[原创]iOS逆向初探-变种AES加密的分析与还原-iOS安全-看雪安全社区

[原创]iOS逆向初探-变种AES加密的分析与还原

发表于: 2023-6-10 15:08 50062

[原创]iOS逆向初探-变种AES加密的分析与还原

silver5563 活跃值

2023-6-10 15:08

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[TOC]
## 一. 前言

从事移动安全行业以来，一直在做Android方面的安全及逆向，也曾想过了解下iOS的机制，奈何总是对自己下不了决心，一方面觉得精力有限，Android上好多东西自己也并没有完全熟练掌握。另一方面可能自己太懒，不太想花费太多时间成本，何况如果没有实操，所学的一切很快就会忘记，所以之前也仅仅是在心里埋下了这个种子而已。不过大概几周前，笔者实属有幸，因机缘巧合，向iOS逆向大佬猫大人好好请教了一番，至此也算是入了个iOS的小门。

因此本文也算是一个从Android视角来看待iOS逆向，iOS相关的深入点不会进行阐述。也仅以文本纪念下和大佬们在一起做安全逆向的时光～

## 二. 入门基础

从这里开始，是比较基础的东西，但是由于我也是刚刚学习到，所以就列出来记录一下，有基础可以直接跳过第二节，从第三节/或第四节阅读。

### 2.1 工具

#### 2.1.1手机选型

在Android上通常用于逆向的手机是pixel/nexus系列，Android系统6~13都可，然后自己刷入magisk进行root。而iOS呢肯定是iPhone了，但是如何选系统如何自己越狱呢？因此在了解相关版本后，为了方便，在某宝买了一台二手的iphone8（800左右），ios14左右的系统，商家已经帮你越狱好了(unc0ver，14系统上每次手机重启还需点击软件进行越狱，不麻烦)。

当然其他手机也可以，按照大佬的建议，iOS系统最好不要最新，像13,14左右就可以，手机的话像年头久一点的iPhone 6（大概3,4百左右），iphone8/X/SE，也都可以做逆向。切记！买手机时要问有无id锁，是否可以刷机。如果手机来源不正规，自然就会被锁住，也不方便逆向用了。

#### 2.1.2 手机软件

手机选好后，自然就要安装一些相关软件，就像android逆向root之后要按各种插件，比如抓包用AlwaysTrustUserCerts信任证书之类的。iOS也是一样，iOS越狱后有个Cydia的商店，里边可以下载安装各种越狱插件，包括自己写的越狱开发插件也会在这里进行管理。

常用的iOS插件：

- Apple File Conduit"2"：用于激活助手类工具对iOS设备所有路径的访问权限。
- AppSync Unified：用来绕过系统对应用的签名验证，可以随意安装和运行脱壳后的ipa
- Filza File Manager ：手机上的文件管理器（简称“Filza”），用来浏览手机文件、修改文件的权限等
- SSL Kill Switch 2: ios版的 justtrustme
- OpenSSH: 链接电脑

当然以上的插件，是我在买好手机后，就已经安装好了，自己并没有额外做什么操作，除了frida。

- frida：frida的安装在cydia里默认是最新的，因此可以去frida官网的release(ca7K9s2c8@1M7s2y4Q4x3@1q4Q4x3V1k6Q4x3V1k6Y4K9i4c8Z5N6h3u0Q4x3X3g2U0L8$3#2Q4x3V1k6X3M7X3W2V1j5g2)9J5c8X3k6J5K9h3c8S2i4K6u0r3M7X3g2D9k6h3q4K6k6i4y4Q4x3U0W2Q4c8e0c8Q4b7U0S2Q4z5p5u0Q4c8e0S2Q4b7V1c8Q4b7V1c8Q4c8e0g2Q4b7f1k6Q4b7U0W2Q4c8e0g2Q4b7V1q4Q4z5e0c8Q4c8e0N6Q4z5f1q4Q4z5o6c8Q4c8e0g2Q4z5p5y4Q4z5o6g2Q4c8f1k6Q4b7V1y4Q4z5p5y4Q4c8e0S2Q4b7V1k6Q4z5e0W2Q4c8e0W2Q4z5o6N6Q4z5p5y4Q4c8e0g2Q4z5e0u0Q4z5p5y4S2L8X3c8J5L8$3W2V1i4@1f1@1i4@1t1^5i4K6S2p5i4@1f1#2i4K6V1H3i4K6S2o6i4@1f1%4i4K6W2m8i4K6R3@1i4@1f1$3i4K6V1^5i4@1q4r3i4@1g2r3i4@1u0o6i4K6S2o6i4@1f1^5i4@1p5$3i4K6R3I4i4@1f1@1i4@1t1^5i4K6S2n7i4@1f1^5i4@1u0p5i4@1u0p5k6r3g2T1i4@1f1%4i4K6W2m8i4K6R3@1i4@1f1#2i4K6S2o6i4K6R3#2i4@1g2r3i4@1u0o6i4K6S2o6i4@1f1%4i4K6R3@1i4@1t1$3i4@1f1#2i4K6V1H3i4K6S2q4i4@1f1&6i4K6R3H3i4K6W2m8i4@1f1^5i4@1u0r3i4K6R3%4i4@1f1#2i4@1p5$3i4K6R3J5K9h3k6#2L8X3u0G2P5q4!0q4y4#2)9&6b7g2)9^5y4q4!0q4y4g2!0n7y4#2!0m8y4g2!0q4y4g2)9^5y4g2!0n7y4#2!0q4c8W2!0n7b7#2)9^5b7#2!0q4y4g2!0m8c8g2)9^5z5g2!0q4z5q4!0m8x3#2)9^5y4g2!0q4y4g2)9^5z5q4!0n7x3q4!0q4y4W2)9^5z5g2)9^5b7W2!0q4y4W2)9&6b7#2!0n7b7g2!0q4y4#2)9&6b7g2)9^5y4q4!0q4y4#2)9&6b7W2!0m8c8g2!0q4y4g2!0n7c8q4)9&6y4g2!0q4c8W2!0n7b7#2)9^5b7#2!0q4y4#2)9^5y4q4!0n7y4W2!0q4y4g2)9&6x3q4)9^5c8g2!0q4y4g2)9&6b7#2!0m8z5q4!0q4y4W2)9^5z5g2)9^5b7W2!0q4y4W2)9&6b7#2!0n7b7g2!0q4y4q4!0n7z5q4)9^5b7g2!0q4z5g2)9^5x3q4)9&6b7g2!0q4z5q4!0n7c8W2)9^5y4@1k6A6L8s2A6S2i4@1f1%4i4K6R3J5i4@1t1&6i4@1f1#2i4K6R3%4i4@1u0n7k6r3g2T1i4@1f1#2i4K6S2o6i4K6R3#2i4@1f1^5i4@1u0r3i4K6W2n7i4@1f1^5i4@1p5I4i4K6S2o6i4@1f1#2i4@1q4q4i4K6R3&6i4@1f1^5i4@1p5K6i4K6R3#2i4@1f1K6i4K6R3H3i4K6R3J5i4@1f1#2i4@1q4q4i4K6R3&6i4@1f1^5i4@1p5K6i4K6R3#2i4@1f1#2i4@1p5#2i4@1u0p5i4@1f1#2i4K6V1H3i4K6S2q4i4@1g2r3i4@1u0o6i4K6S2o6k6Y4u0A6k6r3q4Q4c8e0N6Q4z5e0c8Q4b7U0q4U0P5h3c8A6j5g2!0q4z5q4!0n7c8W2)9&6b7W2!0q4z5q4!0m8x3g2)9^5b7#2!0q4y4#2!0m8c8g2!0m8x3g2!0q4y4#2)9&6x3q4)9^5y4W2!0q4c8W2!0n7b7#2)9^5b7$3k6J5K9h3c8S2i4K6u0V1M7$3g2J5N6X3g2J5i4@1f1&6i4@1u0n7i4K6V1^5i4@1f1^5i4@1q4q4i4@1p5@1i4@1f1#2i4@1u0o6i4K6R3H3i4@1f1#2i4K6V1H3i4@1q4r3i4@1g2r3i4@1u0o6i4K6S2o6i4@1f1%4i4@1t1I4i4@1u0n7i4@1f1@1i4@1u0o6i4@1u0o6b7h3&6V1M7X3!0A6k6q4!0q4y4q4!0n7z5q4)9^5b7g2!0q4y4#2)9&6b7g2)9^5y4p5#2S2k6$3W2K6K9@1k6J5K9h3c8S2

