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[原创]记一次基于unidbg模拟执行的去除ollvm混淆
2023-5-3 23:00 43650

[原创]记一次基于unidbg模拟执行的去除ollvm混淆

2023-5-3 23:00
43650

0.前言

代码混淆是逆向分析中最令人头疼的问题之一。

 

面对混淆,通常的做法是直接硬着头皮调试,因为混淆只能混淆代码的形,但是代码的神——执行逻辑是不会变的,单步调试下去往往能梳理出程序本身的执行逻辑。但是面对非常复杂的混淆,小弟我也是经常调试数十小时最终招架不住选择放弃。。。有位伟人曾经说过“安全保护的目的不在于让代码固若金汤,无法攻破,而是在于让破解者望而生畏,主动放弃”,正所谓“不战而屈人之兵,善之善也~”,小弟我深以为然。

 

面对混淆更好的做法是去混淆,或者说反混淆,就是将混淆过的代码还原回去。还原后的代码通常逻辑清晰,通俗易懂,可以很简单的进行分析。但是反混淆往往比较难,抛开各种定制的混淆不说,即使是最基本的ollvm混淆,还原起来也不是那么容易。因为还原混淆通常要依赖于符号执行,模拟执行,指令trace等一系列高级的逆向手法。小弟我最近刚好遇到一个混淆的样本,趁着五一放假,研究了一下反混淆的方法,最终成功还原出了真实逻辑,故借此机会和看雪各位安全爱好者做一分享。

 

混淆前的程序,可以看到在 br x9 后ida无法分析了,因为x9是一个寄存器,ida并不知道里面是什么值,所以无法继续向下分析。F5后可以看到,函数调用jni->GetEnv函数后就jumpout了。

 


往下查看汇编代码,可以看到函数里有许多根据寄存器跳转的指令:

 

1.unidbg环境搭建

去混淆通常要对代码进行模拟执行。

 

模拟执行届扛把子的是unicorn引擎。不过unicorn引擎相对比较底层,需要手动的开辟内存,将指令写入,设置堆栈的位置,设置寄存器初始值,然后执行。unidbg是基于unicorn引擎的模拟执行框架,使用java语言编写,并且可以直接加载so,进行调用(unidbg在加载动态库时自动帮你完成了文件解析,映射,重定位,写入unicorn引擎等一系列底层操作),同时unidbg内置了Jni相关的环境,而unicorn本身没有相关环境,需要手动补充。同时,unidbg还内置了hookZz,xHook等一系列hook框架,可以很方便的进行函数级,指令级的各种hook。总之,unidbg大大方便了逆向人员进行模拟执行的流程,所以我们选用unidbg来进行模拟执行。

1.1 下载源码

unidbg的工作模式简单粗暴,直接git clone unidbg的项目,然后在项目里添加自己的模拟执行类,最终运行的时候是带着整个项目的源码一起运行的,这样做的好处是方便了定制化修改和源码调试。

 

 

下载好后使用idea进行打开。

1.2 模拟执行

直接在项目的unidbg-android/src/test/java目录下建立我们的模拟执行类:AntiOllvm

 

在进行模拟执行之前,需要做以下准备工作:

 

1.创建一个模拟器。

 

2.设置android系统库的版本

 

3.创建android虚拟机

 

4.加载动态库

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public AntiOllvm()
{
    //创建模拟器
    emulator = AndroidEmulatorBuilder
            .for64Bit()
            .addBackendFactory(new Unicorn2Factory(true))
            .setProcessName("com.example.antiollvm")
            .build();
    Memory memory = emulator.getMemory();
    //设置andorid系统库版本
    memory.setLibraryResolver(new AndroidResolver(26));
    //创建虚拟机
    vm = emulator.createDalvikVM();
    vm.setVerbose(true);
    //加载动态库
    dm = vm.loadLibrary(new File("f:\\kshs\\libtprt.so"), false);
    module = dm.getModule();
}

这样,动态库就被unidbg加载了。

 

加载后需要先执行jni_onload,而DalvikModule这个类已经实现了callJNI_OnLoad方法,我们直接调用即可。

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public static void main(String[] args) {
    AntiOllvm ao = new AntiOllvm();
    ao.callJniOnload();
}
 
public void callJniOnload()
{
    dm.callJNI_OnLoad(emulator);
}

调用后,出现了报错和许多warning:

 

 

一方面,有许多libc的函数没有找到,另一方面,JNI返回了-1。

 

我们先补充所需的libc函数,只需要把手机里/system/lib64/libc.so等系统库交给unidbg加载即可。

 

将下列代码添加到加载目标so之前:

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vm.loadLibrary(new File("f:\\androidlib\\libc.so"),false);
vm.loadLibrary(new File("f:\\androidlib\\libm.so"),false);
vm.loadLibrary(new File("f:\\androidlib\\libstdc++.so"),false);
vm.loadLibrary(new File("f:\\androidlib\\ld-android.so"),false);
vm.loadLibrary(new File("f:\\androidlib\\libdl.so"),false);

再次执行,这次运行成功了,并且unidbg hook 了所有的jni掉用,也将他们打印了出来:

 

 

可以看到,在0x5e900处调用了registernative,注册的函数名叫:initialize,签名是:(Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;[Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;)I,函数的地址在0x5e1e8处。

 

至此,我们成功使用unidbg加载了android的动态库,并且正常运行了动态库的jni_onload函数。

1.3 基本的hook

我们已经成功运行了目标动态库,接下来可以看看还能做些什么。我们做一个最基本的操作,使用指令hook,在每条指令执行之前将其打印出来。

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public void logIns()
{
    emulator.getBackend().hook_add_new(new CodeHook() {
        @Override
        public void hook(Backend backend, long address, int size, Object user)  {
            Capstone capstone = new Capstone(Capstone.CS_ARCH_ARM64,Capstone.CS_MODE_ARM);
            byte[] bytes = emulator.getBackend().mem_read(address, 4);
            Instruction[] disasm = capstone.disasm(bytes, 0);
            System.out.printf("%x:%s %s\n",address-module.base ,disasm[0].getMnemonic(),disasm[0].getOpStr());
        }
 
        @Override
        public void onAttach(UnHook unHook) {
 
        }
 
        @Override
        public void detach() {
 
        }
    }, module.base, module.base+module.size, null);
}

使用到的是unicorn引擎提供的codehook,即指令hook。我们在指令执行前进行hook,然后初始化Capstone引擎(反汇编引擎),接着通过unicorn的接口从当前地址读取4字节机器码,再将机器码反汇编,然后打印输出。我们可以将hook的范围指定在一个函数中,这样就不会打印超出该函数范围的指令了:

 

可以看到,打印的指令和ida中解析出的jnionload函数指令一致。当然,我们也看到了br x9之后的那条指令:

 

跳转到0x5e480,又执行了若干组间接跳转。

 

至此,我们已经可以通过unidbg的接口,进行指令trace。同时我们还可以使用unidbg提供的其他接口,在hook的同时读取,写入寄存器,查看内存,修改内存,设置断点等等。接下来我们就可以开始着手去混淆了。

2.去除间接跳转

首先要解决的是 br x9 的问题,至少让ida能F5吧。

 

通过阅读汇编代码,可以看到该函数的混淆是这样做的:

 

1.比较 w8 和 wk(另外一个寄存器,不固定)寄存器。

 

2.根据比较的结果,选择xA或者xB寄存器的值赋值给X9

 

3.从x9 + x19的地址处读取一个值,赋值给x9

 

4.x9 = x9 + x24

 

5.跳转到x9指向的位置。

 

其中,x19和x24始终是固定的,我们看到,x19和x24在程序开始时被初始化了:

 

 

 

可以看到,X19是0x140080,而0x140080是一个数组

 

x24则为固定的值0x3a2cd438

 

这里就理解这个间接跳转是怎么做的了,每次根据比较结果在数组中选择一个偏移,然后用偏移加上基数,得到真实的跳转地址。

 

所以我们可以在每次执行到br x9的时候获取x9的真实值,然后将根据寄存器跳转的指令br 换成直接跳转b,这样ida就可以继续分析了。

 

直接这样做有一个问题,因为偏移值是根据比较结果不同而不同,如果我们直接将最终的跳转地址写死,那就相当于将原来的条件跳转改为了直接跳转,改变了逻辑。

 

