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il2cpp方法回溯监听&Dump优化
发表于: 2023-4-13 15:02 16578

il2cpp方法回溯监听&Dump优化

珍惜Any 活跃值
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2023-4-13 15:02
16578

il2cpp方法回溯监听&Dump优化

前言：

最近在看一个单机游戏，il2cpp做的，以前没研究过游戏，顺便花一点时间看看 。现在市面上主要分为两种游戏 。

 

Lua和U3d ，Lua现在大部分都被淘汰，貌似代码框架很多年没有人维护了，想要Hook和和源码替换的话也很简单，直接Hook buff_load即可 。还有的是各种变种,Luajit,Luaq 之类的，这种需要去找对应的opencode ，解密以后在进行替换。这里不是我们的重点不多说 。

 

重点介绍一下u3d的对抗，最早的U3D都是dll文件，直接打包出来的，这种作弊也很简单，直接反编译dll。修改函数即可 。

 

而现在核心的u3d游戏都是il2cpp的 ，在C#写的代码转换成C++代码，从而直接在各种平台上运行。在安卓上也是如此 。

 

官方的一张原理图：
图片描述

 

我们在分析分析il2cpp游戏，最常用的库就是Perfare大佬的Il2CppDumper和Zygisk-Il2CppDumper ， 项目地址如下：

 

https://github.com/Perfare/Il2CppDumper

 

https://github.com/Perfare/Zygisk-Il2CppDumper

 

分别介绍一下1&2 。

 

很多游戏如果在没有进行保护的情况，可以直接使用Il2CppDumper

 

只需要提供，global-metadata.bat 和原生的libil2cpp.so

 

在对游戏的资源文件直接进行解密，就可以快速的得到的游戏的资源文件还有地址。编译过程解释如下：

 

图片描述

 

但是大部分的游戏或者说源码，都进行了保护 ，想要直接进行提取 很难 ，我测试了很多个apk都不太行 。

 

所以这个时候就用到https://github.com/Perfare/Zygisk-Il2CppDumper

 

他是基于Magisk模块对So文件进行注入 ，然后dump 游戏的方法地址和资源信息 。直接改一下包名，即可对游戏进行Dump 。

 

但是这个时候我在使用的时候发现，一直找不到il2cpp.so在maps里面 。研究了好久才发现，Apk将So进行了隐藏 。

 

主要原理后来深度分析一下 才知道 。他会先把自己so，也就是il2cpp.so 的内存复制一份 ,然后 unmap 掉，然后在原来的位置mmap同样大的匿名内存，最后复制回去 。这样内存里面就多了一块匿名内存 。这也是riru里面Hide的办法 。在Zygisk-Il2CppDumper 他的源码如下。他相当于是每次暂停一秒。如果发现了libil2cpp.so以加载，就开始初始化的过程 。就是因为这一秒钟，可能导致So被隐藏 。

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void hack_start(const char *game_data_dir) {
    bool load = false;
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        void *handle = xdl_open("libil2cpp.so", 0);
        if (handle) {
            load = true;
            il2cpp_api_init(handle);
            il2cpp_dump(game_data_dir);
            break;
        } else {
            sleep(1);
        }
    }
    if (!load) {
        LOGI("libil2cpp.so not found in thread %d", gettid());
    }
}

这个时候我就想着如果可以在libil2cpp.so刚刚加载到内存里以后直接进行Dump 和初始化 即可 。魔改开始 。

实现原理：

项目代码95%以上都来自https://github.com/Perfare/Zygisk-Il2CppDumper ，尊重原创 ！

 

Zygisk-Il2CppDumper 里面用的是Magisk进行的注入，之前没开发过复杂的Magisk模块 ，所以我这里注入采用的是Xposed。将我们的SO注入即可 。

 

直接在我们so的on_load函数对Linker进行hook，得到加载的回调。代码如下：

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#define MATCH_ELF "libil2cpp.so"
 
class FunJniLinkerCallBack : public LinkerLoadCallBack {
public:
    void loadBefore(const char *path) const override {
 