![1](upload/attach/202306/804803_7UEVWCNF4X2JRVK.jpg)

#### 2.1.3 电脑工具

- ifunbox：上图所使用的iPhone管理软件就是ifunbox，进行文件管理挺好用的
- frida：和Android一样，电脑上也要有frida
- frida-ios-dump: 一键脱壳工具。使用：./dump.py 包名 --> 在当前文件夹下生成 包名.ipa 脱壳后的文件
- class-dump: 提取所有的头文件，方便查看一个类中的方法。使用：class-dump -H 脱壳后的主包 -o 导出头文件需要存放路径
- iproxy：端口转发，通过用于ssh链接手机。安装方法：brew install usbmuxd。使用：iproxy 2222 22转发后，

### 2.2 一些问题

这里记录一下遇到过的问题，及一些杂项。比如手机越狱后，发现开不开机无法进入主界面，有可能是注入的插件有问题。可以通过ssh进入手机目录：$ ssh root@127.0.0.1 -p 2222 ，默认密码是alpine。然后可以进入插件列表 cd /Library/MobileSubstrate/DynamicLibraries，这里是所有安装过的插件列表，比如我这里是这样的，也可以看到我这个二手手机可能也是用了好几年淘汰下来的
 ![](upload/attach/202306/804803_9CZXBAUBTT45DN5.jpg)

所以如果你怀疑哪个插件有问题，可以重命名这个插件，然后在上述目录重启系统进程：killall -9 SpringBoard; killall -9 backboard。

或者可以重启所有进程：ldrestart 。总之到这里，我开不开机的问题是解决了。

## 三. 开始逆向

通过上边的知识，即便没有ios逆向基础，也可以开始准备逆向了。

### 3.1 准备

#### 3.1.1 脱壳

由于软件要上架appstore，苹果市场是默认会对应用进行加壳的。因此我们的第一步在appstore下载好相关软件后，就可以进行脱壳。

手机上安装好软件后，电脑开启端口转发：```iproxy 2222 22```  。然后进入frida-ios-dump脚本的目录直接执行./dump 包名

```sh
./dump.py com.xxx
Dumping xxx to /var/folders/rl/6nvyvpmj3z352q0m8xvm0db40000gn/T
[frida-ios-dump]: ZmFFmpeg.framework has been loaded. 
[frida-ios-dump]: libswift_Concurrency.dylib has been dlopen.
...
libswift_Concurrency.dylib.fid: 100%|█████████████████████████████| 408k/408k [00:00<00:00, 5.97MB/s]
Validated.plist: 251MB [00:14, 18.2MB/s] 
0.00B [00:00, ?B/s]Generating "xxx.ipa"
```

稍等片刻，在当前目录会生成脱壳后的ipa文件。然后我们需要找到该应用的主包，以便拖入ida分析：

1. 首先将脱壳后的.ipa文件改后缀为.zip(和Android APK一样，也是个压缩包)，解压后进入Payload，会有一个.app的文件包
    ![](upload/attach/202306/804803_R44XG2BYVR3B8Z3.jpg)

2. 点击显示包内容，通常我们要拖入ida里分析的包，名字和上层xxx.app是相同的，然后就可以拖进ida，由于包比较大，ida分析时间会很慢

![](upload/attach/202306/804803_U629S63YE47CUAW.jpg)

#### 3.1.2 class-dump

这里也使用class-dump将头文件导出``` class-dump -H ./osee2unifiedRelease.app/osee2unifiedRelease -o ./osee2unifiedReleaseH```，导出头文件的作用是，方便我们查看OC中类的所有方法/属性

#### 3.1.3 抓包

这里和Android没什么区别，在手机上安装charles证书，信任证书，然后抓包。我们关注下相关的登录接口

![](upload/attach/202306/804803_3VEBT7XYEZ8JZGF.jpg)

发现body是加密的，于是看看body是如何加密的。

### 3.2 逆向分析

#### 3.2.1 通过关键字回溯（未定位到算法）

首先在ida里搜索登录相关字符串/api/account/prod/sign_in，发现可以直接找到，查看相关交叉引用

![](upload/attach/202306/804803_PQF5FE5HT2MUZM9.jpg)

发现很多，随便找几个先看看，都是调用了同一个函数sub_1063DF0A8()，但是奇怪的是这个函数的第二个参数/api/account/prod/sign_in，在F5里并没有看到

![](upload/attach/202306/804803_2HC4WWYZV2ZR7SG.jpg)

但是在汇编里是能看到的，我不知道这样做的目的是什么，看了很多iOS逆向的帖子也没有看到这样的情况，或者说这是ida反混淆的问题？总之，这不重要。（如果有大佬知道，烦请解答）

![](upload/attach/202306/804803_CXK99YW8EK38E9V.jpg)

然后通过回溯堆栈（```console.log(Thread.backtrace(this.context, Backtracer.ACCURATE) .map(DebugSymbol.fromAddress).join('\n'));```），看能否定位到关键信息。

```c
0x106913598 osee2unifiedRelease!0x63d7598 (0x1063d7598)
0x1069131fc osee2unifiedRelease!0x63d71fc (0x1063d71fc)
0x1068e27d0 osee2unifiedRelease!0x63a67d0 (0x1063a67d0)
0x10690767c osee2unifiedRelease!0x63cb67c (0x1063cb67c)
0x1020724bc osee2unifiedRelease!0x1b364bc (0x101b364bc)
0x10207256c osee2unifiedRelease!0x1b3656c (0x101b3656c)
0x102061e10 osee2unifiedRelease!0x1b25e10 (0x101b25e10)
0x100608f90 osee2unifiedRelease!0xccf90 (0x1000ccf90)
0x1a0ec1298 libdispatch.dylib!_dispatch_call_block_and_release
```

这里和Android逆向so也完全一样，稍有区别的是，iOS查找基址填入的是整个库名，如：

```
var base = Module.getBaseAddress("osee2unifiedRelease");
console.log("base: ",base);
```

回溯出来堆栈之后，可以对整个堆栈链路的函数进行分析及hook，不过遗憾的是，或许是对iOS网络框架不熟，我并没有办法仅凭查找url，就能定位到加密算法。不过逆向有意思的地方也在这里，当一条路走不通了，放松下自己换一条。

#### 3.2.2 通过hook base64

我们观察body其实可以发现他是个base64，那我们大概猜一下，他使用系统库的方式。

经查资料，可以hook OC中NSData的base64EncodedStringWithOptions方法，在OC的语法中函数调用的方式可以用[类名 方法名:参数]，hook的方式发现网上大多采用frida-trace。在我印象里好像没什么印象，即便有，也是听了个名词，因为在Android中我基本没用到过。于是使用这个命令进行hook，减号代表实例方法，相反加号代表类方法，只是个格式而已，也可以用*匹配

```c
frida-trace -UF -m "-[NSData base64EncodedStringWithOptions:]"
```

这个脚本会在当前目录生成`./__handlers__/`文件夹，并生成对应函数的js代码，发现其实这就是Interceptor.attach的那个回调函数，只不过frida-trace帮你自动生成好了，方便你改脚本。

```c
{
  onEnter(log, args, state) {
    this.self = args[0];
  },
  onLeave(log, retval, state) {
    var before = ObjC.classes.NSString.alloc().initWithData_encoding_(this.self, 4);
    var after = new ObjC.Object(retval);
    log(`-[NSData base64EncodedStringWithOptions:]before=${before}=`);
    log(`-[NSData base64EncodedStringWithOptions:]after=${after}=`);
    if(after.toString().indexOf("sEn8t")>=0){
      console.log(Thread.backtrace(this.context, Backtracer.ACCURATE) .map(DebugSymbol.fromAddress).join('\n'));
    }
  }
}
```