所以正确的做法是保留条件,计算出条件成立与不成立时对应的跳转地址,然后将br x9改为一条条件跳转和一条直接跳转,这样做就和原来的逻辑完全一致了,并且所有的跳转都是有确定的地址,ida可以分析。

 

于是我们用这样的算法进行还原:

 

1.建立一个指令栈,每条指令执行前,保留该指令的地址,指令内容,当前所有寄存器的值。然后将当前指令的信息push进指令栈。

 

2.对指令进行回溯,如果栈顶指令是br x9,则进行3,否则执行下一条指令。

 

3.pop跳转指令,再次获取栈顶指令,检查是否为ADD x9,x9,x24指令,如果是,进行4,否则执行下一条指令。

 

4.pop add指令,再次获取栈顶指令,检查是否为LDR x9,[x19,x9]指令,如果是,则进行5,否则执行下一条指令。

 

5.pop 加载指令,再次获取栈顶指令,检查是否为条件选择指令。如果是,记录选择条件,记录为条件成立与不成立时对应的选择的值(通过保留的寄存器值获取)。否则执行下一条指令。

 

6.pop 条件选择指令,获取到上一次 比较指令,检查是否是cmp x8,类型的指令,如果是,进行7,否则执行下一条指令。

 

7.通过前六步,说明我们已经定位到了正确的间接跳转的位置。然后分别计算条件成立与不成立时对应的真实跳转地址,将Add 指令替换为 条件跳转->成立时地址,将br x9替换为直接跳转->条件不成立地址。

 

以以下指令为例:

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CMP             W8, W27
CSEL            X9, X28, X23, LT
LDR             X9, [X19,X9]
ADD             X9, X9, X24
BR              X9

在csel 一步,当条件LT成立时,x9 = x28。真实的跳转地址为

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*(x19+x28)+x24  //记为addrT。

当条件不成立时,x9 = x23。真实的跳转地址为:

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*(x19+x23)+x24 //记为addrF。

然后将add X9, X9, X24指令替换为b.lt addrT,
将br x9 指令替换为 b addrF。
将条件选择和加载指令nop掉。
替换后的指令为:

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CMP            W8, W27
NOP
NOP
BLT            addrT
B              addrF

这样所有的间接跳转都变成了直接跳转,ida是可以分析的,并且逻辑与之前完全相同,我们所做的只不过是提前计算出目标地址,然后直接跳转罢了。

 

对应的java代码如下:

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//保存指令和寄存器环境类:
    class InsAndCtx
    {
        long addr;
        Instruction ins;
        List<Number> regs;
 
        public long getAddr() {
            return addr;
        }
 
        public void setAddr(long addr) {
            this.addr = addr;
        }
 
        public void setIns(Instruction ins) {
            this.ins = ins;
        }
 
        public Instruction getIns() {
            return ins;
        }
 
        public void setRegs(List<Number> regs) {
            this.regs = regs;
        }
 
        public List<Number> getRegs() {
            return regs;
        }
    }
 
//patch类
    class PatchIns{
        long addr;//patch 地址
        String ins;//patch的指令
 
        public long getAddr() {
            return addr;
        }
 
        public void setAddr(long addr) {
            this.addr = addr;
        }
 
        public String getIns() {
            return ins;
        }
 
        public void setIns(String ins) {
            this.ins = ins;
        }
    }
 
 // 指令栈
  private  Stack<InsAndCtx> instructions;
 
  //所有需要patch的指令
  private List<PatchIns> patchs;
 
  //保存指令寄存器环境
   public List<Number> saveRegs(Backend bk)
    {
       List<Number> nb = new ArrayList<>();
       for(int i=0;i<29;i++)
       {
            nb.add(bk.reg_read(i+Arm64Const.UC_ARM64_REG_X0));
       }
       nb.add(bk.reg_read(Arm64Const.UC_ARM64_REG_FP));
       nb.add(bk.reg_read(Arm64Const.UC_ARM64_REG_LR));
       return nb;
    }
 
