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【iOS逆向与安全】使用ollvm混淆你的源码
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发表于: 2023-2-27 16:43
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前言
当你在研究别人源码的时候，是不是期望着别人代码没有进行任何的防护和混淆。这时的你，是不是应该考虑一下自己代码的安全.本篇文章将告诉你，如何使用ollvm来混淆iOS端的代码【此文为入门贴，大佬请绕道】。
一、目标
编译ollvm工具，并在Xcode中来混淆你的ipa或动态库，增加别人破解你源码的难度。
二、工具
- ollvm：下载地址:https://github.com/heroims/obfuscator
- Xcode：iOS开发工具
三、步骤
1、基础知识
LLVM
LLVM（Low Level Virtual Machine）是一个开源的编译器基础架构，它包含了一组模块化、可重用的编译器和工具，支持多种编程语言和目标架构，包括x86、ARM和MIPS等。LLVM最初由美国伊利诺伊大学香槟分校（University of Illinois at Urbana–Champaign）的Chris Lattner教授开发，现在由LLVM社区进行维护和发展。
LLVM的核心思想是将编译器分为前端和后端两个部分，前端负责将源代码转换为中间表示（IR），后端负责将中间表示转换为目标机器的汇编代码。这种设计使得LLVM可以支持多种编程语言，因为只需要为每种语言编写一个前端，就可以利用后端的通用性支持多种目标架构。
除了编译器之外，LLVM还包括了一些工具，例如优化器、调试器、汇编器和反汇编器等，这些工具可以帮助开发者更好地分析和调试程序，提高代码的性能和可靠性。
LLVM已经成为了广泛使用的编译器基础架构，许多编程语言和工具链都采用了LLVM作为后端，例如C、C++、Objective-C、Swift、Rust、Go等。LLVM还被广泛应用于计算机体系结构研究、代码安全性分析、机器学习等领域。
Clang
Clang是基于LLVM框架的C、C++、Objective-C和Objective-C++编译器，它是一个开源项目，由LLVM社区进行开发和维护。Clang的设计目标是提供高质量的诊断、快速的编译速度、低内存占用和良好的可移植性。
Clang的编译器前端使用了现代的编译器架构，包括基于词法分析器和语法分析器的语法分析，生成抽象语法树（AST）并进行类型检查和语义分析等步骤。这些步骤的优化和并行化使得Clang能够快速地进行编译，同时提供了更好的错误和警告信息，有助于开发者更快地发现和修复代码中的问题。
除了作为独立的编译器之外，Clang还可以作为其他工具的库使用，例如静态分析工具、编辑器插件和代码重构工具等。Clang的模块化设计和良好的API使得它可以轻松地被集成到其他工具中，从而提供更好的编程体验。
由于Clang的优秀性能和良好的设计，它已经成为了许多项目的首选编译器，例如LLVM自身、macOS和iOS的默认编译器等。同时，许多开发者和组织也在积极地开发和贡献Clang的代码，使得它在未来仍有广阔的发展空间。
OLLVM
OLLVM（Obfuscator-LLVM）是基于LLVM框架的混淆器，它可以对程序进行混淆以提高程序的安全性。OLLVM的设计目标是提供一种灵活的、可定制的混淆方案，使得攻击者更难理解和分析程序的行为。
OLLVM通过对程序进行多种混淆操作来实现混淆效果，例如代码替换、函数内联、控制流平坦化、加密等。这些混淆操作可以改变程序的控制流图和数据流图，使得程序更难以被理解和逆向分析。同时，OLLVM还提供了一些额外的安全机制，例如加密程序的字符串、使用栈保护和位置无关代码等，以增加程序的安全性。
由于OLLVM是基于LLVM框架开发的，它可以与现有的LLVM工具和编译器集成，例如Clang和LLDB等。这使得开发者可以轻松地在现有的开发环境中使用OLLVM，并且可以使用现有的工具对混淆后的程序进行调试和分析。
尽管OLLVM的主要目的是提高程序的安全性，但它也可以用于其他领域，例如代码保护、代码压缩和代码优化等。由于其灵活性和可定制性，OLLVM已经被广泛应用于许多领域，例如网络安全、游戏开发和金融等。
IR之间的pass，就是混淆器工作的地方。相关代码位于obfuscator/llvm/lib/Transforms/Obfuscation/
2、编译ollvm
命令如下：
1 2 3 4 5 6 7 8 | witchan@witchandeMacBook-Air ~ % git clone -b llvm-13.x https://github.com/heroims/obfuscator.gitwitchan@witchandeMacBook-Air ~ % $cd obfuscatorwitchan@witchandeMacBook-Air ~ % mkdir buildwitchan@witchandeMacBook-Air ~ % cd buildwitchan@witchandeMacBook-Air ~ % cmake -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release -DLLVM_CREATE_XCODE_TOOLCHAIN=ON -DLLVM_ENABLE_PROJECTS="clang;libcxx;libcxxabi" -DLLVM_ENABLE_NEW_PASS_MANAGER=OFF ../llvmwitchan@witchandeMacBook-Air ~ % make -j8witchan@witchandeMacBook-Air ~ % sudo make install-xcode-toolchainwitchan@witchandeMacBook-Air ~ % mv /usr/local/Toolchains /Library/Developer/ |
注:make -j8这命令编译的快慢，取决于你的硬件设备
挨个执行以上命令后，ollvm就编译并安装完成，效果如下:
3、混淆命令及效果对比
混淆命令简介
- fla：该选项使用函数级别的混淆来隐藏程序的结构。这通过随机重命名函数、添加不必要的控制流和删除调用的函数来实现。这增加了反编译和分析代码的难度。
- bcf：该选项使用基本块级别的混淆来隐藏代码的结构。这通过改变基本块之间的控制流、添加不必要的基本块和移除基本块之间的条件分支来实现。
- -sub：该选项使用字符串混淆来隐藏代码中的常量字符串。这通过将字符串分成几个小块、将其存储在数组中并在运行时重新组合来实现。这使得分析代码和查找敏感信息更加困难。
- split：该选项使用控制流混淆来增加程序的复杂性。这通过将函数分成几个基本块、添加随机的跳转指令和在运行时随机重组这些基本块来实现。这使得代码的流程更难以跟踪，从而增加了破解和反编译的难度。