当然到这里，运气也比较好，发现返回值的确可以跟抓包的body对应上，于是打堆栈

```
0x102e0a7d8 osee2unifiedRelease!+[ZHWhiteBoxEncryptTool encryptDataBase64String:]
0x102e0a6b8 osee2unifiedRelease!+[ZHWhiteBoxEncryptTool encryptData:]
0x10444b098 osee2unifiedRelease!+[NSURLRequest zh_whiteBoxEncryptRegisterLoginURLHTTPBody:]
0x10447c3f0 osee2unifiedRelease!+[ZHURLProtocol canonicalRequestForRequest:]
0x1a1863ffc CFNetwork!0x3ffc (0x180a47ffc)
...
```

#### 3.2.3 寻找加密算法

进入[ encryptDataBase64String:]函数看看，发现密钥(93020...)是写死的360位的hex字符串（hex转换为bytes后长度是180）

![](upload/attach/202306/804803_8PBGQ7XCC2MHMP2.jpg)

总体是进行了三种加密，分别是

sub_106B3E2A0 -> preDataIn160:secureKey:iv:

```c
void *__fastcall sub_106B3E2A0(void *a1, void *a2, void *a3, void *a4, void *a5)
{
  return _objc_msgSend(a1, "preDataIn160:secureKey:iv:", a3, a4, a5);
}
```

sub_106B1CA20 -> laesEncryptData:secureKey:iv:

```c
void *__fastcall sub_106B1CA20(void *a1, void *a2, void *a3, void *a4, void *a5)
{
  return _objc_msgSend(a1, "laesEncryptData:secureKey:iv:", a3, a4, a5);
}
```

sub_106B3E2E0 -> preDataOut160:secureKey:iv:

```c
void *__fastcall sub_106B3E2E0(void *a1, void *a2, void *a3, void *a4, void *a15)
{
  return _objc_msgSend(a1, "preDataOut160:secureKey:iv:", a3, a4, a15);
}
```

这里的_objc_msgSend是OC底层通过发送消息，来进行函数调用的，其中a1是类，第二个参数是方法名，其余是参数。我们也可以到之前class-dump出来的头文件里看看，还是很清晰的

![](upload/attach/202306/804803_8N4T2PS5ZFCKEPX.jpg)

然后我们hook这个三个函数的入参和出参，就可以得到整个从明文到密文的加密链路。当然，这里需要注意的，虽然我们还是可以使用Android frida hook的方式（基址+偏移），但是我们打印参数时，却不能脱离OC的方式。

比如我们hook 这个函数laesEncryptData，即便我们知道真正的参数从a3开始(类似OC的调用约定吧，从第三个参数开始传参)，但是我们像在Android那样，仅通过hexdump是无法打印出预期的值的。打印OC有点类似打印JNI，需要使用对应的方法，比如在输出a3时，可以先使用```new ObjC.Object(this.arg2)``` 打印下对象，如果输出的类似这种```{length = 32, bytes = 0x36666161 39316535 38616339 63346661 ... 37363438 38323730 }``` （如是字符串类型直接能输出）就可以使用```Memory.readByteArray(data.bytes(),data.length())``` 来进行hexdump了，其余的没什么区别。

```
id __cdecl +[BangcleCryptoTool laesEncryptData:secureKey:iv:](BangcleCryptoTool_meta *self, SEL a2, id a3, id a4, id a5)
```

![](upload/attach/202306/804803_GTQWD9ZW2JHYEWC.jpg)

### 3.3 主动调用

在我们定位好关键算法之后，通常为了测试方便，往往是需要主动调用函数的，和Android无异。比如这个app，他总是有线程在做加密，即便把网关掉了也不行，这对于我们分析输出日志是很不方便的。我们可以通过Interceptor.replace函数替换掉某个方法，而我们自己主动调用时，调其内部的方法即可。

比如，我们这里分析到laesEncryptData函数内部会调用sub_1000902A8方法，这个sub_1000902A8方法内部会调用sub_100090420这个方法，因此我们可以主动调用sub_100090420，替换掉sub_1000902A8，就可以去除干扰（另两个函数preDataIn160，preDataOut160不是核心算法，也不复杂，这里不做过多阐述）

```c
__int64 __fastcall sub_1000902A8(__int64 a1, unsigned int a2, __int64 a3, __int64 a4, __int64 a5, unsigned int a6, __int64 a7, unsigned int a8, int a9)
{
  v24 = a1;
  v23 = a2;
  v22 = a3;
  v21 = a4;
  v20 = a5;
  v19 = a6;
  a7a = a7;
  a8a = a8;
  v16 = a9;
  LODWORD(v10) = 1;
  HIDWORD(v10) = 4;
  v14 = 1;
  v15 = a9;
  v12 = 1;
  v13 = 0;
  v11 = 0;
  return sub_100090420(a1, a2, a3, (int *)a4, a5, a6, a7, a8, &v10);
}
```

这里还有一点和Android不一样，就是地址偏移，在iOS中，使用基址+偏移的方式hook时，ida中的地址要减去10000000。下为替换算法

```js
function replace(){
    var base = Module.getBaseAddress("osee2unifiedRelease");
    Interceptor.replace(base.add(0x902A8),new NativeCallback(function(a,b,c,d,e,f,g,h,i){
        return 0;
    },'int',['pointer','int','pointer','int','pointer','int','pointer','int','pointer']));
}
```

当然，在这里我遇到了一点小坑，其实如上的反汇编代码是不准确的，该函数共有9个参数，根据arm64的调用约定，超过8个参数，会通过栈传递，也就是最后一个参数v10，并不是如伪代码那样直接传递的。

```assembly
__text:00000001000902A8 sub_1000902A8
__text:00000001000902A8                 STP             X29, X30, [SP,#-0x10]!
__text:00000001000902AC                 MOV             X29, SP
__text:00000001000902B0                 SUB             SP, SP, #0x70
__text:00000001000902B4                 LDR             W8, [X29,#0x10]
__text:00000001000902B8                 ADD             X9, SP, #0x10 ; 赋值给x9，作为参数传递，后面又将x9赋值给sp
__text:00000001000902BC                 MOV             W10, #1；这个a9的一个参数
__text:00000001000902C0                 MOV             W11, #4；这也是一个参数
__text:00000001000902C4                 STUR            X0, [X29,#-8]
__text:00000001000902C8                 STUR            W1, [X29,#-0xC]
__text:00000001000902CC                 STUR            X2, [X29,#-0x18]
__text:00000001000902D0                 STUR            X3, [X29,#-0x20]
__text:00000001000902D4                 STUR            X4, [X29,#-0x28]
__text:00000001000902D8                 STUR            W5, [X29,#-0x2C]
__text:00000001000902DC                 STR             X6, [SP,#0x38]
__text:00000001000902E0                 STR             W7, [SP,#0x34]
__text:00000001000902E4                 STR             W8, [SP,#0x30]
__text:00000001000902E8                 STR             W10, [SP,#0x10] ; a11 传递到栈上 ，也就是传到x9上
__text:00000001000902EC                 STR             W11, [SP,#0x14]
__text:00000001000902F0                 STR             W10, [SP,#0x28] ; 传递到栈上 
__text:00000001000902F4                 LDR             W8, [SP,#0x30]
__text:00000001000902F8                 STR             W8, [SP,#0x2C]
__text:00000001000902FC                 STR             W10, [SP,#0x20]; 传递到栈上 
__text:0000000100090300                 STR             WZR, [SP,#0x24]
__text:0000000100090304                 STR             WZR, [SP,#0x18]
__text:0000000100090308                 LDUR            X0, [X29,#-8]
__text:000000010009030C                 LDUR            W1, [X29,#-0xC]
__text:0000000100090310                 LDUR            X2, [X29,#-0x18]
__text:0000000100090314                 LDUR            X3, [X29,#-0x20]
__text:0000000100090318                 LDUR            X4, [X29,#-0x28]
__text:000000010009031C                 LDUR            W5, [X29,#-0x2C]
__text:0000000100090320                 LDR             X6, [SP,#0x38] ; a7
__text:0000000100090324                 LDR             W7, [SP,#0x34] ; a8
__text:0000000100090328                 STR             X9, [SP] ; a9 a9参数通过sp传递
__text:000000010009032C                 BL              sub_100090420
__text:0000000100090330                 MOV             SP, X29
__text:0000000100090334                 LDP             X29, X30, [SP+var_s0],#0x10
__text:0000000100090338                 RET
```