    }
 
    void loadAfter(const char *path, const char *redirect_path, void *ret) const override {
        if (path == nullptr) {
            return;
        }
        if (StringUtils::endsWith(path, MATCH_ELF)) {
            LOGE(">>>>>>>>>>>> find libil2cpp.so is load [%s] %s",saveFilePath, path)
            hack_prepare(path, saveFilePath);
        }
    }
};
void linkerCallBack::hookLinkerCallBack() {
    ZhenxiRunTime::linkerHandler::init();
    ZhenxiRunTime::linkerHandler::addLinkerCallBack(new FunJniLinkerCallBack());
}

ZhenxiRunTime::linkerHandler::init();

 

是我之前写的hook linker的封装，主要就是hook linker的一些常用dlopen方法。主要参考的开源版本的VA 。

 

在上述添加监听的Callback以后在对libil2cpp.so进行监听即可 。这样完美解决So加载回调问题 。在So 刚刚加载到内存里面。

 

还没有进行加密的时候，我们快速的对文件进行Dump 。拿到开始地址 。

 

剩下的代码和https://github.com/Perfare/Zygisk-Il2CppDumper原始的内容一样 。

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auto assemblies = il2cpp_domain_get_assemblies(domain, &size);
   std::stringstream imageOutput;
   for (int i = 0; i < size; ++i) {
       auto image = il2cpp_assembly_get_image(assemblies[i]);
       imageOutput << "// Image " << i << ": " << il2cpp_image_get_name(image) << "\n";
   }
   std::vector<std::string> outPuts;
   if (il2cpp_image_get_class) {
       LOGI("Version greater than 2018.3");
       //使用il2cpp_image_get_class
       for (int i = 0; i < size; ++i) {
           auto image = il2cpp_assembly_get_image(assemblies[i]);
           std::stringstream imageStr;
           imageStr << "\n// Dll : " << il2cpp_image_get_name(image);
           auto classCount = il2cpp_image_get_class_count(image);
           for (int j = 0; j < classCount; ++j) {
               auto klass = il2cpp_image_get_class(image, j);
               auto type = il2cpp_class_get_type(const_cast<Il2CppClass *>(klass));
               //LOGD("type name : %s", il2cpp_type_get_name(type));
               auto outPut = imageStr.str() + dump_type(type);
               outPuts.push_back(outPut);
           }
       }
   } else {
       LOGI("Version less than 2018.3");
       //使用反射
       auto corlib = il2cpp_get_corlib();
       auto assemblyClass = il2cpp_class_from_name(corlib, "System.Reflection", "Assembly");
       auto assemblyLoad = il2cpp_class_get_method_from_name(assemblyClass, "Load", 1);
       ....

初始化一些常用的il2cpp函数，这些函数都是il2cpp在编译阶段打入到so内部的，好像代码是没有开源的 。

 

不过还好，根据方法名都可以知道具体的函数的含义 。部分函数如下 ：

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DO_API(const MethodInfo*, il2cpp_class_get_methods, (Il2CppClass * klass, void* *iter));
DO_API(const MethodInfo*, il2cpp_class_get_method_from_name, (Il2CppClass * klass, const char* name, int argsCount));
DO_API(const char*, il2cpp_class_get_name, (Il2CppClass * klass));
DO_API(void, il2cpp_type_get_name_chunked, (const Il2CppType * type, void(*chunkReportFunc)(void* data, void* userData), void* userData));
DO_API(const char*, il2cpp_class_get_namespace, (Il2CppClass * klass));
DO_API(Il2CppClass*, il2cpp_class_get_parent, (Il2CppClass * klass));
DO_API(Il2CppClass*, il2cpp_class_get_declaring_type, (Il2CppClass * klass));
DO_API(int32_t, il2cpp_class_instance_size, (Il2CppClass * klass));
DO_API(size_t, il2cpp_class_num_fields, (const Il2CppClass * enumKlass));
DO_API(bool, il2cpp_class_is_valuetype, (const Il2CppClass * klass));
...

