一、前言

恰逢周末降温，独自一人在家闲来无事逛会儿论坛打发下时间，才发现自己最近一次发文竟然可以追溯到2021年。其实这两年个人一直在尝试利用所掌握的技术、积累的知识技能来解决生活、工作中遇到的一些琐事，正好最近就遇到一件琐事。事情是这样的，公司强推一款设备登记APP，要求每个人进行安装并每日使用APP进行登记。如果名下只有一两台设备操作起来不算麻烦，但对于测试相关工作而言，无论是考虑系统版本的兼容性测试，还是需要依赖各种系统环境的安全测试，相关测试人员名下都有多台测试设备，这就需要我们每天手动对所有设备进行开机、启动APP、登记、关机等一系列的操作。苦不堪言，所以我只能选择搞TA。

二、技术方案选型

首先对这款设备登记APP进行简单的介绍，这款APP比较简单主要包含三部分功能：扫码登陆、设备登记和记录查询。其中，扫码登陆主要是采集与用户身份相关的信息，比如用户名、用户ID及所在部室等信息；设备登记则是将用户信息、设备信息（资源编号、设备IMEI、设备ID等）、地理位置信息等组装成报文后解密上传至服务器；记录查询则是查询当前用户所有设备的登记记录。

根据上图设备登记APP的首页，大致可确定设备登记网络请求报文所涉及的字段内容，看到首页我的脑海中也立马想到了3种实现方案：
1、遍历设备列表依次修改对应EditText组件的文本内容，主动触发“提交”按钮的点击事件；
2、二次打包设备登记APP，添加设备列表维护、批量设备登记等功能相关代码；
3、逆向分析设备登记APP，将核心逻辑抽取后自实现一个新的APP用于批量自动化设备登记。
简单分析下上述3种实现方案的利弊：对于方案一而言，实现起来相对比较简单，甚至无需逆向分析目标APP，对类似需求的通用性也比较高，但是比较难管理，一方面涉及UI组件较多，另一方面也很难确定某一具体设备是否登记成功（至于如何快速定位界面重的UI组件以及主动触发组件的点击、长按等事件，后续可能会通过其他文章介绍一个好玩的案例）；对于方案二而言，无需解释，理论可行但是限制性因素太多，比如目标APP可能会存在签名校验等防篡改策略，当然本人倒不是因为这个，由于太久没接触smali，实现成本就变得比较高了；对于方案三而言，可能唯一的弊端就是需要实现一个新的APP，但是这种实现所带来的收益也是巨大的，比如高度定制化，我们可以有更多、更灵活的玩法，本文后面也会介绍两种趣味破解方式。

三、逆向分析过程

抓包是移动APP逆向的常规手段，与大家一样我也是先尝试抓包分析一下报文，但让我感到“惊喜”的是这种内部使用的APP竟然还用上了证书钢钉。目前已经公开的破解证书钢钉的方案有很多，所以呢也不慌，甚至我还悠闲的打开了Android Studio，没想到却发现一个新的惊喜。

客户端日志泄露是一个很常见但极容易被忽视的安全问题，对于这种内部使用，又在“赶鸭子上架”的情况下开发的APP，极容易因为开发者的大意而出现，而对于泄露的日志只要静下心来分析，总会找到一些有用的信息。

从日志信息基本可确定目标APP会将用户ID、用户名及设备相关信息等组装成JSON字符串并加密后进行网络请求，因此也没太大必要破解证书钢钉进行抓包分析了。需要注意的是该APP分别用原生开发和flutter进行Android和IOS端的开发，逆向flutter的成本无疑要比Android逆向麻烦一下，所以本人选择从Android端下手。
后续的逆向分析过程大致包含6步：
1、导出应用安装包
使用“adb shell pm path 包名”定位apk所在路径后，直接用“adb pull”命令将apk文件导出到电脑本地。
2、应用脱壳及反编译
拿到apk文件后一股脑安装到脱壳机进行脱壳，之后使用jadx进行反编译。
3、定位当前Activity
使用“adb shell dumpsys activity top”可查询当前界面对应的Activity类，可确定首页对应“MainActivity”，使用jadx搜索类名定位并双击跳转。