另外一种定位a9是如何传值的：跳转进函数后，查看a9的交叉引用，可以发现v20是个数组，最多用到了v20[7]

![](upload/attach/202306/804803_UKP24G9GJ6K8JG8.jpg)

结合frida hook的结果

![](upload/attach/202306/804803_U9VT9P9JQ4SUYD3.png)

可以判断，a9是一个int数组，长度为4(int占4字节空间)*8=32（0x20）大小。

因此使用frida构造a9参数时使用：

```js
		var dword = Memory.alloc(32);
    Memory.writeUInt(dword,1);
    Memory.writeUInt(dword.add(4),4);
    Memory.writeUInt(dword.add(4*2),0);
    Memory.writeUInt(dword.add(4*3),1);
    Memory.writeUInt(dword.add(4*4),1);
    Memory.writeUInt(dword.add(4*5),0);
    Memory.writeUInt(dword.add(4*6),1);
    Memory.writeUInt(dword.add(4*7),1);
```

主动调用的代码如下，其中sub_100090420这个函数的前8个参数分别的，输入/长度，输出/长度，iv/长度，key/长度，输入随便找的hook时真实的数据

```js
function call_aes(){
    var base = Module.getBaseAddress("osee2unifiedRelease");
    console.log("base: ",base);
    var aes = new NativeFunction(base.add(0x90420),'int',['pointer','int','pointer','pointer','pointer','int','pointer','int','pointer']);
    //输入
    var data_len = 0x20;
    const data = Memory.alloc(data_len);
    Memory.writeByteArray(data,[0xca,0xcc,0x6e,0x68,0x64,0x63,0xc6,0x6e,0x60,0xc2,0x66,0xc4,0xc8,0x6c,0xc4,0xc6,0xca,0xc2,0x60,0xc4,0x6c,0x64,0x61,0x61,0x61,0xc4,0xc6,0xc4,0xc2,0xc8,0x6c,0x62]);
    
    //输出：空的byte数组，函数返回后，有值
    var result_len = 16 * (data_len / 16 + 1);
    var result = Memory.alloc(result_len);
    var result_len_ptr = Memory.alloc(Process.pointerSize);
    result_len_ptr.writeUInt(result_len);
    
    //iv
    var iv_len = 0x10;
    const iv =  Memory.alloc(iv_len);
    Memory.writeByteArray(iv,[0x4c,0x41,0xb2,0xc9,0xb4,0xba,0xff,0x8a,0x6a,0x69,0xa5,0x99,0x02,0x5f,0x03,0x15]);
    
    //key 
    var key_len = 0xb4; //长度180
    const key =  Memory.alloc(key_len);
    Memory.writeByteArray(key,[0x93,0x02,0x01,0x9f,0xbf,0xa1,0xbb,0x6b,0xdb,0x9f,0xca,0x46,0x84,0xb3,0xe7,0xf6,0x38,0x30,0x44,0x18,0x14,0x06,0x35,0x60,0x29,0x7e,0x4f,0x00,0xde,0x63,0x69,0x41,0x66,0x4f,0x7e,0xa3,0x94,0x29,0xb2,0x60,0x4e,0x4f,0x93,0xa7,0x84,0x0e,0xcf,0x12,0x54,0xcb,0xa8,0xd9,0xea,0x29,0xcd,0xf4,0xf7,0xe4,0x01,0x97,0xb5,0x0d,0xf7,0x7e,0x19,0xfb,0x07,0xf2,0xf9,0x74,0xe7,0x87,0xcf,0x87,0x32,0xa6,0x2a,0x1e,0x2e,0x0f,0xcb,0xfa,0x2a,0xcb,0xac,0x63,0x76,0xc8,0x32,0xc0,0x82,0x39,0xa0,0xb5,0xd9,0xe0,0xe7,0x06,0xeb,0x27,0xb8,0x31,0xe5,0xef,0xfc,0xdb,0x3d,0x00,0x08,0x7e,0x62,0xa6,0x02,0x92,0x31,0xf6,0x4a,0x2b,0x30,0x99,0x72,0x07,0x59,0xe3,0x1f,0x9d,0xfa,0x12,0x8b,0xc7,0xe9,0x6a,0x83,0xd7,0x1a,0xf7,0x9a,0xa4,0x89,0xb9,0xe5,0x6f,0xfd,0xd5,0xe2,0xf1,0x42,0xa3,0xf9,0xac,0x11,0xe4,0xab,0xce,0x01,0xc6,0xf2,0xfb,0xca,0x01,0xb7,0x59,0xac,0x84,0x2f,0x14,0x91,0xa1,0xa5,0x8d,0x74,0xea,0xdd,0x2b,0x38,0x09,0x1e,0xb8,0x21,0x16])
		//最后一个参数
    var dword = Memory.alloc(32);
    Memory.writeUInt(dword,1);
    Memory.writeUInt(dword.add(4),4);
    Memory.writeUInt(dword.add(4*2),0);
    Memory.writeUInt(dword.add(4*3),1);
    Memory.writeUInt(dword.add(4*4),1);
    Memory.writeUInt(dword.add(4*5),0);
    Memory.writeUInt(dword.add(4*6),1);
    Memory.writeUInt(dword.add(4*7),1);
		//主动调用
    var aes_r = aes(data,data_len,result,result_len_ptr,iv,iv_len,key,key_len,dword);
    console.log("aes_r",aes_r,hexdump(result,{length:result_len}));
}
```

至此主动调用成功，后要详细分析sub_100090420算法

![](upload/attach/202306/804803_VFZUFMK84MG2NMY.jpg)

## 四. 核心算法分析

在我们正式分析魔改的aes算法之前，我想应该是要介绍下aes标准算法的原理，就当是回顾下知识点，所以这一节可能会比较枯燥，不过这里还是只介绍下相关的概念，不会太深入细节。因此这一节可以粗略的过下，甚至跳过，后面的内容如果迷惑了，可以返回来看看。下面我们大概概述下标准AES算法的加密流程。

### 4.1 AES标准算法

AES-128接收16字节的明文输入，16字节的密钥，输出16字节的密文结果。且每增加64位，AES-128/192/256算法的循环会增加2轮。

以AES-128为例，共加密**10**轮，其中包含的操作为：

1. SubBytes：字节替换（通过查aes固定S-Box替换）
2. ShiftRows：行移位（矩阵第1行不变，第2行左移1个字节，第3行左移2个字节，第4行左移3个字节）
3. MixColumns：列混淆（通过左乘一个固定矩阵）
4. AddRoundKey：轮密钥加（通过密钥编排得来，首次使用为主密钥）

![](upload/attach/202306/804803_STCBKYVZAPK9RWU.jpg)

其中初始变换只执行AddRoundKey，算法循环第1～9轮依次执行SubBytes，ShiftRows，MixColumns，AddRoundKey。最终轮（第10轮）不包含MixColumns。算法完毕

上边就是AES的整体流程，和要用到的知识点。

### 4.2 使用trace

回过头来，接着看sub_100090420这个函数，确实已经脱离了OC，进入了熟悉的C环境，虽然没有混淆，但是其内部分支跳转太多，静态看起来也不是很方便。

![](upload/attach/202306/804803_2UFNEKWRRGCWEBG.jpg)

于是我用到了Virenz大佬写好的<a href="elink@6bcK9s2c8@1M7s2y4Q4x3@1q4Q4x3V1k6Q4x3V1k6Y4K9i4c8Z5N6h3u0Q4x3X3g2U0L8$3#2Q4x3V1k6h3K9i4u0W2L8Y4A6Q4x3V1k6X3M7X3W2V1j5g2)9J5k6r3A6K6">stalker脚本</a>，分函数trace和指令trace，格式非常清晰方便，推荐使用

