PS:突然想起来好久没在看雪发过啦,这次就同步一下吧!!!
PS:该文已经首发于某公众号,介意者勿喷!!!
安卓的加固方案是从19年底开始写的,到现在为止差不多快一年了,写这个目的还是学习怎么脱壳,前几个月再看雪看到有人直接分析壳来学习,不过我感觉从加壳写起也是一种浪漫。因为个人原因,在类指令抽取壳哪里为半完成状态,在今年大概率没有时间接着修改了,在java层的加固就止于此吧!!!(PS:以后有时间会接着修改)
环境配置:
Android studio v3.5.3
华为G621-TL00 android v4.4.4
a、原理很简单,就是首先将我们的dex文件或者apk文件解密,然后利用DexClassLoader
加载器将其加载进内存中,然后利用反射加载待加固的apk的appkication,然后运行待加固程序即可,我画了个流程图详细说明如下:
b、上面说了大概原理,现在来说明一下具体细节,我们知道,在一个app开始运行的时候,第一个加载的类是ActivityThread
,该类有个关键属性currentActivityThread
,通过该属性能够获取到一系列其他关键的属性,例如mPackages
,通过该属性,我们可以获取到mClassLoader
属性,通过替换该属性我们可以替换系统加载器,如下所示:
接着来说怎么获取待加固apk的application,这个通过在脱壳apk的AndroidManifest.xml中使用meta-data
来获取,如下所示:
在然后就是怎么替换application,我们可以知道在android.app.LoadedApk类中有一个方法makeApplication
可以生成一个application,通过该方法生成一个application,然后通过替换android.content.ContentProvider
类中的mContext
属性完成application的替换,如下图所示:
ps:因为第一代壳网上一大堆,所以讲得很粗略,同时这也不是本文的重点!!!
通过上面的代码我们可以得到脱壳apk,然鹅待加固的apk放在哪里,网上大多放在脱壳dex的尾部,我又画了一张图,应该可以看图就懂了:
这个我采用通过python读取二进制然后重新计算chunksum和签名字段实现,代码入戏:
将上述apk重新签名后,安装运行,如下图所示:
运行时报错如下所示:
解决方案:报错显示无法实例化activity,经过检查是无法加载到正确格式的dex文件,检查你的解密代码,即使是你加密是象征型的异或了一个0xff,解密时也不能因为异或0xff值不变而不异或0xff。其次是打包成apk之前删除签名文件之后在签名!!!
大体原理和第一代壳相同,和第一代壳不同的是,第一代壳将dex文件解密出来会保存到文件中,在通过DexClassLoader加载进内存中,而不落地加载直接重写DexClassLoader
使其可以直接加载字节数组,避免写入文件中。我们要做的是重写DexClassLoader
,而这涉及到三个函数defineClass
、findClass
、loadClass
,在一个类被加载的时候,会先后调用这三个函数加载一个类,所以我们需要重写这三个函数,但是我们怎么在重写的过程中操控dex中的类(通过字节数组加载进来的并不能直接操控)?其实系统的DexClassLoader加载dex进入内存的也必然是通过字节加载的,而在系统so中的libdvm.so
中的openDexFile
可以直接加载dex文件,那么现在清楚了,我们可以通过编写so文件调用openDexFile
函数加载dex字节数组,值得注意的是,openDexFile
函数返回值为一个int
类型的cookie,可以简单理解成一个dex文件的'身份码',通过该'身份码'即可操控这个dex文件,至于怎么调用该函数,可以通过dlopen
和dlsym
函数调用,相关代码如下所示:
a、首先编写样本,这里我写了一个类和一个方法,作用就是打印一个特征字符串,如下所示:
b、将上面的样本打包成apk后提取出dex文件然后放置到assest文件夹下(该文件夹需要自己建立)供程序调用(ps:我这里图方便未对dex文件加密然后解密,有需要的可以加上),然后脱壳apk和上面的第一代壳没什么区别,唯一不同的是就是我们使用的是我们自己重写的DexClassLoader
,如下图所示:
c、运行截图如下:
a、报错java.lang.UnsatisfiedLinkError: Native method not found
解决方案:在配置文件中添加packagingOptions{
pickFirst "lib/armeabi-v7a/libtwoshell.so"
pickFirst "lib/arm64-v8a/libtwoshell.so"
pickFirst "lib/x86/libtwoshell.so"
pickFirst "lib/x86_64/libtwoshell.so"
}
,如下所示:
b、运行到加载dex文件中的方法时,app直接闪退
解决方案:重写的loadClass
方法有问题,不能通过直接super调用父类方法,而是应该通过反射调用defineClassNative
方法,如下所示:
a、什么是类指令抽取壳,从名字就能看出来,就是把dex文件中的方法指令抽空,变成nop
,然后在运行时再将指令还原!!!
b、指令抽取可以通过010修改,现在来说指令还原,其余代码和第二代基本一样,不一样的地方在加载完dex之后执行指令还原函数,指令还原现在有两种方法,第一种是通过读取maps
文件获取加载的dex文件地址,然后对dex文件进行解析,找到被nop的指令处进行还原(ps:该种方法需要及其熟悉dex文件格式,不了解的可以看我之前的文章关于解析dex文件,因为我之前解析的时候用的是python,改成c要大量时间,所以我选择了第二种方法);第二种方法就是通过免root hook系统函数(最简单的就是deFindClass函数)然后进行指令还原!!!
c、接下来就将一下怎么通过hook dexFindClass函数来进行指令还原(PS:看懂下面的内容需要理解dex文件格式)。dexFindClass
函数在libdvm.so
库中,如下所示:
免root hook框架有点多,我选择的是android inline hook,原因很简单,很适合在so层使用,其他的经过我测试不知道为啥我写出来的没反应,该框架github地址:https://github.com/ele7enxxh/Android-Inline-Hook,用法可以参考作者github,该inline hook框架需要原函数地址、新函数地址和原始函数的二级指针,用法如下所示(怎么使用不是重点,接下来的才是重点,所以这里比较粗略):
我们要hook的是dexFindClass
函数,该函数定义在DexFile.h
文件中,该函数返回值为一个类结构指针,第二个参数为类名字,通过该参数我们就可以指定类进行指令还原,如下所示:
上面我们得到的classDataOff
,我们可以通过该地址获取到类数据,该偏移地址指向的是一个DexClassData
结构,该结构的header
存储了相关类信息,该结构的directMethods
指针指向的方法的结构题,如下所示:
通过directMethods
指针我们可以顺着找到DexMethod
结构体,通过该结构体的methodIdx
调用系统函数dexGetMethodId
、dexStringById
可以获取到方法名字,精确还原方法指令,通过该结构的codOff
(这是个偏移地址)可获取方法指令,该偏移地址指向DexCode
结构,该结构即存储了方法指令,利用memcpy替换即可达到指令还原的效果,如下所示:
java层基本和第二代壳一样,只是多了一个调用hook的函数,so层关键代码如下所示:(ps:不知道为啥Android inline hook稳定性很差,上一个测试app还得行,下一个就疯狂报错了,所以代码是基本完成了,但是android inline hook报错未解决,有时间我会修改)
报错未定义函数,如下所示:
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