主要实现原理 ，就是先获取当前进程的domain，然后获取domain里面全部的DLL在进行解析 。

 

每个DLL里面有很多个Class ,每个Class 里面又存在很多个Method 。依次遍历循环即可 。打印效果如下：

 

实现细节不多介绍，详细代码参考

 

https://github.com/Perfare/Zygisk-Il2CppDumper

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// Namespace: System
[Serializable]
public enum GCNotificationStatus
{
   // Fields
   public Int32 value__; // 0x10
   public const GCNotificationStatus Succeeded = 0; // 0x0
   public const GCNotificationStatus Failed = 1; // 0x0
   public const GCNotificationStatus Canceled = 2; // 0x0
   public const GCNotificationStatus Timeout = 3; // 0x0
   public const GCNotificationStatus NotApplicable = 4; // 0x0
 
   // Properties
 
   // Methods
}
 
// Dll : xxx.dll
// Namespace: System
public static class GC
{
   // Fields
   internal static readonly Object EPHEMERON_TOMBSTONE; // 0x0
 
   // Properties
   public static Int32 MaxGeneration { get; }
 
   // Methods
   // RVA: 0x2d3c5e4 VA: 0x733ad445e4
   private static Int32 GetCollectionCount(Int32 generation) { }
   // RVA: 0x2d3c5e8 VA: 0x733ad445e8
   private static Int32 GetMaxGeneration() { }
   // RVA: 0x2d3c5ec VA: 0x733ad445ec
   private static Void InternalCollect(Int32 generation) { }
   // RVA: 0x2d3c5f0 VA: 0x733ad445f0
   private static Void RecordPressure(Int64 bytesAllocated) { }
   // RVA: 0x2d3c5f4 VA: 0x733ad445f4
   internal static Void register_ephemeron_array(Ephemeron[] array) { }
   ....

IL2CppTracer:

dump下来文件以后 , 我们现在需要做的是去hook对应的逻辑 ，但是Hook完以后才发现 ，有一些函数根本没走 。

 

Hook也没效果 ，我们想知道指定时间内 他都调用了哪些函数，比如战斗开始，他都调用了哪些函数 。对局中调用哪些函数 。

 

我们现在可以拿到这些方法的的全部地址， 为什么我们不讲将il2cpp全部函数都进行Hook ？直接在hook的callback里面进行栈回溯，获取返回的地址，然后在打印这个返回地址的信息 ，将信息保存到文件里面，就可以得到全部的method 回溯 。

 

具体代码如下：先获取全部DLL，在获取Class，最后对每个Method进行Hook 。

 

<u>经过测试发现并不可行 。</u>

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HOOK_DEF(void*, HookCallBackNoArgs) {
    if (!isFinish) {
        return orig_HookCallBackNoArgs();
    }
    if (ALL_METHOD_LIST == nullptr) {
        return orig_HookCallBackNoArgs();
    }
 
    void *method_ptr = (void *) __builtin_return_address(0);
    for (const auto &method: *ALL_METHOD_LIST) {
        if (method->methodPointer && method_ptr) {
            if (method->methodPointer == method_ptr) {
                const string &methodInfo = getMethodInfo(method);
                if (mOs == nullptr) {
                    mOs = new std::ofstream(saveDir);
                }
                LOGE("tracer method info %s il2cpp base ->  %p", methodInfo.c_str(),
                     (void *) il2cpp_base)
                *mOs << methodInfo;
                return orig_HookCallBackNoArgs();
            }
        }
    }
    return orig_HookCallBackNoArgs();
}
 