分别对sub_100090420进行函数/指令trace，首先看下function trace，发现调用的函数并不多，这里先将关键函数的作用写出，后续将详细分析该算法是如何魔改aes的

```c
function trace： 
[函数地址]([调用地址]) -- 调用层级
 [0x100091054]( [0x10009047c] ) -- 0 //1. 密钥编排后的处理
  [0x106a9b340]( [0x100091074] ) -- 1 	//malloc
 [0x100091b3c]( [0x100090520] ) -- 0
 [0x100091bcc]( [0x100090548] ) -- 0
 [0x106a9a530]( [0x100090614] ) -- 0	//calloc
 [0x106a9a1e8]( [0x10009062c] ) -- 0	//memcpy
 [0x100091c7c]( [0x100090664] ) -- 0	//类似pkcs填充
  [0x106a9a1f4]( [0x100091cf8] ) -- 1 	//使用memset进行填充
  [0x106a9a1f4]( [0x100091d6c] ) -- 1		//使用memset进行填充
 [0x100094360]( [0x100090b18] ) -- 0	//2.关键函数，CBC模式，明文异或
  [0x100091fac]( [0x10009440c] ) -- 1 //3.真正魔改aes的加密，测试时输出明文为32个字节，通过填充后，输出为48个字节，且aes128每轮循环加密16字节，故48/16=3，0x100091fac函数循环3轮
  [0x100091fac]( [0x10009440c] ) -- 1
  [0x100091fac]( [0x10009440c] ) -- 1
 [0x106a9aaa0]( [0x100091038] ) -- 0	//free
 [0x100091ef4]( [0x100091040] ) -- 0
  [0x106a9aaa0]( [0x100091f18] ) -- 1		//free
```

通过function trace打印了函数执行流程后，可以查看密文result的交叉引用，并hook相关函数（从function trace来看并不多），打印输入输出，最终定位到了这里

![](upload/attach/202306/804803_3P5M5YJJJE4FSWA.jpg)

看下sub_100094360这个函数

```c
__int64 __fastcall sub_100094360(__int64 a1, __int64 a2, int a3, __int64 a4, __int64 a5, void (__fastcall *a6)(__int64, __int64, __int64, unsigned int *))
{
  __int64 iv_1; // [xsp+0h] [xbp-40h]
  signed int i; // [xsp+8h] [xbp-38h]
  unsigned int v9; // [xsp+Ch] [xbp-34h]
  void (__fastcall *v10)(__int64, __int64, __int64); // [xsp+10h] [xbp-30h]
  __int64 keyptr; // [xsp+18h] [xbp-28h]
  __int64 iv; // [xsp+20h] [xbp-20h]
  int result_len; // [xsp+2Ch] [xbp-14h]
  __int64 result; // [xsp+30h] [xbp-10h]
  __int64 data; // [xsp+38h] [xbp-8h]

data = a1;
 result = a2;
 result_len = a3;
 iv = a4;
 keyptr = a5;
 v10 = a6;
 v9 = 0;
 iv_1 = a4;
 while ( result_len >= 16 )
 {
 for ( i = 0; i < 16; ++i )
 *(result + i) = *(data + i) ^ *(iv_1 + i);
 (v10)(result, result, keyptr, &v9); // aes加密算法
 iv_1 = result;
 result_len -= 16;
 data += 16LL;
 result += 16LL;
 }
 return v9;
}
```

发现这个函数将result分割16个字节，每次循环首先将明文与iv异或并作为sub_100091FAC（v10）的参数，调用完后，将结果重新赋值给iv，并进行下一轮循环。

这里其实就是分组密码常见的CBC模式，因为aes也是分组密码，在进行加密之前，先将明文分组，如果不够分了，就进行相应规则填充数据。过程就是将明文分组与前一个密文分组进行XOR异或运算，首轮的话就与iv异或，上述代码ida反编译的很好了，对照下图，应该就可以理解了

![](upload/attach/202306/804803_4XB8TU25B74FX9H.jpg)