 
  //指令hook,每条指令执行前保存环境
     public void processBr()
    {
        emulator.getBackend().hook_add_new(new CodeHook() {
            @Override
            public void hook(Backend backend, long address, int size, Object user) {
                Capstone capstone = new Capstone(Capstone.CS_ARCH_ARM64,Capstone.CS_MODE_ARM);
                byte[] bytes = emulator.getBackend().mem_read(address, 4);
                Instruction[] disasm = capstone.disasm(bytes, 0);
                InsAndCtx iac = new InsAndCtx();
                iac.setIns(disasm[0]);
                iac.setRegs(saveRegs(backend));
                iac.setAddr(address);
                instructions.push(iac);
                do_processbr();
            }
 
            @Override
            public void onAttach(UnHook unHook) {
                System.out.println("attach");
            }
 
            @Override
            public void detach() {
                System.out.println("detach");
            }
        },module.base+start, module.base+end,null);
    }
 
    //指令栈回溯,根据处理结果,生成patchIns,供最后统一patch
        public void do_processbr()
    {
        Instruction ins = instructions.peek().getIns();
        if(ins.getMnemonic().equals("br") && ins.getOpStr().equals("x9"))
        {
            boolean finish = false;
            long base = -1;
            long listoffset = -1;
            long cond1 = -1;
            long cond2 = -1;
            String cond = "";
            long addinstaddr = -1;
            long brinsaddr = instructions.peek().getAddr() - module.base;
            long selectaddr = -1;
            long ldaaddr = -1;
 
            try {
                while (!finish && !instructions.empty())
                {
                    instructions.pop();
                    ins = instructions.peek().getIns();
                    if(ins.getMnemonic().toLowerCase(Locale.ROOT).equals("add"))
                    {
                        String[] split = ins.getOpStr().split(",");
                        if(split.length == 3)
                        {
                            if(split[0].toLowerCase(Locale.ROOT).trim().equals("x9") && split[1].toLowerCase(Locale.ROOT).trim().equals("x9"))
                            {
                                String reg = split[2].trim().toLowerCase(Locale.ROOT);
                                base = getRegValue(reg,instructions.peek().getRegs()).longValue();
                                addinstaddr = instructions.peek().getAddr() - module.base;
                            }
                            else {
                                break;
                            }
                        }
                        else
                        {
                            break;
                        }
                    }
 
                    if(ins.getMnemonic().toLowerCase(Locale.ROOT).equals("ldr"))
                    {
                        String[] sp = ins.getOpStr().toLowerCase().split(",");
                        if(sp.length == 3)
                        {
                            if(sp[0].trim().toLowerCase(Locale.ROOT).equals("x9") && sp[2].trim().toLowerCase(Locale.ROOT).equals("x9]"))
                            {
                                String reg = sp[1].toLowerCase(Locale.ROOT).trim().substring(1);
                                listoffset = getRegValue(reg,instructions.peek().getRegs()).longValue()-module.base;
                                ldaaddr =  instructions.peek().getAddr()- module.base;
                            }
                        }
                    }
 
                    if(ins.getMnemonic().trim().toLowerCase(Locale.ROOT).equals("csel"))
                    {
                        String[] sp = ins.getOpStr().toLowerCase(Locale.ROOT).split(",");
                        if(sp.length == 4)
                        {
                            cond = sp[3].trim();
                            if(sp[0].trim().equals("x9"))
                            {
                                String reg1 = sp[1].trim();
                                String reg2 = sp[2].trim();
                                cond1 = getRegValue(reg1,instructions.peek().getRegs()).longValue();
                                cond2 = getRegValue(reg2,instructions.peek().getRegs()).longValue();
                                selectaddr = instructions.peek().getAddr() - module.base;
                            }
                        }
                    }
 