4、点击事件逻辑分析
分析点击事件，需要先定位对应的组件。这里简单分享几种定位思路：一种思路是从当前Activity对应的布局文件xml中进行定位后，根据组件的id，根据View的findViewById函数定位；第二种思路是根据setOnClickListener函数搜索，然后判断处理逻辑是否符合预期进行定位；第三种思路就是肉眼观察当前Activity类定义的属性，根据字段名进行判断，但是这种思路可能因为混淆而失效。很幸运目标APP在MainActivity中定义了一个“btnConmit”属性，从名字看应该就是对应的“提交”按钮，后面就可以快速找到对应的事件处理逻辑相关代码，部分核心逻辑如下图所示：

5、加密逻辑分析
目标APP的加密逻辑还是比较简单的，与加密相关的代码就三张，如下图所示：

其中涉及的密码算法包括AES和RSA两种，其实有经验的朋友看到这俩密码算法，大致就可以猜出加密逻辑了。AES是一种对称密钥加密算法，而RSA是一种非对称密钥加密算法，对称密钥加密算法最大的优势是加密速度快，适合对大数据进行加密，但是密钥管理困难，而非对称密钥使用成对的密钥进行加解密，安全性较高一些，但是加解密速度要比对称密钥算法慢得多，因此二者经常被组合起来使用。
现在再分析目标APP的加密逻辑就比较简单了，大致就是如下三步：
第一步，调用AesUtils类的getAESSecureKey函数，动态生成一个AES密钥aESSecureKey。
第二步，使用AES密钥对网络请求内容（日志泄露中的JSON串）进行加密，生成密文encrypt。
第三步，使用RSA的公钥对AES密钥进行加密保护，生成加密后的ASE密钥encryptByPublicKey。
6、网络请求分析
继续分析代码可确定目标APP使用了OkHttp框架实现网络通信，并且封装了一个请求函数如下图所示：

其中三个参数分别对应网络请求的url、使用AES密钥加密后的密文、使用RSA公钥加密后的AES密钥，继续跟踪相关参数是如何被使用的。

从上图可看出最终是生成一个FormBody，而message和key则分别对应使用AES密钥加密后的密文和使用RSA公钥加密后的AES密钥。当服务端接收到网络请求后，只需要取出key并使用RSA的私钥进行解密获取到明文的AES密钥，然后使用AES密钥对message进行解密即可获取到明文的请求内容。
现在目标APP网络请求所包含的信息（用户信息、设备信息、地理位置信息等）、加密算法、网络请求等核心逻辑均已分析完成，我们便可以通过伪造网络请求数据来实现设备登记了，接下来分享两种好玩的破解方式。

四、趣味破解方式一：借鸡下蛋

所谓借鸡下蛋，其实就是通过Hook技术将目标APP变成一个加密机，由其完成请求内容的加密，我们只需要自实现一个新的APP来进行网络请求即可。
根据前面的网络请求分析可确定，我们只需要取到任一设备对应的message和key即可实现设备登记，接下来便借助目标APP自身来为我们提供需要的数据：
第一步，定位Hook函数。理论上只要AesUtils和RSAUtils两个类被加载了，我们可以Hook任何APP启动过程中会执行的函数，在这我们可以对Activity类的onResume函数进行Hook。
第二步，基于反射机制实现主动调用。之前在分析加密算法逻辑的时候提及到目标APP仅需要三行代码即可生成message及key，那么我们仅需要依赖反射机制对这三行代码进行翻译即可，相关代码如下图：