### 4.3 trace分析

接下来我们要分析核心算法sub_100091fac，先看下好像并不多

```c
__int64 __fastcall sub_100091FAC(__int64 result, __int64 a2, __int64 *key2)
{
  int v3; // w9
  signed int i; // [xsp+14h] [xbp-6Ch]
  signed int k; // [xsp+14h] [xbp-6Ch]
  signed int l; // [xsp+14h] [xbp-6Ch]
  signed int m; // [xsp+14h] [xbp-6Ch]
  signed int n; // [xsp+14h] [xbp-6Ch]
  signed int ii; // [xsp+14h] [xbp-6Ch]
  int j; // [xsp+18h] [xbp-68h]
  __int64 key2_1; // [xsp+20h] [xbp-60h]
  char v12; // [xsp+48h] [xbp-38h]
  char v13; // [xsp+49h] [xbp-37h]
  char v14; // [xsp+4Ah] [xbp-36h]
  char v15; // [xsp+4Bh] [xbp-35h]
  char v16; // [xsp+4Ch] [xbp-34h]
  char v17; // [xsp+4Dh] [xbp-33h]
  char v18; // [xsp+4Eh] [xbp-32h]
  char v19; // [xsp+4Fh] [xbp-31h]
  char v20; // [xsp+50h] [xbp-30h]
  char v21; // [xsp+51h] [xbp-2Fh]
  char v22; // [xsp+52h] [xbp-2Eh]
  char v23; // [xsp+53h] [xbp-2Dh]
  char v24; // [xsp+54h] [xbp-2Ch]
  char v25; // [xsp+55h] [xbp-2Bh]
  char v26; // [xsp+56h] [xbp-2Ah]
  char v27; // [xsp+57h] [xbp-29h]
  char v28; // [xsp+58h] [xbp-28h]
  char v29; // [xsp+59h] [xbp-27h]
  char v30; // [xsp+5Ah] [xbp-26h]
  char v31; // [xsp+5Bh] [xbp-25h]
  char v32; // [xsp+5Ch] [xbp-24h]
  char v33; // [xsp+5Dh] [xbp-23h]
  char v34; // [xsp+5Eh] [xbp-22h]
  char v35; // [xsp+5Fh] [xbp-21h]
  char v36; // [xsp+60h] [xbp-20h]
  char v37; // [xsp+61h] [xbp-1Fh]
  char v38; // [xsp+62h] [xbp-1Eh]
  char v39; // [xsp+63h] [xbp-1Dh]
  char v40; // [xsp+64h] [xbp-1Ch]
  char v41; // [xsp+65h] [xbp-1Bh]
  char v42; // [xsp+66h] [xbp-1Ah]
  char v43; // [xsp+67h] [xbp-19h]
  unsigned __int8 v44; // [xsp+68h] [xbp-18h]
  unsigned __int8 v45; // [xsp+69h] [xbp-17h]
  unsigned __int8 v46; // [xsp+6Ah] [xbp-16h]
  unsigned __int8 v47; // [xsp+6Bh] [xbp-15h]
  unsigned __int8 v48; // [xsp+6Ch] [xbp-14h]
  unsigned __int8 v49; // [xsp+6Dh] [xbp-13h]
  unsigned __int8 v50; // [xsp+6Eh] [xbp-12h]
  unsigned __int8 v51; // [xsp+6Fh] [xbp-11h]
  unsigned __int8 v52; // [xsp+70h] [xbp-10h]
  unsigned __int8 v53; // [xsp+71h] [xbp-Fh]
  unsigned __int8 v54; // [xsp+72h] [xbp-Eh]
  unsigned __int8 v55; // [xsp+73h] [xbp-Dh]
  unsigned __int8 v56; // [xsp+74h] [xbp-Ch]
  unsigned __int8 v57; // [xsp+75h] [xbp-Bh]
  unsigned __int8 v58; // [xsp+76h] [xbp-Ah]
  unsigned __int8 v59; // [xsp+77h] [xbp-9h]

key2_1 = *key2;
 v3 = *(key2 + 4) + (*(key2 + 4) < 0 ? 0x1F : 0);
 for ( i = 0; i < 16; ++i )
 *(&v44 + i) = (byte_106EF9068[*(key2_1 + i) & 0xF ^ 16 * (*(result + i) & 0xF)] >> 4) & 0xF ^ 16
 * ((byte_106EF9068[(*(key2_1 + i) >> 4) & 0xF ^ 16 * ((*(result + i) >> 4) & 0xF)] >> 4) & 0xF);
 for ( j = 1; j < (v3 >> 5) + 6; ++j ) 
 {
 v28 = dword_106EF9168[v44] >> 24;
 v29 = dword_106EF9168[v44] >> 16;
 v30 = LOWORD(dword_106EF9168[v44]) >> 8;
 v31 = dword_106EF9168[v44];
 v32 = dword_106EF9168[v48] >> 24;
 v33 = dword_106EF9168[v48] >> 16;
 v34 = LOWORD(dword_106EF9168[v48]) >> 8;
 v35 = dword_106EF9168[v48];
 v36 = dword_106EF9168[v52] >> 24;
 v37 = dword_106EF9168[v52] >> 16;
 v38 = LOWORD(dword_106EF9168[v52]) >> 8;
 v39 = dword_106EF9168[v52];
 v40 = dword_106EF9168[v56] >> 24;
 v41 = dword_106EF9168[v56] >> 16;
 v42 = LOWORD(dword_106EF9168[v56]) >> 8;
 v43 = dword_106EF9168[v56];
 v12 = dword_106EF9568[v49] >> 24; 
 v13 = dword_106EF9568[v49] >> 16;
 v14 = LOWORD(dword_106EF9568[v49]) >> 8;
 v15 = dword_106EF9568[v49];
 v16 = dword_106EF9568[v53] >> 24;
 v17 = dword_106EF9568[v53] >> 16;
 v18 = LOWORD(dword_106EF9568[v53]) >> 8;
 v19 = dword_106EF9568[v53];
 v20 = dword_106EF9568[v57] >> 24;
 v21 = dword_106EF9568[v57] >> 16;
 v22 = LOWORD(dword_106EF9568[v57]) >> 8;
 v23 = dword_106EF9568[v57];
 v24 = dword_106EF9568[v45] >> 24;
 v25 = dword_106EF9568[v45] >> 16;
 v26 = LOWORD(dword_106EF9568[v45]) >> 8;
 v27 = dword_106EF9568[v45];
 for ( k = 0; k < 16; ++k )
 *(&v28 + k) = (byte_106EF9968[*(&v12 + k) & 0xF ^ 16 * (*(&v28 + k) & 0xF)] >> 4) & 0xF ^ 16
 * ((byte_106EF9968[(*(&v12 + k) >> 4) & 0xF ^ 16 * ((*(&v28 + k) >> 4) & 0xF)] >> 4) & 0xF);
 v12 = dword_106EF9A68[v54] >> 24;
 v13 = dword_106EF9A68[v54] >> 16;
 v14 = LOWORD(dword_106EF9A68[v54]) >> 8;
 v15 = dword_106EF9A68[v54];
 v16 = dword_106EF9A68[v58] >> 24;
 v17 = dword_106EF9A68[v58] >> 16;
 v18 = LOWORD(dword_106EF9A68[v58]) >> 8;
 v19 = dword_106EF9A68[v58];
 v20 = dword_106EF9A68[v46] >> 24;
 v21 = dword_106EF9A68[v46] >> 16;
 v22 = LOWORD(dword_106EF9A68[v46]) >> 8;
 v23 = dword_106EF9A68[v46];
 v24 = dword_106EF9A68[v50] >> 24;
 v25 = dword_106EF9A68[v50] >> 16;
 v26 = LOWORD(dword_106EF9A68[v50]) >> 8;
 v27 = dword_106EF9A68[v50];
 for ( l = 0; l < 16; ++l )
 *(&v28 + l) = (byte_106EF9968[*(&v12 + l) & 0xF ^ 16 * (*(&v28 + l) & 0xF)] >> 4) & 0xF ^ 16
 * ((byte_106EF9968[(*(&v12 + l) >> 4) & 0xF ^ 16 * ((*(&v28 + l) >> 4) & 0xF)] >> 4) & 0xF);
 v12 = dword_106EF9E68[v59] >> 24;
 v13 = dword_106EF9E68[v59] >> 16;
 v14 = LOWORD(dword_106EF9E68[v59]) >> 8;
 v15 = dword_106EF9E68[v59];
 v16 = dword_106EF9E68[v47] >> 24;
 v17 = dword_106EF9E68[v47] >> 16;
 v18 = LOWORD(dword_106EF9E68[v47]) >> 8;
 v19 = dword_106EF9E68[v47];
 v20 = dword_106EF9E68[v51] >> 24;
 v21 = dword_106EF9E68[v51] >> 16;
 v22 = LOWORD(dword_106EF9E68[v51]) >> 8;
 v23 = dword_106EF9E68[v51];
 v24 = dword_106EF9E68[v55] >> 24;
 v25 = dword_106EF9E68[v55] >> 16;
 v26 = LOWORD(dword_106EF9E68[v55]) >> 8;
 v27 = dword_106EF9E68[v55];
 for ( m = 0; m < 16; ++m )
 *(&v28 + m) = (byte_106EF9968[*(&v12 + m) & 0xF ^ 16 * (*(&v28 + m) & 0xF)] >> 4) & 0xF ^ 16
 * ((byte_106EF9968[(*(&v12 + m) >> 4) & 0xF ^ 16 * ((*(&v28 + m) >> 4) & 0xF)] >> 4) & 0xF);
 for ( n = 0; n < 16; ++n )
 *(&v44 + n) = (byte_106EF9968[*(key2_1 + n + 16 * j) & 0xF ^ 16 * (*(&v28 + n) & 0xF)] >> 4) & 0xF ^ 16 * ((byte_106EF9968[(*(key2_1 + n + 16 * j) >> 4) & 0xF ^ 16 * ((*(&v28 + n) >> 4) & 0xF)] >> 4) & 0xF);
 }
 v28 = byte_106EFA268[v44];
 v29 = byte_106EFA268[v49];
 v30 = byte_106EFA268[v54];
 v31 = byte_106EFA268[v59];
 v32 = byte_106EFA268[v48];
 v33 = byte_106EFA268[v53];
 v34 = byte_106EFA268[v58];
 v35 = byte_106EFA268[v47];
 v36 = byte_106EFA268[v52];
 v37 = byte_106EFA268[v57];
 v38 = byte_106EFA268[v46];
 v39 = byte_106EFA268[v51];
 v40 = byte_106EFA268[v56];
 v41 = byte_106EFA268[v45];
 v42 = byte_106EFA268[v50];
 v43 = byte_106EFA268[v55];
 for ( ii = 0; ii < 16; ++ii )
 *(a2 + ii) = (byte_106EFA368[*(key2_1 + ii + 16 * j) & 0xF ^ 16 * (*(&v28 + ii) & 0xF)] >> 4) & 0xF ^ 16 * ((byte_106EFA368[(*(key2_1 + ii + 16 * j) >> 4) & 0xF ^ 16 * ((*(&v28 + ii) >> 4) & 0xF)] >> 4) & 0xF);
 return result;
}
```

他的第一个参数和第二个参数是相同的，都是明文，在函数结束后也都变成了密文，第三个参数是密钥key，从上面来看也并不是16位的。

其实逆向到这里，我一直怀疑着，就是bangcle算法究竟把aes魔改到什么程度？虽然最外层的算法名写的是laes，而且上层函数也的确明文分组与iv异或，并且根据trace及分析来看，中间也的确是9轮循环。那么他是否仅仅改了码表而已？还是说不仅改了码表，甚至连aes内部算法也重写了？我能否对照标准的aes来还原他？以及他的key为什么是180位，而标准的aes仅仅是16位，又如何用key呢？带着这些个疑问，我开始了进入了使用trace还原算法的世界。

