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[原创]分享一个Android通用svc跟踪以及hook方案——Frida-Seccomp
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2022-3-11 19:32
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一个Android通用svc跟踪以及hook方案——Frida-Seccomp
暂时只支持ARM64，ARM32的逻辑也是一样的，有兴趣的大佬可以自行更改哈。
效果：
对 openat进行跟踪
对 recvfrom进行跟踪
在这里感谢珍惜大佬介绍的seccomp机制，推荐一波珍惜大佬的课程能学到很多有趣的骚操作。
什么是seccomp
seccomp沙箱机制介绍文章
seccomp 是 Linux 内核提供的一种应用程序沙箱机制，主要通过限制进程的系统调用来完成部分沙箱隔离功能。seccomp-bpf 是 seccomp 的一个扩展，它可以通过配置来允许应用程序调用其他的系统调用。
如何和frida结合
基本原理
1 2 3 4 5 6 7 8 | 这是一个bpf规则：struct sock_filter filter[] = { BPF_STMT(BPF_LD + BPF_W + BPF_ABS, (offsetof(struct seccomp_data, nr))), BPF_JUMP(BPF_JMP + BPF_JEQ + BPF_K, nr, 0, 1), BPF_STMT(BPF_RET + BPF_K, SECCOMP_RET_TRAP), BPF_STMT(BPF_RET + BPF_K, SECCOMP_RET_ALLOW),}; |
seccomp的具体用法可以参考「什么是seccomp」中的seccomp介绍文章。当返回规则设置为「SECCOMP_RET_TRAP」，目标系统调用时seccomp会产生一个SIGSYS系统信号并软中断，这时就可以通过捕获这个SIGSYS信号获得svc调用和打印具体参数。
如何脚本化安装seccomp规则呢
这里使用Frida的API「CModule」，CModule提供强大的动态编译功能可以让你在JS中写C，
frida文档中的示例
1 2 3 4 5 6 7 8 | const cm = new CModule(`#include <stdio.h>void hello(void) { printf("Hello World from CModule\\n");}`);const hello = new NativeFunction(cm.hello, 'void', []);hello(); |
如何捕获异常
使用Frida的API「Process.setExceptionHandler」即可捕获异常并在自己写的回调中进行数据处理。
数据处理的逻辑解释写在注释里啦。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 | // 异常处理 Process.setExceptionHandler(function (details) { const current_off = details.context.pc - 4; // 判断是否是seccomp导致的异常 读取opcode 010000d4 == svc 0 if (details.message == "system error" && details.type == "system" && hex(ptr(current_off).readByteArray(4)) == "010000d4") { // 上锁避免多线程问题 lock(syscall_thread_ptr) // 获取x8寄存器中的调用号 const nr = details.context.x8.toString(10); let loginfo = "\n==================" loginfo += `\nSVC[${syscalls[nr][1]}|${nr}] ==> PC:${addrToString(current_off)} P${Process.id}-T${Process.getCurrentThreadId()}` // 构造线程syscall调用参数 const args = Memory.alloc(7 * 8) args.writePointer(details.context.x8) let args_reg_arr = {} for (let index = 0; index < 6; index++) { eval(`args.add(8 * (index + 1)).writePointer(details.context.x${index})`) eval(`args_reg_arr["arg${index}"] = details.context.x${index}`) } // 获取手动堆栈信息 loginfo += "\n" + stacktrace(ptr(current_off), details.context.fp, details.context.sp).map(addrToString).join('\n') // 打印传参 loginfo += "\nargs = " + JSON.stringify(args_reg_arr) // 调用线程syscall 赋值x0寄存器 details.context.x0 = call_task(syscall_thread_ptr, args, 0) loginfo += "\nret = " + details.context.x0.toString() // 打印信息 call_thread_log(loginfo) // 解锁 unlock(syscall_thread_ptr) return true; } return false; }) |
还有什么坑
1.syscall调用resume
问题描述
根据Frida文档介绍「setExceptionHandler」捕获异常后只需要让回调返回true就会resume原本的线程，但是其只是跳过了svc指令继续执行，实际上并不会执行svc，这时候如果不执行syscall轻则导致APP数据异常，重则导致APP直接崩溃。所以在异常的回调中需要手动调用了syscall并赋值给x0。
但这时候会发生个新的问题，因为在主线程开启seccomp后，主线程和其后创建出来的线程都会被seccomp规则约束，在异常处理函数直接调用syscall同样会被seccomp约束再次抛出异常，就形成了”死锁“了。
如何解决
可以注意到上面“死锁”部分描述，那我们在主线程被约束前，提前创建一个线程，这个线程就是不被约束的，同时受到线程池启发，我们让这个syscall线程循环接受任务，就能完成在一个没有约束的线程里进行syscall调用。
2.堆栈回溯
问题描述
直接使用Frida的API「Thread.backtrace」很容易导致崩溃，原因可能是seccomp规则或者「prctl(PR_SET_NO_NEW_PRIVS, 1, 0, 0, 0)」导致的权限收紧和Frida实现堆栈回溯功能冲突。
如何解决
手动实现堆栈回溯，原理是Arm64中每个函数都会在函数头部位置对x29、x30寄存器存入栈中，所以可以对x29不断读取往上回溯，最后得到完整的堆栈信息。
实现
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 | function stacktrace(pc, fp, sp) { let n = 0, stack_arr = [], fp_c = fp; stack_arr[n++] = pc; const mem_region = call_thread_read_maps(sp); while (n < MAX_STACK_TRACE_DEPTH) { if (parseInt(fp_c.toString()) < parseInt(sp.toString()) || fp_c < mem_region.start || fp_c > mem_region.end) { break } let next_fp = fp_c.readPointer() let lr = fp_c.add(8).readPointer() fp_c = next_fp stack_arr[n++] = lr } return stack_arr;} |
3.「Process.findModuleByAddress」「Process.enumerateModules」类的API导致崩溃或找不到Module信息
问题描述
疑似同坑2的原因
如何解决
在CModule中手动实现了通过地址查soinfo信息「base, size, soname」等
4.write调用约束下调用Frida的API「send」崩溃
问题描述
同坑2的原因
如何解决
直接改用syscall线程使用「__android_print_log」打印信息
还可以实现什么
在调用线程syscall前后可以更改传参、返回值、地址等更改，达到HOOK的效果
GITHUB
求star
https://github.com/Abbbbbi/Frida-Seccomp
如何使用
1 2 | pip3 install fridapython3 multi_frida_seccomp.py |
log信息可以在logcat过滤“seccomp”查看
同时也自动保存到了「包名_pid_时间戳」文件夹内（支持多进程）
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没太理解到意思 |
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