                    if(ins.getMnemonic().trim().toLowerCase(Locale.ROOT).equals("cmp"))
                    {
                        if(base == -1 || listoffset == -1 || cond1 == -1 || cond2 == -1 || cond.equals("") || addinstaddr == -1 || ldaaddr == -1 || selectaddr == -1)
                        {
                            break;
                        }
                        else
                        {
                            long offset1 = base + readInt64(emulator.getBackend(), module.base+listoffset+cond1) - module.base;
                            long offset2 = base + readInt64(emulator.getBackend(),module.base+listoffset+cond2) - module.base;
                            if( brinsaddr - addinstaddr != 4)
                            {
                                System.out.println("add ins and br ins gap more than 4 size,may make mistake");
                            }
                            String condBr = "b"+cond.toLowerCase(Locale.ROOT) + " 0x"+ Integer.toHexString((int) (offset1 - addinstaddr));
                            String br = "b 0x" + Integer.toHexString((int)(offset2 - brinsaddr));
                            PatchIns pi1 = new PatchIns();
                            pi1.setAddr(addinstaddr);
                            pi1.setIns(condBr);
                            patchs.add(pi1);
                            PatchIns pi2 = new PatchIns();
                            pi2.setAddr(brinsaddr);
                            pi2.setIns(br);
                            patchs.add(pi2);
                            PatchIns pi3 = new PatchIns();
                            pi3.setAddr(selectaddr);
                            pi3.setIns("nop");
                            patchs.add(pi3);
                            PatchIns pi4 = new PatchIns();
                            pi4.setAddr(ldaaddr);
                            pi4.setIns("nop");
                            patchs.add(pi4);
                            finish = true;
                        }
                    }
                }
            }catch (Exception e)
            {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
 
//遍历patch表,执行patch,生成新的so,使用Ketstone将汇编转为机器码。
public void patch()
    {
        try {
            File f = new File(inName);
            FileInputStream fis = new FileInputStream(f);
            byte[] data = new byte[(int) f.length()];
            fis.read(data);
            fis.close();
            for(PatchIns pi:patchs)
            {
                System.out.println("procrss addr:"+Integer.toHexString((int) pi.addr)+",code:"+pi.getIns());
                Keystone ks = new Keystone(KeystoneArchitecture.Arm64, KeystoneMode.LittleEndian);
                KeystoneEncoded assemble = ks.assemble(pi.getIns());
                for(int i=0;i<assemble.getMachineCode().length;i++)
                {
                    data[(int) pi.addr+i] = assemble.getMachineCode()[i];
                }
            }
            File fo = new File(outName);
            FileOutputStream fos = new FileOutputStream(fo);
            fos.write(data);
            fos.flush();
            fos.close();
            System.out.println("finish");
        }
        catch (Exception e)
        {
            e.printStackTrace();
        }
    }

patch完成后,再次使用ida打开原so,发现Jni_onLoad函数已经可以F5了:

 

 

但是依然有一些jumpout。

 

原因是因为在模拟执行的是后并没有走遍所有的分支,我们只是将走过的分支处理了。

 

接下来需要在jumpout的地方手动修改寄存器的值,来控制他的走势,让unidbg最终走完所有分支。

 

比如对于这一处br,在blt时才会跳转过去,

 

可以看到这一处的跳转和w12有关,我们找到给w8赋值为w12的地方,通过修改寄存器来给其赋值:

 

重新跑一边代码,这一处的br x9 就修复了。将没有走到的分支处理完后,F5结果如下:

 

可以看到是标准的ollvm的控制流平坦化。

 

所以br x9的混淆其实是在ollvm控制流平坦化的基础上,将所有的跳转地址都加了一步运算。

3.去除控制流平坦化

间接跳转去除完后,需要去除控制流平坦化。根据控制流平坦化的工作原理,原来的代码会被打碎成代码片段,然后装进一个大的switch case里,最外层包一个while true循环,根据索引变量来按照原来的顺序执行代码。

 

考虑到编译的结果要在逻辑上和原来的代码完全一致,所以一个重要的结论是——真实的代码块一定在cmp eq 之后。(switch case 的一个case)

 

控制流平坦化对于顺序执行的处理比较简单,直接在前一个真实块的末尾,将索引值改为下一个真实块的索引,然后跳转到主分发器即可。

 

对于分支执行(判断,循环),在条件的部分会有一个条件选择指令CSEl,将索引寄存器的值根据条件结果设置为不同的索引,然后跳转到主分发器。

 

所以我们可以按照以下算法对控制流平坦化进行还原:

 

1.建立一个指令栈,每条指令执行前,保留该指令的地址,指令内容,当前所有寄存器的值。然后将当前指令的信息push进指令栈。

 

2.对指令进行回溯,如果栈顶指令是b.eq,则进行3(收集真实块),如果栈顶指令是直接跳转指令b,则进行5(处理分支块),否则继续执行下一条指令。

 