HOOK_DEF(void*, HookCallBack, va_list args) {
    if (!isFinish) {
        return orig_HookCallBack(args);
    }
    if (ALL_METHOD_LIST == nullptr) {
        return orig_HookCallBack(args);
    }
    void *method_ptr = (void *) __builtin_return_address(0);
    for (const auto &method: *ALL_METHOD_LIST) {
        if (method->methodPointer && method_ptr) {
            if (method->methodPointer == method_ptr) {
                const string &methodInfo = getMethodInfo(method);
                if (mOs == nullptr) {
                    mOs = new std::ofstream(saveDir);
                }
                LOGE("tracer method info %s il2cpp base ->  %p", methodInfo.c_str(),
                     (void *) il2cpp_base)
                *mOs << methodInfo;
                return orig_HookCallBack(args);
            }
        }
    }
    return orig_HookCallBack(args);
}
 
void il2cpp_tracer(const char *outDir) {
    saveDir = std::string(outDir).append("FunIl2cpp_tracer.txt");
    LOGI("il2cpp_tracer tracer... %s", saveDir.c_str())
    if (ALL_METHOD_LIST == nullptr) {
        ALL_METHOD_LIST = new list<const MethodInfo *>;
    }
    size_t size;
    auto domain = il2cpp_domain_get();
    LOGI("il2cpp_tracer init domain finish ")
    auto assemblies = il2cpp_domain_get_assemblies(domain, &size);
    LOGI("il2cpp_tracer init assemblies finish ")
    if (il2cpp_image_get_class) {
        LOGI("Version greater than 2018.3");
        for (int i = 0; i < size; ++i) {
            auto image = il2cpp_assembly_get_image(assemblies[i]);
            auto imageName = il2cpp_image_get_name(image);
            auto classCount = il2cpp_image_get_class_count(image);
            for (int j = 0; j < classCount; ++j) {
                auto tempKlass = il2cpp_image_get_class(image, j);
                if (tempKlass == nullptr) {
                    continue;
                }
                auto type = il2cpp_class_get_type(const_cast<Il2CppClass *>(tempKlass));
                if (type == nullptr) {
                    continue;
                }
                auto *klass = il2cpp_class_from_type(type);
                if (klass == nullptr) {
                    continue;
                }
                void *iter = nullptr;
                while (auto method = il2cpp_class_get_methods(klass, &iter)) {
                    auto pointer = method->methodPointer;
                    if (pointer) {
                        const string &methodInfo = getMethodInfo(method);
                        //hook all method
                        auto param_count = il2cpp_method_get_param_count(method);
                        if (param_count > 0) {
                            HookUtils::Hooker((void *) pointer,
                                              (void *) new_HookCallBack,
                                              (void **) &orig_HookCallBack
                            );
                        } else {
                            HookUtils::Hooker((void *) pointer,
                                              (void *) new_HookCallBackNoArgs,
                                              (void **) &orig_HookCallBackNoArgs
                            );
                        }
                        ALL_METHOD_LIST->push_back(method);
                        LOGI("hook method success %lu %s ", ALL_METHOD_LIST->size(),
                             methodInfo.c_str());
 
                    }
                    if (iter == nullptr) {
                        break;
                    }
                }
 
            }
        }
        isFinish = true;
        LOGE("lister il2cpp finish method size  %lu  ", ALL_METHOD_LIST->size())
    }
}

因为这个一般游戏的方法基本都是几万个或者几十万个，如果进行大量Hook，很容易造成大量崩溃 。

 

我这里测试了inline和异常Hook都是在Hook 2W个函数左右，程序闪退，没有具体错误日志 。报错的原因也都是Hook框架分配的匿名内存导致的 。后来放弃这种方案 。

 

我继续去他So的符号表去查找，看看是否存在可疑函数。直到发现了一个叫 il2cpp_runtime_invoke 。
图片描述

 

这个函数当时以为只是invoke才会进行调用，类似Java的invoke 。我Hook了测试一下。发现基本执行都会走这个函数 。回调代码如下：

 

