行了。
2021-11-17 14:38
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18 楼
// --- Java ---
import java.io.File;
boolean isDualApp(String dataDir){
    return new File(dataDir + File.separator + "..").canRead();
}
看了源码，最终也是调用acess()函数，为什么检测结果会不一样呢
2022-12-16 16:39
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Amun
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学编程 // --- Java --- import java.io.File; boolean isDualApp(String dataDir){ return new File(dataD ...
证明这个多开容器的 I/O Hook 不够全
2022-12-19 15:38
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学编程
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20 楼
Amun 证明这个多开容器的 I/O Hook 不够全
我的意思是说，通过查看Android源码，canRead的流程最终是要走到access函数，那方式二的效果应该是等同于方式一的。 不应该会出现文中的结果。

测试代码一

// --- C++ ---
#include <unistd.h>
#include <sys/stat.h>
#include <string>
bool isDualApp(std::string dataDir) {
    return 0 == access((dataDir + "/../").c_str(), R_OK);
}
测试代码二
// --- Java ---
import java.io.File;
boolean isDualApp(String dataDir){
    return new File(dataDir + File.separator + "..").canRead();
}
2022-12-21 14:58
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万里星河
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mark
2023-8-28 23:08
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