使用unicorn来trace还原ollvm混淆的非标准算法

题目出自高研班3W计划9月的题目还原ollvm混淆的自定义算法，见本帖附件。

ollvm的自定义算法的还原一般就是意味着非常多的分支。我们可以F5打开后。逐步根据参数的传递。逐步的进行追踪。又或者是根据返回值。来逐层向来源追踪。如果这个算法是一个比较纯粹的算法。那么我们可以用unicorn来模拟执行这个代码段。并且打印所有的汇编指令每一行的变化。最后还原出这个算法。这个题目就是一个比较纯粹的算法。这里我采用了unicorn来进行算法的恢复。

做这个题目。我定制了一个专门用来trace指令详细变化的回调。可以直观的看到每行汇编指令当前的寄存器的数值和指令执行后的数值。

unicorn相当于是一个cpu的模拟器，可以用来执行so中的代码段，一般不要直接使用apk中的so文件，直接使用是需要修复上下文的，这样会比较复杂。最好是直接从内存中直接dump一个so出来。然后就可以直接执行so里面的代码段。然后看一个例子ollvm9.apk

最终trace出来的成品demo：https://github.com/dqzg12300/unicornDemo

首先用jadx打开这个apk。看看里面的按钮的功能

然后看到这里主要用到了UUIDCheckSum这个函数来进行加密

解压这个apk。用ida打开libnative-lib.so找到UUIDCheckSum函数。发现这个函数是ollvm混淆的。然后找入参的使用，发现了一个关键函数。

然后我们想要用unicorn来执行这个函数。首先找到函数的起始和终止位置，这个函数我找到是start:0xfcb4 end:0xff2c

直接使用我们这个ida查看的so文件是不行了。最好是在真机执行时从内存中dump这个so出来。就是拥有完整上下文信息的。这里我使用了大佬的工具来dump：https://github.com/lasting-yang/frida_dump

使用起来也是非常简单

frida -U com.kanxue.ollvm_ndk_9 -l dump_so.js

dump_so("libnative-lib.so")

执行后生成了一个so文件libnative-lib.so_0x7eae047000_0x38000.so。将这个文件拷贝到py项目下。

接着梳理一下想要写一个使用unicorn来执行的流程。

1. 创建一个unicorn对象
2. 使用unicorn创建一块内存，用来存放这个so代码
3. 使用unicorn创建一块内存，用来存放栈空间
4. 使用unicorn创建一块内存，用来存放要执行函数的参数
5. 读取so，将so写入到上面预先创建的内存中。
6. 给参数的那块内存赋值
7. 给寄存器赋值（x0,x1,sp），X0就是ida函数中看到的第一个参数，X1就是第二个参数
8. unicorn启动执行指定片段的代码
9. 读取执行结果
10. 释放创建的内存

然后下面看一下实现的代码

执行后，得到下面的结果

执行这个代码段成功后，我们想的是能够将每行执行的汇编代码都打印一下。可以使用hook_add来添加一个指令执行时的回调函数，我们解开上面代码的这句注释

然后先设置一个最简单的打印看看

设置之后的打印效果是

但是仅仅是这样的效果还是没办法拿来分析算法，必须将每个寄存器的结果在后面打印出来，所以要改造下,下面是我根据自己的需求定制的一个trace打印

1. 在每行的汇编后面打印该行中所有使用到的寄存器数据
2. 在每行的最后再打印这个寄存器在计算后的结果值
3. 监控指定地址的内存变动。如果数据发生改变。则打印这块内存的数据

下面看具体实现。

首先创建一个全局文件globalData.py用来存放全局变量

下面贴上完整例子

下面贴个打印的效果片段

有了这份寄存器的变动，然后再根据我们的参数的指针在这份代码中查找。我搜索一下0x7eb6048000这个使用到的地方，然后就可以找到关于input的每个字节是怎么变换的规则了。这个例子的难度在于最后两个字节的变动。我只说一下最后两个字节的计算是怎么来的。

这是最后的一段代码可以看到w8=0x62写入到了0x22的位置，w8=0x30写入到了0x23的位置。那么这两个数值是什么来历呢

这里看到是从另外一块内存0x7eae07e060的0xb的位置读取到了0x62。由于我前面已经使用了内存监控。所以这块地址的数据我们可以看到是下面的

这段字节转成字符串之后的结果就是

而0xb的位置实际就是62。那么这里的意思就将0xb转成ascii，所以直接找0xb怎么来的就行了

然后继续找0x9d0和0x9db怎么来的

最后只差0x9db是哪里来的，搜索一下0x9db

然后这里我查过0x4f和0x98c了。然后发现上面有长的相同的流程。所以这种遍历的情况。我们直接搜索前面的地址0x7eae056e34就行了

到这里就知道了。这个0x9db是input的累加。不过并不是完整的累加。所以这里稍微留意下。就能得出结果了。

最后0x23位置的字节处理和0x22位置的基本雷同。我就不重复讲了。直接贴上解密后的代码

最后输出结果

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• 在月薪三万计划中，我们学习的主要目标是，掌握调试、分析和还原ollvm、vmp的方法，定制art虚拟机进行自动化脱壳的方法，主要涉及的技术栈是C\C++还原、arm(64)，C++开发。因此首先推荐邓凡平先生的《深入理解Android：Java虚拟机art》，里面的第五章详细讲解了art虚拟机的实现语言C++11，是阅读art源代码必备的知识；其余部分也详细讲解了Class文件、dex文件和ELF文件的格式和内容，以及art虚拟机的编译、runtime、解释执行、内存、线程等art的技术细节；推荐的第二本书是《C++反汇编与逆向分析技术揭秘》，按照书中的方法自己编写实验代码对C++使用ndk编译后arm汇编进行对照，掌握c++数据类型、控制流、函数和类在编译后arm汇编的表现形式；希望大家预先掌握这些知识，即使现在不开始看，开课后也会要求大家必须掌握。
• 在月薪两万计划中，我们更加注重的是实际工作中遇到的各种场景、实际工作能力的提升，及解决实际问题的能力。因此各种逆向环境的搭建、逆向的综合能力和利用代码的编写是最关键的，这里主要涉及的技术栈也是比较杂的：比如网络、Ubuntu/安卓系统知识、应用安全开发、Frida/JS/py等等、Java技巧，比较考验学员的计算机综合技术基础水平。因此我们从工作实践中的需求出发，推荐大家首先强化安卓Java代码的开发、及各种网络和接口的知识，这两大技能被大量应用到应用安全、漏洞检测、渗透测试、黑灰攻防等方向，我们并不推荐具体的书目，只要涉及Java、安卓和网络的图书，都可以。有句话叫做开发的高度，决定了你逆向的高度，希望大家利用好开班前的时间，强化一下Java和网络开发的能力。

[培训]《安卓高级研修班(网课)》月薪三万计划，掌握调试、分析还原ollvm、vmp的方法，定制art虚拟机自动化脱壳的方法