接下来只需要批量将测试设备对应的明文请求内容进行加密，将每台设备对应的message和key进行记录。
新建一个新的APP用于发起网络请求，直接将目标APP封装的网络请求相关函数copy过来就可以，自己封装一个NetUtil类用于发起网络请求，如下图所示：

如何批量登记呢？这就用到了前面所记录的每台设备对应的message和key，我么在新APP中通过HashMap对设备列表进行维护：

接下来，只需要封装一个函数doRegister，该函数负责遍历设备列表并发起网络请求，同时对响应报文进行解析，记录成功登记的设备数量，当所有设备登记完成后整理结果。

目前基本功能已经完成，我们可以通过一个按钮的点击来实现doRegister函数的调用，从而完成所有设备的登记。如果能够自动化进行设备的登记，是不是很香？我们只需要启一个定时任务就可以自动进行登记，Android中的定时任务一般有两种实现方式：一种是使用Java API提供的Timer类，另一种就是Android的Alarm机制。但是呢，既然我们前面用到了Hook技术，这里就分享一种好玩的方式实现定时任务——基于系统闹钟的定时任务。
所谓基于系统闹钟的定时任务，本质就是系统闹钟到达设定的时间后会启动一个新的Activity，我们就可以对该Activity进行Hook，从而跳转至前面自己实现的用于设备登记的APP，之后自动执行doRegister函数完成设备登记，核心Hook代码如下：

五、趣味破解方式二：杀鸡取卵

所谓杀鸡取卵，其实就是通过逆向分析目标APP，梳理其核心逻辑，将相关的代码（或者dex、jar等）复制到自己的项目中为己所用，前面提到的破解方式一还需要依赖目标APP自身来获取所需的部分数据。借鸡下蛋只是将网络请求相关的代码进行抽取，而加密相关逻辑还是由目标APP自身来完成。而这种方式则是将加密算法、网络请求等近乎所有的核心逻辑进行抽取，从而可以独立于目标APP而实现设备登记。
前面已经对核心逻辑进行分析，只需要将相关代码复制到新建的APP即可，另外完全可以进行功能增强，比如补充设备列表的维护功能，允许自己手动录入新的设备。除此之外，这种破解方式还有不少的优点：可在免ROOT设备运行（理论上可在任意Android设备）；易于分发（可分发给其他同事，由其自己维护自己的设备列表）；开发更加灵活等等。

这种方式比较暴力，当然也有一定的局限性。首先，自动化实现起来就不像前面直接Hook系统闹钟那么简单，另外在实现过程中我也忽略了一个小问题。那就是目标APP所用的加密算法高度依赖OkHttp库的版本，不同版本的实现细节稍有不同，这就导致服务端无法正确解密获取到明文内容，从而导致设备登记失败。

针对前面提到的问题，固然可以通过修改版本来解决，但是这比较依赖个人的运气了，其实我们可以考虑dex的动态加载，动态加载目标APP的dex文件，从而实现需要的功能即可。至此，大功告成。

六、总结与展望

文章接近尾声，回顾一下其实文章提及的设备登记APP本身并不复杂，也没有很强的防护，破解成本并不算太高，但是整个破解过程还是蛮好玩的。目标APP采取了证书钢钉策略来防止抓包，并且报文还进行了加密，却忽略了客户端自身的安全防护。另外由于客户端自身防护较弱，可以较低成本梳理清晰加密算法、网络请求等核心逻辑，从而以多种方式实施破解。为应对攻击者反编译、抓包、hook等常规手段，APP至少应该形成一种“加固+环境检测+防抓包”的体系化防护策略，从而提升攻击成本。
最后联想到前段时间爆出来某互联网巨头APP利用系统漏洞提权后伪造DAU、窃取用户信息、攻击竞争对手APP等行为的事件，还是想补充一下：技术本无罪，但是科技向善应该是每一个人都需要遵守的原则，一个人所掌握的专业知识、技能以及工具等应该用来合情合理合法地改善生活、提升幸福感。

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