- sobf：该选项使用源代码混淆技术来隐藏代码的逻辑和结构。这通过使用类似加密的方式对代码进行变换，使其难以理解和分析。这可以通过运行时解密来执行，从而隐藏代码的真实功能。
示例代码如下：
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 | - (void)testMethod { NSString *name = @"wit"; int age = 18; NSArray *list = @[@1,@3,@5,@18]; for (int i=0; i<list.count; i++) { int value = [list[i] intValue]; if (value == age) { age += 10; name = @"chan"; } } NSLog(@"name = %@", name); NSLog(@"age = %d", age);} |
未使用混淆:
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 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 | __int64 __fastcall -[ViewController testMethod](__int64 a1, __int64 a2){ void *v2; // x0 __int64 v3; // ST70_8 void *v4; // x0 __int64 v5; // ST68_8 void *v6; // x0 __int64 v7; // ST60_8 void *v8; // x0 __int64 v9; // ST58_8 void *v10; // x0 void *v11; // x0 void *v12; // ST20_8 int v13; // ST2C_4 __int64 result; // x0 int i; // [xsp+7Ch] [xbp-54h] void *v16; // [xsp+80h] [xbp-50h] int v17; // [xsp+8Ch] [xbp-44h] __int64 v18; // [xsp+90h] [xbp-40h] __int64 v19; // [xsp+98h] [xbp-38h] __int64 v20; // [xsp+A0h] [xbp-30h] __int64 v21; // [xsp+A8h] [xbp-28h] __int64 v22; // [xsp+B0h] [xbp-20h] __int64 v23; // [xsp+B8h] [xbp-18h] __int64 v24; // [xsp+C0h] [xbp-10h] __int64 v25; // [xsp+C8h] [xbp-8h] v25 = *(_QWORD *)__stack_chk_guard_ptr; v20 = a1; v19 = a2; v18 = objc_retain(&stru_100008078); v17 = 18; v2 = objc_msgSend(off_10000D2D0, (const char *)off_10000D290, 1LL); v3 = objc_retainAutoreleasedReturnValue(v2); v21 = v3; v4 = objc_msgSend(off_10000D2D0, (const char *)off_10000D290, 3LL); v5 = objc_retainAutoreleasedReturnValue(v4); v22 = v5; v6 = objc_msgSend(off_10000D2D0, (const char *)off_10000D290, 5LL); v7 = objc_retainAutoreleasedReturnValue(v6); v23 = v7; v8 = objc_msgSend(off_10000D2D0, (const char *)off_10000D290, 18LL); v9 = objc_retainAutoreleasedReturnValue(v8); v24 = v9; v10 = objc_msgSend(off_10000D2D8, (const char *)off_10000D298, &v21, 4LL); v16 = (void *)objc_retainAutoreleasedReturnValue(v10); objc_release(v9); objc_release(v7); objc_release(v5); objc_release(v3); for ( i = 0; i < (unsigned __int64)objc_msgSend(v16, (const char *)off_10000D2A0); ++i ) { v11 = objc_msgSend(v16, (const char *)off_10000D2A8, i); v12 = (void *)objc_retainAutoreleasedReturnValue(v11); v13 = (unsigned __int64)objc_msgSend(v12, (const char *)off_10000D2B0); objc_release(v12); if ( v13 == v17 ) { v17 += 10; objc_storeStrong(&v18); } } NSLog(&stru_1000080B8); NSLog(&stru_1000080D8); objc_storeStrong(&v16); result = objc_storeStrong(&v18); *(_QWORD *)__stack_chk_guard_ptr; return result;} |
开启ollvm混淆:
混淆参数:-mllvm -fla -mllvm -bcf -mllvm -sub -mllvm -split -mllvm -sobf
混淆后效果如下:
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 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 | __int64 __fastcall -[ViewController testMethod](__int64 a1, __int64 a2){ void *v2; // x0 void *v3; // x0 __int64 v4; // ST58_8 void *v5; // x0 __int64 v6; // ST50_8 void *v7; // x0 __int64 v8; // ST48_8 void *v9; // x0 void *v10; // x0 signed int v11; // w8 BOOL v12; // w9 signed int v13; // w8 BOOL v14; // w9 signed int v15; // w8 BOOL v16; // w14 signed int v17; // w8 void *v18; // x0 void *v19; // ST20_8 int v20; // ST2C_4 BOOL v21; // w12 signed int v22; // w8 BOOL v23; // w9 signed int v24; // w8 BOOL v25; // w12 signed int v26; // w8 signed int v27; // w8 BOOL v28; // w9 signed int v29; // w8 BOOL v30; // w12 signed int v31; // w8 BOOL v32; // w14 signed int v33; // w8 BOOL v34; // w9 signed int v35; // w8 void *v37; // x0 void *v38; // ST08_8 int v39; // ST14_4 signed int v40; // [xsp+94h] [xbp-DCh] int v41; // [xsp+98h] [xbp-D8h] int v42; // [xsp+9Ch] [xbp-D4h] void *v43; // [xsp+A0h] [xbp-D0h] int v44; // [xsp+ACh] [xbp-C4h] __int64 v45; // [xsp+B0h] [xbp-C0h] __int64 v46; // [xsp+B8h] [xbp-B8h] __int64 v47; // [xsp+C0h] [xbp-B0h] __int64 v48; // [xsp+C8h] [xbp-A8h] __int64 *v49; // [xsp+D0h] [xbp-A0h] const char *v50; // [xsp+D8h] [xbp-98h] void *v51; // [xsp+E0h] [xbp-90h] __int64 v52; // [xsp+E8h] [xbp-88h] unsigned __int64 v53; // [xsp+F0h] [xbp-80h] const char *v54; // [xsp+F8h] [xbp-78h] void *v55; // [xsp+100h] [xbp-70h] void *v56; // [xsp+108h] [xbp-68h] __int64 v57; // [xsp+110h] [xbp-60h] bool v58; // [xsp+11Fh] [xbp-51h] __int64 *v59; // [xsp+120h] [xbp-50h] int v60; // [xsp+128h] [xbp-48h] int v61; // [xsp+12Ch] [xbp-44h] __int64 v62; // [xsp+130h] [xbp-40h] __int64 v63; // [xsp+138h] [xbp-38h] __int64 v64; // [xsp+140h] [xbp-30h] __int64 v65; // [xsp+148h] [xbp-28h] __int64 v66; // [xsp+150h] [xbp-20h] __int64 v67; // [xsp+158h] [xbp-18h] v67 = *(_QWORD *)__stack_chk_guard_ptr; v47 = a1; v46 = a2; v45 = objc_retain(&stru_10000C078); v44 = 18; v2 = objc_msgSend(off_1000112D0, (const char *)off_100011290, 1LL); v48 = objc_retainAutoreleasedReturnValue(v2); v63 = v48; v49 = &v64; v50 = (const char *)off_100011290; v51 = off_1000112D0; v40 = -1933834049; while ( 1 ) { while ( 1 ) { while ( 1 ) { while ( 1 ) { while ( 1 ) { while ( 1 ) { while ( 1 ) { while ( v40 == -1944675086 ) { v23 = x_24 * (x_24 - 1) % 2u == 0; if ( ((unsigned __int8)v23 & (y_25 < 10) | v23 ^ (y_25 < 10)) & 1 ) v24 = -484710506; else v24 = -757913245; v40 = v24; } if ( v40 != -1933834049 ) break; v3 = objc_msgSend(v51, v50, 3LL); v52 = objc_retainAutoreleasedReturnValue(v3); v40 = -1240448313; } if ( v40 != -1917278325 ) break; v40 = 1916623537; } if ( v40 != -1863636706 ) break; if ( v58 ) v27 = -1295475565; else v27 = -706815919; v40 = v27; } if ( v40 != -1847141909 ) break; v10 = objc_msgSend(v55, v54); if ( v53 >= (unsigned __int64)v10 ) v11 = 1801130365; else v11 = 1380523063; v40 = v11; } if ( v40 != -1846767803 ) break; v40 = -267481379; } if ( v40 != -1502917571 ) break; v54 = (const char *)off_1000112A0; v55 = v43; v40 = -1847141909; } if ( v40 == -1361227290 ) break; switch ( v40 ) { case -1295475565: v44 += 10; v40 = 1987329712; break; case -1240448313: v4 = v52; *v49 = v52; v5 = objc_msgSend(off_1000112D0, (const char *)off_100011290, 5LL); v6 = objc_retainAutoreleasedReturnValue(v5); v65 = v6; v7 = objc_msgSend(off_1000112D0, (const char *)off_100011290, 18LL); v8 = objc_retainAutoreleasedReturnValue(v7); v66 = v8; v9 = objc_msgSend(off_1000112D8, (const char *)off_100011298, &v63, 4LL); v43 = (void *)objc_retainAutoreleasedReturnValue(v9); objc_release(v8); objc_release(v6); objc_release(v4); objc_release(v48); v42 = 0; v40 = -381231803; break; case -1088106110: v40 = -1361227290; break; case -1009849083: v61 = v60 + 1; v40 = -792637388; break; case -792637388: v42 = v61; v40 = -381231803; break; case -757913245: v40 = -484710506; break; case -706815919: v40 = 975706093; break; case -484710506: v58 = v41 == v44; v25 = x_24 * (x_24 - 1) % 2u == 0; if ( (!v25 ^ (y_25 >= 10) | (v25 && y_25 < 10)) & 1 ) v26 = -1863636706; else v26 = -757913245; v40 = v26; break; case -381231803: v53 = v42; v40 = -1502917571; break; case -267481379: v56 = v43; v57 = v42; v14 = x_24 * (x_24 - 1) % 2u == 0; if ( ((unsigned __int8)v14 & (y_25 < 10) | v14 ^ (y_25 < 10)) & 1 ) v15 = -1917278325; else v15 = -1846767803; v40 = v15; break; case 265667512: v60 = v42; v30 = x_24 * (x_24 - 1) % 2u == 0; if ( (!v30 ^ (y_25 >= 10) | (v30 && y_25 < 10)) & 1 ) v31 = 1998138173; else v31 = 1042960370; v40 = v31; break; case 543048662: NSLog(&stru_10000C0B8); NSLog(&stru_10000C0D8); v34 = x_24 * (x_24 - 1) % 2u == 0; if ( ((unsigned __int8)v34 & (y_25 < 10) | v34 ^ (y_25 < 10)) & 1 ) v35 = -1088106110; else v35 = 1393219629; v40 = v35; break; case 818848043: v37 = objc_msgSend(v56, (const char *)off_1000112A8, v57); v38 = (void *)objc_retainAutoreleasedReturnValue(v37); v39 = (unsigned __int64)objc_msgSend(v38, (const char *)off_1000112B0); objc_release(v38); v41 = v39; v40 = 1041770448; break; case 975706093: v28 = x_24 * (x_24 - 1) % 2u == 0; if ( ((unsigned __int8)v28 & (y_25 < 10) | v28 ^ (y_25 < 10)) & 1 ) v29 = 265667512; else v29 = 1042960370; v40 = v29; break; case 1041770448: v18 = objc_msgSend(v56, (const char *)off_1000112A8, v57); v19 = (void *)objc_retainAutoreleasedReturnValue(v18); v20 = (unsigned __int64)objc_msgSend(v19, (const char *)off_1000112B0); objc_release(v19); v41 = v20; v21 = x_24 * (x_24 - 1) % 2u == 0; if ( (!v21 ^ (y_25 >= 10) | (v21 && y_25 < 10)) & 1 ) v22 = 2069967268; else v22 = 818848043; v40 = v22; break; case 1042960370: v40 = 265667512; break; case 1146841418: v32 = x_24 * (x_24 - 1) % 2u == 0; if ( (v32 ^ (y_25 < 10) | (v32 && y_25 < 10)) & 1 ) v33 = 543048662; else v33 = 1393219629; v40 = v33; break; case 1380523063: v12 = x_24 * (x_24 - 1) % 2u == 0; if ( ((unsigned __int8)v12 & (y_25 < 10) | v12 ^ (y_25 < 10)) & 1 ) v13 = -267481379; else v13 = -1846767803; v40 = v13; break; case 1393219629: NSLog(&stru_10000C0B8); NSLog(&stru_10000C0D8); v40 = 543048662; break; case 1801130365: v62 = v45; v40 = 1146841418; break; case 1916623537: v16 = x_24 * (x_24 - 1) % 2u == 0; if ( (v16 ^ (y_25 < 10) | (v16 && y_25 < 10)) & 1 ) v17 = 1041770448; 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总结
简单的入门文章，希望能帮助到你。
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