#### 4.3.1 还原首个循环

```c
	key2_1 = *key2;
 v3 = *(key2 + 4) + (*(key2 + 4) < 0 ? 0x1F : 0); //（1）
 for ( i = 0; i < 16; ++i ) //（2）
 *(&v44 + i) = (byte_106EF9068[*(key2_1 + i) & 0xF ^ 16 * (*(result + i) & 0xF)] >> 4) & 0xF ^ 16 * ((byte_106EF9068[(*(key2_1 + i) >> 4) & 0xF ^ 16 * ((*(result + i) >> 4) & 0xF)] >> 4) & 0xF);

```

首先我这里还原的方式，是通过之前的指令trace日志+clion还原代码时调试一步步分析。

1. 如上边这一段代码（1）处，把ida里的伪代码拷贝进去，并控制好和trace时一样的入参

![](upload/attach/202306/804803_UFKDT7KZ47DE5WD.jpg)

发现这里的v3返回0x80，查看ida汇编地址，找到对应的trace结果，ida的伪码分析没错

![](upload/attach/202306/804803_Z7U9N7Y8SEN6RCR.jpg)

2. 接下来（2）处是个16位的循环，还是仿照第一步，先将伪码拷贝出来，但是这次ida反编译的代码都在一行，我们进行下拆分。其次，ida伪码里返回给个局部变量v44，那我们先姑且先malloc出一个自己的空间用于存储。
 ![](upload/attach/202306/804803_RES64QMXA8WZHBJ.jpg)

那这里判断算法是否输出正确，有两种方式。首先是传统的方式，这个循环里最后生成的值是*(&v44 + i)，而这个值最终是通过异或得来，因此我们查看ida里汇编的地址

![](upload/attach/202306/804803_47QMPSJ5HXFHG8F.jpg)

也即w12，也就是这16次for循环的结果，因此去trace里对照1000920B8地址

![](upload/attach/202306/804803_437H7XE5QUE3N88.jpg)

第二种方式，得益于frida stalker在trace时可以定制化输出，比如在大佬的trace脚本中，我们可以将readCString()改成hexdump出了两行内容

![](upload/attach/202306/804803_WT9USSV6MPHCE3T.jpg)

于是我们也可以直接去trace搜整个for循环的结果4c da e9 c4 5a a1 0f 28 1e a2 01 ed 5b b6 62 b9，发现内存里有很多地方都有，也即证明了此步还原准确。

![](upload/attach/202306/804803_C9MUCRUBWXEVWA9.jpg)

#### 4.3.2 还原9轮循环中的混合算法

接下来，又进入了一个大循环中```for ( j = 1; j < (v3 >> 5) + 6; ++j ) ``` 因为上一步中已经还原出v3=0x80，因此手动计算下(v3 >> 5) + 6 = (0x80 >> 5) + 6 = 10。也即aes标准算法中的9轮循环。

其实上一步的算法还原，还算容易，只需要照抄ida代码即可，但是这一轮算法里，虽然看起来伪码很整洁很规律，4个一组4个一组

![](upload/attach/202306/804803_TEZFCAB3EPKS8QK.jpg)

但我遇到了很疑惑的问题，甚至还怀疑了ida是不是有问题。

首先就是，这一部分代码里，无论是输入还是输出都是局部变量。比如像这一行还好说```v28 = dword_106EF9168[v44] >> 24;``` v44也就是上一个算法的结果，但v28是谁呢？甚至于下一个4组```v32 = dword_106EF9168[v48] >> 24;``` v32，v48都是局部变量，这又该如何还原呢？

首先还是先猜，最开始计算了16个字节的v44的值，那就先尝试下使用v44，于是我还原的代码如下

![](upload/attach/202306/804803_YNY98947WBE6PZB.jpg)

和之前一样去ida找地址，在trace里查结果，像这个计算查右移相关的指令lsr即可。很幸运，尝到了一丝甜头。

```c
//trace日志
[0x100092118]	0x104c42118	lsr w10, w10, #0x18;          	# x10: 0xb07a7a6d --> 0xb0, 
...
[0x100092138]	0x104c42138	lsr w10, w10, #0x10;          	# x10: 0xb07a7a6d --> 0xb07a, 
[0x10009213c]	0x104c4213c	and w10, w10, #0xff;          	# x10: 0xb07a --> 0x7a,
...

```

于是，第一个四组的计算已经成功。可是到了下一个四组

![](upload/attach/202306/804803_CTCW2RHXNPJQJ93.jpg)

我尝试将v48认为是v44+1的值(0xda)来进行计算（v44 = 4c da e9 c4 5a a1 0f 28 1e a2 01 ed 5b b6 62 b9，最最初计算的16字节的结果，在第一组v44等于4c）,但遗憾的是我得出来的值却无法与trace结果相对应

![](upload/attach/202306/804803_F7ABATNTFPZB4YE.jpg)

我计算出来的v32/v33是0x18/0x67，但trace的结果却是0x2d/0x37 ??? 看来事情并没有我所猜测这么简单。于是分析trace，看看值是怎么来的。

```c
//trace结果
[0x100092188]	0x104c42188	ldurb w10, [x29, #-0x14];     	# x10: 0x6d --> 0x5a, 
[0x10009218c]	0x104c4218c	mov x11, x10;                 	# x11: 0x10baa9298 --> 0x5a, 
[0x100092190]	0x104c42190	orr x12, xzr, #4;             	#
[0x100092194]	0x104c42194	mul x11, x11, x12;            	# x11: 0x5a --> 0x168, 
[0x100092198]	0x104c42198	add x11, x9, x11;             	# x11: 0x168 --> 0x10baa92d0 ( //这个是码表在内存里的值
10baa92d0  af 37 37 2d fa 73 73 d2 3e c7 c7 48 d3 a4 a4 0c  .77-.ss.>..H....
10baa92e0  ff 77 77 dd 59 51 51 5e d1 8b 8b 4d 10 52 52 16  .ww.YQQ^...M.RR.), 
[0x10009219c]	0x104c421bc	ldr w10, [x11];               	# x10: 0x5a --> 0x2d3737af, //取值dword_106EF9168[v48]
[0x1000921a0]	0x104c421a0	lsr w10, w10, #0x18;          	# x10: 0x2d3737af --> 0x2d, //2d值的由来
...
[0x1000921c0]	0x104c421c0	lsr w10, w10, #0x10;          	# x10: 0x2d3737af --> 0x2d37, 
[0x1000921c4]	0x104c421c4	and w10, w10, #0xff;          	# x10: 0x2d37 --> 0x37, //37值的由来
```

发现两个值都是从0x2d3737af偏移而来，而0x2d3737af也是魔改后码表里的值```dword_106EF9168[v48];``` ，也就是说真正要看的是v48如何等于5a。跟到5a最初被赋值的地方```ldurb w10, [x29, #-0x14];     	# x10: 0x6d --> 0x5a``` 发现是从x29-0x14的地方取值，按正常逻辑，只要搜，谁往[x29, #-0x14]的地方赋值就行，不过trace里搜不到。所以到这里差不多就比较懵，值跟不下去了。

于是我又换了另一种猜想，如果v44不是一个char数组呢？假设他是一个int指针，那么如果v48=*(v44+1)，那么v48的值应该是v44往后偏移4个字节，于是查看完整的v44: 4c da e9 c4 5a a1 0f 28 1e a2 01 ed 5b b6 62 b9，第一个值是4c没问题，第一个四组验证过了。如果按照刚刚的猜想，往后偏移4个字节，那么v48应该是？5a！发现对上了！那赶紧趁热打铁，验证接下来的两个值是不是1e和5b，也就是v49=1e，v50=5b。查看下trace

```c
//trace
[0x100092210]	0x104c42210	ldurb w10, [x29, #-0x10];     	# x10: 0xaf --> 0x1e, 
[0x100092214]	0x104c42214	mov x11, x10;                 	# x11: 0x10baa92d0 --> 0x1e, 
...
[0x1000922b8]	0x104c422b8	ldurb w10, [x29, #-0xc];      	# x10: 0xd2 --> 0x5b, 
[0x1000922bc]	0x104c422bc	mov x11, x10;                 	# x11: 0x10baa92d4 --> 0x5b,
```