3.向上回溯指令栈,找到第一条cmp 指令,判断是否为与索引寄存器w8 比较,如果是,则进行4,否则继续执行下一条指令。

 

4.获取与w8比较的另一个寄存器的值,获取b.eq的目标地址,组成一个(索引,真实块)对。继续执行下一条指令。

 

5.判断上一条指令是否为CSEL W8。如果是,则记录一个(条件成立块索引,条件不成立块索引)对。否则,继续执行下一条指令。

 

同时,我们在主分发器处hook 指令,记录每次经过主分发器时的索引寄存器的值为索引值顺序。

 

在模拟执行收集完成信息之后,做以下处理:

 

1.去除索引值顺序中为条件块的索引。

 

2.获取索引值顺序中的第一个值,找到对应的真实块。将主分发器处patch为跳转向第一个真实块的跳转指令。

 

3.根据真实块结束时的新的索引值,寻找到对应的真实块,将结尾处patch为跳转到下一个真实块。

 

4.在CSEL指令处,根据条件成立块索引和条件不成立索引找到对应的真实块。将CSEL指令和后面的跳转向主分发器的指令patch为两条指令:

 

第一条为条件成立时的条件跳转,第二条为条件不成立时的直接跳转。

 

对应的代码如下:

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//用于记录条件块中,条件成立,条件不成立时对应的索引值,同时记录条件。
    class selectBr
    {
        long insaddr;
        long trueindex;
        long falseindex;
        String cond;
        public String getCond() {
            return cond;
        }
        public void setCond(String cond) {
            this.cond = cond;
        }
        public long getInsaddr() {
            return insaddr;
        }
        public void setInsaddr(long insaddr) {
            this.insaddr = insaddr;
        }
        public long getTrueindex() {
            return trueindex;
        }
        public void setTrueindex(long trueindex) {
            this.trueindex = trueindex;
        }
        public long getFalseindex() {
            return falseindex;
        }
        public void setFalseindex(long falseindex) {
            this.falseindex = falseindex;
        }
    }
//真实块,索引值和开始地址
    class TrueBlock{
 
        long index;
        long startAddr;
 
        public TrueBlock(){}
        public TrueBlock(long l,long s)
        {
            index = l;
            startAddr = s;
        }
 
        public long getIndex() {
            return index;
        }
 
        public void setIndex(long index) {
            this.index = index;
        }
 
        public long getStartAddr() {
            return startAddr;
        }
 
        public void setStartAddr(long startAddr) {
            this.startAddr = startAddr;
        }
    }
 
    //记录真实块
    private List<TrueBlock>tbs;
    //记录条件块
    private List<selectBr> sbs ;
    //记录索引顺序
    private List<Long> indexOrder;
 
    public void processFlt()
    {
        emulator.getBackend().hook_add_new(new CodeHook() {
            @Override
            public void hook(Backend backend, long address, int size, Object user) {
                Capstone capstone = new Capstone(Capstone.CS_ARCH_ARM64,Capstone.CS_MODE_ARM);
                byte[] bytes = emulator.getBackend().mem_read(address, 4);
                Instruction[] disasm = capstone.disasm(bytes, 0);
                InsAndCtx iac = new InsAndCtx();
                iac.setIns(disasm[0]);
                iac.setRegs(saveRegs(backend));
                iac.setAddr(address);
                instructions.add(iac);
                do_processflt();
            }
 
            @Override
            public void onAttach(UnHook unHook) {
                System.out.println("attach");
            }
 