获取被调用这个method，获取它的class和dll信息，还有方法信息，都进行保存 。

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HOOK_DEF(Il2CppObject*, il2cpp_runtime_invoke,
         const MethodInfo *method, void *obj,
         [[maybe_unused]] void **params, Il2CppException **exc) {
    std::stringstream imageOutput;
    auto *clazz = il2cpp_method_get_class(method);
    if (clazz != nullptr) {
        auto *image = il2cpp_class_get_image(clazz);
        if (image != nullptr) {
            imageOutput << "[" << il2cpp_image_get_name(image) << "] ";
        }
        imageOutput<<"[" << il2cpp_class_get_name(clazz) << "] ";
    }
    const string &methodInfo = getMethodInfo(method);
    imageOutput << methodInfo;
    auto pointer = method->methodPointer;
    if (pointer) {
        imageOutput << " 0x" << ((uint64_t) pointer - il2cpp_base);
    }
    imageOutput << "\n";
    LOGE("%s", imageOutput.str().c_str())
    //save file
    *mOs << imageOutput.str();
    return orig_il2cpp_runtime_invoke(method, obj, params, exc);
}

打印效果如下，大量方法都会进行回溯 ，在游戏里的对局也会有函数调用 ：

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2023-04-13 13:49:58.773 3635-4153/? E/Zhenxi: [xxx.dll] [DOTweenComponent] private Void LateUpdate() { }
     0x25020200
2023-04-13 13:49:58.773 3635-4153/? E/Zhenxi: [UnityEngine.InputModule.dll] [NativeInputSystem] internal static Void ShouldRunUpdate(NativeInputUpdateType updateType, out Boolean retval) { }
     0x26522584
2023-04-13 13:49:58.773 3635-4153/? E/Zhenxi: [UnityEngine.InputModule.dll] [NativeInputSystem] internal static Void NotifyBeforeUpdate(NativeInputUpdateType updateType) { }
     0x26521468
2023-04-13 13:49:58.773 3635-4153/? E/Zhenxi: [UnityEngine.InputModule.dll] [NativeInputSystem] internal static Void NotifyUpdate(NativeInputUpdateType updateType, IntPtr eventBuffer) { }
     0x26521608
2023-04-13 13:49:58.773 3635-4153/? E/Zhenxi: [UnityEngine.CoreModule.dll] [Application] internal static Void InvokeOnBeforeRender() { }
     0x49698664
2023-04-13 13:49:58.774 3635-4153/? E/Zhenxi: [UnityEngine.UIModule.dll] [Canvas] private static Void SendPreWillRenderCanvases() { }
     0x26404800
...

2023年4月17日19:26:13

在测试的时候发现il2cpp_runtime_invoke 都是系统api的调用，并不符合预期。后来代码经过修改，采用插装的方式进行Hook ，主要用的是dobby的DobbyInstrument 方法 。核心方法如下 。代码开源。

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std::list<std::shared_ptr<ClosureUserData>> &getMethodInfoList() {
    static std::list<std::shared_ptr<ClosureUserData>> methodInfoList;
    return methodInfoList;
}
void instrument_callback(void *address, DobbyRegisterContext *reg_ctx) {
    for (const auto &info: getMethodInfoList()) {
        if (info->orig_function_pointer == address) {
            LOGI("Method is called %s", getMethodInfo(info->method).c_str())
            return;
        }
    }
    LOGI("not find callback method info %p", address)
}
bool hook_il2cpp_method(const MethodInfo *method) {
    void *method_address = (void *) method->methodPointer;
    if (method_address == nullptr) {
        LOGE("Method address is NULL");
        return false;
    }
 
    auto pData = std::make_shared<ClosureUserData>();
    pData->method = method;
    pData->orig_function_pointer = method_address;
 