漂亮！那么到这里我心中大概有点数了，接下来的4组应该是继续从下一个偏移0xda开始，然后分别使用da，a1，a2，b6。也即他把这个16字节的数组"立"了过来

|  4c  |  5a  |  1e  |  5b  |
| :--: | :--: | :--: | :--: |
|  da  |  a1  |  a2  |  b6  |
|  e9  |  0f  |  01  |  62  |
|  c4  |  28  |  Ed  |  b9  |

然后继续验证，发现猜想中本应是da的值，但是却变成了a1？本应是a1的值，却变成了a2？

```c
//trace 码表的index
[0x100092320]	0x104c42320	ldurb w10, [x29, #-0x13];     	# x10: 0xfa --> 0xa1, 
...
[0x1000923a8]	0x104c423a8	ldurb w10, [x29, #-0xf];      	# x10: 0x9e --> 0xa2,
...
[0x100092430]	0x104c42430	ldurb w10, [x29, #-0xb];      	# x10: 0xf1 --> 0xb6, 
...
[0x1000924b8]	0x104c424b8	ldurb w10, [x29, #-0x17];     	# x10: 0x1 --> 0xda, 
```

咦？这难道，就是AES的行移位算法?！没错

我们最初介绍了aes的标准流程时，提到了aes的内部小算法，这个就是行移位算法。aes将16个字节先看成是一个4*4的矩阵，然后分别对矩阵进行变化，所谓的行移位算法也是固定的一种模式，如下图

![](upload/attach/202306/804803_FQ62CNK3YQ8P2WB.jpg)

也就是说，我们这16个字节真正的使用方式是，先进行ShiftRows行移位，然后在进行SubBytes字节替换（魔改码表里取值），这也是bangcle_laes的一个混合小算法。

那么我们还原算法时，就要自己写一个行移位了，而之前猜想v44是一个int指针也完全不对，他仍是一个char指针，只不过取值之前，已经对里边的内容进行了变换! ![](upload/attach/202306/804803_7369AVDZJ66J7RK.jpg)

其次在将行移位后的矩阵进行转置。

![](upload/attach/202306/804803_7QHD3WG96WYPJV2.jpg)

因此，我们还原算法时，就可以按照标准aes那样，先将16字节转成一个4*4的矩阵，然后对矩阵进行行移位操作等变换。

```c
//clion算法还原部分
uint8_t *shiftp = (uint8_t *)*v44;
uint8_t state[4][4] = {0};
//转成二维数组state
convert_array(shiftp,state);
///进行行移位
ShiftRow(state);
uint8_t * p = (uint8_t *)state;
```

最终在内存里的格式变换为：

```c
(lldb) x *v44
0x1327041c0: 4c da e9 c4 5a a1 0f 28 1e a2 01 ed 5b b6 62 b9  L���Z�.(.�.�[�b�
-->
(lldb) x p
0x16f18b2a8: 4c 5a 1e 5b a1 a2 b6 da 01 62 e9 0f b9 c4 28 ed  LZ.[����.b�.��(�
```

还原过程中最困难的部分已经完成，其余部分按照之前的思路也都可以对照，结果不对就跟trace分析。

至此，9轮循环里的混合算法还原完毕。

其实到这里，虽说算法还原成功，但是过程却极其艰难。我也抱怨过ida里为什么不把算法的过程表现出来呢？看来还是ida反汇编有问题？这确实是我当时的疑惑。后来与Virenz大佬讨论一番，发现并不是ida没有表现，而是因为你并不理解ida的"想法"。

![](upload/attach/202306/804803_7M6D7WE8DTVXQ7W.jpg)

回过头来看，发现ida早已清清楚楚的告诉了你，虽然他不能精准的将代码全部还原，仅仅以一些局部变量表示。但是他会告诉你他反汇编的内在逻辑。比如上图中可分为两块，v28～v43这16个字段是顺序的，通过结果来看其在内存中也是连续的，也即可以表示为一个数组。

再比如v44，v48，v52这些码表里的索引值，也都清清楚楚告诉你他们的关系，仔细观察的话，其实是可以看出行移位的，内存值里为：

```c
v44 v45 v46 v47 v48 v49 v50 v51 v52 v53 v53 v55 v56 v57 v58 v59
```

上图第1块里取的4个索引为，v44，v48，v52，v56

到了第2块里取的4个索引为，v49，v53，v57，v45

可以明显发现，的确进行了行移位操作。如果还原时能了解这一点，可能就不用费劲追trace，或许只用看也能看出大概了。

#### 4.3.3 还原最终轮算法

通过上边的分析，这里其实也大差不差，唯一有些注意的点就是看好每一步小算法的入参出参，也就是谁进行了运算，又返回给了谁。

最后我们对照下完整算法的返回结果：

```c
(lldb) x result
0x1327047b0: 77 1a 85 29 14 b6 3c 51 c5 5c b2 2d 52 19 ce 73 w..).�<Q�\�-R.�s
```

还是得益于frida trace时的定制化，我们可以直接在结果中搜即可

![](upload/attach/202306/804803_T6STQ5YMB5PFJWS.jpg)

也就证明了算法还原成功。

### 4.4 算法回顾

通过上边的分析，发现这个bangcle的AES魔改的很厉害，基本就是一个AES的架子，内部已经完全混乱了。其次还有他的密钥key我们还没有分析，也在这里说明下。我们都知道，正常的AES key是16位的，他的主要作用就是在AES算法中进行AddRoundKey（轮密钥加）的过程。

AddRoundKey的算法就是将16字节的“输入”与16字节**子密钥**进行异或得到输出数据，而子密钥的获取是通过密钥拓展编排算法得来（密钥编排算法就不做过多介绍，较复杂）。从之前的AES算法流程中也可以看到，从初始变换到10轮加密计算，总共用到了11次AddRoundKey，也就是说，密钥扩展编排后，总共会占11*16=176个字节的内存空间。

而bangcle的AES原本传入的密钥就是180位的，也可以说，他把密钥编排的算法前移了。那可能有小伙伴就问了，你不是说密钥编排后，总共是176位吗，那多出来的4位呢？其实在进行加密算法前，他也对密钥key进行了处理。我们看下相关的计算

![](upload/attach/202306/804803_XMW32MKMKJBAUVA.jpg)

可以清楚的看到，他key的前4位( key[i%3] )实际上是用于"解密"后边176位的密钥，也就是说原始的key实际是加密(异或)过的。这样做的目的，我也只是有个猜想，那就是他解密后的176字节的key真的是用密钥编排算法算出来的，而不是没有规则的key。因为密钥编排算法编出来的子密钥，实际上是能逆推出主密钥的，有兴趣的小伙伴可以去了解下DFA差分故障攻击的原理，也是会用到这一点。

至此，我们完整的分析并还原了魔改的aes算法，想必如果这个算法再加了混淆，难度可想而知。

## 五. 总结

到这里，本文也已经结束了，也许各位已经看的很累了，但总之还是希望对你有所帮助！本文的样本相信仔细看的小伙伴都能看出是哪个app，想练手的话就在AppStore下载最新版就行。

最后感谢观看，谢谢！

参考：

779K9s2c8@1M7s2y4Q4x3@1q4Q4x3V1k6Q4x3V1k6Y4K9i4c8Z5N6h3u0Q4x3X3g2U0L8$3#2Q4x3V1k6h3K9i4u0W2L8Y4A6Q4x3V1k6X3M7X3W2V1j5g2)9J5k6r3A6K6

393K9s2c8@1M7s2y4Q4x3@1q4Q4x3V1k6Q4x3V1k6T1L8r3!0Y4i4K6u0W2j5%4y4V1L8W2)9J5k6h3&6W2N6q4)9J5c8Y4f1H3x3e0t1$3x3U0l9#2x3e0g2Q4x3V1k6S2M7Y4c8A6j5$3I4W2i4K6u0r3k6r3g2@1j5h3W2D9M7#2)9J5c8U0b7&6y4U0x3@1y4K6b7&6

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#基础理论 #逆向分析 #HOOK注入

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t0hka1

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