            @Override
            public void detach() {
                System.out.println("detach");
            }
        },module.base+start, module.base+end, null);
    }
    public void do_processflt()
    {
        if(instructions.empty())
        {
            return;
        }
        Instruction ins = instructions.peek().getIns();
        if(instructions.peek().getAddr() - module.base == dispatcher)
        {
            indexOrder.add(getRegValue("x8",instructions.peek().getRegs()).longValue());
        }
        if(ins.getMnemonic().toLowerCase(Locale.ROOT).equals("b.eq")) {
            InsAndCtx beq = instructions.peek();
            //等于跳转,检查是否为cmp x8,
            while (true)
            {
                if(instructions.empty())
                {
                    break;
                }
                instructions.pop();
                ins = instructions.peek().getIns();
                if(ins.getMnemonic().toLowerCase(Locale.ROOT).equals("cmp"))
                {
                    String[] sp = ins.getOpStr().toLowerCase(Locale.ROOT).split(",");
                    if(sp[0].equals("w8"))
                    {
                        //找到一个真实块
                        TrueBlock tb = new TrueBlock();
                        long regValue = getRegValue(sp[1].trim(), instructions.peek().getRegs()).longValue();
                        long targetAddr = 0;
                        String offset = beq.getIns().getOpStr().toLowerCase(Locale.ROOT);
                        long offsetvalue = getLongFromOpConst(offset);
                        targetAddr = beq.getAddr() + offsetvalue - module.base;
                        tb.setIndex(regValue);
                        tb.setStartAddr(targetAddr);
                        tbs.add(tb);
                        break;
                    }
                }
            }
        }
        //处理分支块
        if(ins.getMnemonic().toLowerCase(Locale.ROOT).equals("b"))
        {
            long offset = getLongFromOpConst(ins.getOpStr());
            if(offset != 0)
            {
                long target = offset + instructions.peek().getAddr() - module.base;
                //直接跳向主发生器
                if(target == dispatcher)
                {
                    instructions.pop();
                    ins = instructions.peek().getIns();
                    if(ins.getMnemonic().toLowerCase(Locale.ROOT).equals("csel"))
                    {
                        String[] sp = ins.getOpStr().toLowerCase(Locale.ROOT).split(",");
                        if(sp[0].trim().equals("w8"))
                        {
                            String cond = sp[3].trim();
                            String reg1 = sp[1].trim();
                            String reg2 = sp[2].trim();
                            selectBr sb = new selectBr();
                            sb.setInsaddr(instructions.peek().getAddr() - module.base);
                            sb.setCond(cond);
                            sb.setTrueindex(getRegValue(reg1,instructions.peek().getRegs()).longValue());
                            sb.setFalseindex(getRegValue(reg2,instructions.peek().getRegs()).longValue());
                            sbs.add(sb);
                        }
                    }
                }
            }
        }
    }

在模拟执行完后,发现有一些索引值没有找到对应的块:

 

查看他们的索引,发现刚好是条件块中的索引。这个也好理解,因为在模拟执行的时候我们只走了条件的一个分支,没有走另一个分支,所以就没有记录下对应的真实块。这里我们手动根据b.eq和寄存器的值,添加对应的真实块:

 

添加完成后,再次运行程序,发现已经patch成功了。打开ida查看Jni_onload:

 

 

发现函数已经被完美的还原了。

4.总结

借着五一假期简单研究了一下模拟执行和去混淆,感慨unidbg是真的强。我认为我使用的方法应该是没有任何逻辑漏洞,可以完全等效的还原的。

 

间接跳转的还原比较简单,控制流平坦化的还原则比较难。

 

控制流平坦化还原的最大难点在与找到真实块与索引之间的关系。由于我这次使用的样本对于跳转做了混淆,虽然难住了ida,但是也可能难住了编译器,导致对控制流平坦化部分没有做复杂的编译优化——所有的真实块都在b.eq后面,并且只有一个主分发器,没有次分发器。同时真实块执行结束都很乖巧的跳转到了分发器(有的编译优化会直接将两个真实块连在一起)。

 

总体来说,本次反混淆不是特别完美,有手工的部分,同时也不能通杀所有混淆,只能说提供一种反混淆思路和经验吧。

 

ollvm反混淆感觉是永无止境的,目前还没有见到有什么非常强大,通杀,可以完美还原的方案,只能针对目标混淆器定制反混淆策略。

 

安全攻防不息,吾辈仍需努力!