    if (HookUtils::addTrampoline(method_address, instrument_callback)) {
        getMethodInfoList().push_back(pData);
        return true;
    } else {
        return false;
    }
}
bool ishook(const string& msg){
    if(isTraceALL){
        return true;
    }
    return std::any_of(filter_list.begin(),
                       filter_list.end(),
                       [&msg](const string& str) {
        return StringUtils::containsInsensitive(msg, str);
    });
}
void il2cpp_tracer(const char *outDir) {
    HookUtils::startBranchTrampoline();
    saveDir = std::string(outDir).append("FunIl2cpp_tracer.txt");
    LOGI("il2cpp_tracer tracer... %s", saveDir.c_str())
    size_t size;
    auto domain = il2cpp_domain_get();
    auto assemblies = il2cpp_domain_get_assemblies(domain, &size);
    if (il2cpp_image_get_class) {
        hookSize = 0;
        for (int i = 0; i < size; ++i) {
            auto image = il2cpp_assembly_get_image(assemblies[i]);
            auto imageName = il2cpp_image_get_name(image);
            auto classCount = il2cpp_image_get_class_count(image);
            for (int j = 0; j < classCount; ++j) {
                auto tempKlass = il2cpp_image_get_class(image, j);
                auto type = il2cpp_class_get_type(const_cast<Il2CppClass *>(tempKlass));
                auto *klass = il2cpp_class_from_type(type);
                void *iter = nullptr;
                while (auto method = il2cpp_class_get_methods(klass, &iter)) {
                    auto pointer = method->methodPointer;
                    if (pointer) {
                        const string &methodInfo = getMethodInfo(method);
                        const char *clazzName = il2cpp_class_get_name(klass);
                        auto methodInfoStr = string(clazzName) + " " + methodInfo;
                        if(ishook(methodInfoStr)){
                            if (hook_il2cpp_method(method)) {
                                hookSize++;
                                LOGI("hook method info success  %s  size-> %zu  %p",
                                     methodInfoStr.c_str(), hookSize, ((char *) pointer - il2cpp_base))
                            } else {
                                LOGE("Failed to hook method: %s", methodInfoStr.c_str());
                            }
                        }
                    }
                    if (iter == nullptr) {
                        break;
                    }
                }
            }
        }
        LOGE("hook finish %zu ", hookSize)
    }
}

项目地址：

 

https://github.com/w296488320/XposedJniTrace

 

和我之前的jnitrace用的同一套代码基，都是xposed注入native ，并且公用一套nativelib 所以都放到一起了 。

 

在此强调 :

 

项目代码95%以上都来自https://github.com/Perfare/Zygisk-Il2CppDumper ，尊重原创 ！


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最后于 2023-4-17 19:48 被珍惜Any编辑 ，原因： 添加附件
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nb
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看不懂 但我大受震撼
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看不懂 但我大受震撼
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看不懂 但我大受震撼
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9 楼
hook so加载相关函数可能会被游戏保护的sdk检测，不hook的话不能第一时间获取到libil2cpp.so的加载；我觉得更好的做法可能还是改rom或者扫游戏的可执行内存获取il2cpp的特征去实现对抗
2023-4-14 10:48
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动手实验了下，业务逻辑的函数不知道为啥，基本都没有打印。
2023-4-14 12:25
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wx_水山 动手实验了下，业务逻辑的函数不知道为啥，基本都没有打印。
可能存在问题，我最近再改改，那个api调用的都是系统的api调用 。等我改完，有好的思路也可以pull
2023-4-14 13:57
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珍惜Any
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Lupinus hook so加载相关函数可能会被游戏保护的sdk检测，不hook的话不能第一时间获取到libil2cpp.so的加载；我觉得更好的做法可能还是改rom或者扫游戏的可执行内存获取il2cpp的特征去实 ...
这个我测试过的，基本都需要加载到内存里才会进行保护 。我直接hook linker最理想方案，刚刚加载完毕立刻就进行dump 
2023-4-14 13:57
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来一个游戏样本？
2023-4-14 22:50
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Amun 来一个游戏样本？
你小子是钓鱼的吧
2023-4-18 13:57
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有个游戏用了Zygisk-Il2CppDumper  直接闪退 用了这个apk lsp 找不到这游戏 打勾不了 
2023-4-30 16:29
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梦霓裳
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 大佬 github上的项目不见了 啥情况
2023-4-30 20:32
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梦霓裳 大佬 github上的项目不见了 啥情况
造谣的人太多了
2023-5-4 09:34
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珍惜Any 造谣的人太多了
唉，都不给人好好研究吗。大佬还会分享吗？
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Amun 来一个游戏样本？
星穹铁道
2023-6-7 21:03
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珍惜Any 造谣的人太多了
啥情况
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