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样本随便找几个国产游戏,米or腾的,找到里面的libtprt.so就行
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guijian 2023-5-4 17:56
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New对象处 2023-5-6 13:04
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大佬,我第一次patch后

按照大佬的思路,让0x62138 w8的寄存器改为0x1让其执行到loc_62158,拿第一次patch后的so去重新跑一次代码

修改w8寄存器值后,就报了JNI的错误,不修改是没问题的

Exception in thread "main" java.lang.IllegalStateException: Illegal JNI version: 0xffffffff

at com.github.unidbg.linux.android.dvm.BaseVM.checkVersion(BaseVM.java:212)

at com.github.unidbg.linux.android.dvm.DalvikModule.callJNI_OnLoad(DalvikModule.java:39)

at AntiOllvmTest.callJniOnload(AntiOllvmTest.java:367)

at AntiOllvmTest.main(AntiOllvmTest.java:372)


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New对象处 大佬,我第一次patch后按照大佬的思路,让0x62138 w8的寄存器改为0x1让其执行到loc_62158,拿第一次patch后的so去重新跑一次代码修改w8寄存器值后,就报了JNI的错误,不修改 ...
因为改了分支之后,他原本的Jni_OnLoad函数就是会返回-1。但是unidbg源码里面如果jni_onload返回-1,就抛异常。这个可以修改Base.java第212行那里,在jni_onload返回-1的时候,让他打一条log而不是抛异常
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Circ1e 2023-5-11 14:24
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大佬,可以帮忙看看样本里0x68324偏移的函数吗,用同样的方法会有大概十几个间接跳转没有修复,我通过改NZCV寄存器强行走一些分支有的能成功,但有的会造成死循环。希望大佬可以指点一下。样本应该和你的是同一个。
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Circ1e 大佬,可以帮忙看看样本里0x68324偏移的函数吗,用同样的方法会有大概十几个间接跳转没有修复,我通过改NZCV寄存器强行走一些分支有的能成功,但有的会造成死循环。希望大佬可以指点一下。样本应该和你的 ...
死循环这个问题可以这样做:设置一个强行patch标志位,当经过你修改分支的br x9的时候,标志位设置为true。然后下一次processbr的时候,检查标志位是否为true,如果是的话就立刻执行patch。这样就可以了。死循环在patch后强制结束就行
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Circ1e 2023-5-11 15:04
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好的,谢谢大佬
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program杨 2023-5-26 08:47
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请问可以用这个方法 在pc上模拟x86 去除混淆么
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秋狝 2023-5-26 09:17
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program杨 请问可以用这个方法 在pc上模拟x86 去除混淆么
可以
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qdesy 2023-5-28 18:27
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大佬好,请问可否提供您分析的这个样例文件,代码里面的硬编码地址不是很会计算
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qdesy 2023-5-28 22:25
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请问reorderblock()函数中最后的这段代码里,toend和0x5E674L都是怎么得到的。toend被硬编码成private static final long toend = 0x5E6BC; 请问这两个值是怎么设置的?
        PatchIns pie = new PatchIns();
        pie.setAddr(toend);
        pie.setIns("b 0x" + Integer.toHexString((int) (getIndexAddr(0x83a9af56L) - toend)));
        patchs.add(pie);
        PatchIns pie1 = new PatchIns();
        pie1.setAddr(0x5E674L);
        pie1.setIns("b 0x"+Integer.toHexString((int) (getIndexAddr(0x83a9af56L) - 0x5E674L)));
        patchs.add(pie1);
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qdesy 请问reorderblock()函数中最后的这段代码里,toend和0x5E674L都是怎么得到的。toend被硬编码成private static final long toend = 0x5E6B ...
这个toend其实写的不太好,sorry~。我现在改做法了,就是在结尾跳转是直接回主分发器的时候,获取x8寄存器的值。然后获取x8对应的真实块。再把结尾处直接往主分发器的跳转改成跳转到下一个真实块。
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乐子人 3 2023-5-28 23:46
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qdesy 请问reorderblock()函数中最后的这段代码里,toend和0x5E674L都是怎么得到的。toend被硬编码成private static final long toend = 0x5E6B ...
关于这个toend怎么获取的。toend是包含ret的块的开始地址。我肉眼找的。。
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乐子人 3 2023-5-28 23:48
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qdesy 请问reorderblock()函数中最后的这段代码里,toend和0x5E674L都是怎么得到的。toend被硬编码成private static final long toend = 0x5E6B ...
然后第二个值是第一个真实块的开始地址。把主分发器那里的第一个间接跳转改为直接跳转到第一个真实块。
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如斯咩咩咩 2023-5-29 09:25
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coneco 2 2023-5-29 15:22
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natpacket 2023-5-30 17:10
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