静态搜索iOS动态链接函数的调用位置

可执行文件格式mach-O,是在苹果的操作系统 macOS 和 iOS 上使用的一种二进制文件格式。

在一些iOS安全扫描中，可能存在需要获取函数具体调用位置的需求，能指导用户更精确的定位漏洞。
现在以NSLog函数为例，用静态方式搜索macho中动态链接函数的具体调用位置。

目标

搜索应用macho中调用NSLog函数的具体位置。

思路

整个搜索过程，是一个解析macho文件的过程，把二进制数据解析为合适的数据结构。
用到了macho中多个部分：
String Table
Symbol Table
Dynamic Symbol Table
Section64(__TEXT,__stubs)
Section64(__TEXT,__text)

具体步骤

1、先找到Symbol Talbe 和 String Table在macho文件中的位置

在Load Commands中找到LC_SYMTAB,能确定StringTable的offset和size，也能找到Symbol Table的offset和Number：

Symbol Table Offset 是 0x18c478
Number of Symbols 是 0x9a2d
String Table offset 是 0x2273b0
String Table Size 是 0x108d58

因为每条symbol数据长度是16个字节，也就是0x10，

所以 Symbol Table 的 size 是 0x9a2d*0x10 = 0x9A2D0
Symbol Table起始地址是 0x18c478
结束地址是 0x18c478 + 0x9A2D0 = 0x226748

String Table 的起始地址是 0x2273b0
结束地址是 0x2273b0 + 0x108d58 = 0x330108
因为字符串的长度不固定，在String Table中的每条数据的长度不固定，
在读取二进制中的String Table数据时，可以用'\x00'作为字符串的分隔符。

2、遍历String Table，找到_NSLog

可以先读取macho中的String Table数据，用'\x00'作为分隔符，生成字符串数组，
遍历字符串数组，判断每条数据是否等于"_NSLog"。

在 0x23331b 位置找到了 _NSLog，机器码“5F4E534C6F6700”就是"_NSLog\n"字符串。

49003（16进制是 0xBF6B）是当前字符串的索引号，暂定为 strTab_index = 49003。
索引号49003是从String Table的起始地址 0x2273b0 开始计算，第49003个字节，
0x2273b0 + 49003 = 0x23331B，刚好是 _NSLog的起始地址。

3、根据步骤2中的49003（0xBF6B），可以在SymbolTable中搜索对应的符号

在MachOView中能看到地址 0x00224988 对应的就是 _NSLog。

如何通过索引号49003找到匹配的符号表数据呢？
在步骤1中已知：
Symbol Table起始地址是 0x18c478 ，
Symbol Table结束地址是 0x226748。
在这个macho中，单条Symbol Table的数据大小是0x10。

仔Symbol Table中第38993条数据的前四个字节的值是0xBF6B,也就是49003，
与String Table上_NSLog字符串的索引号相同，所以这条数据就对应"_NSLog":

38993是当前数据在Symbol Table中的索引号，暂定为 symTab_index = 38993，
0x18c478 + 38993 * 0x10 = 0x224988 正好是当前数据的地址。

4、在Dynamic Symbol Table中根据symTab_index查找数据

在Macho中的Load Commands下的 LC_DYSYMTAB 中能确定Indirect Symbols的位置：

起始地址：0x226748，有 794 条数据，每条数据大小是0x4。
遍历Indirect Symbols中的每一条数据，第111条数据中存储的是38993，
所以这条数据对应的就是"_NSLog"，设置 dySymTab_index = 111
0x226748 + 111*0x4 = 0x226904

5、在 Section64(__TEXT,__stubs)节查找NSLog函数

在Mach-O文件中，Section64(__TEXT,__stubs)节存储的是用于进行间接跳转（indirect jumps）的存根（stubs）。这些存根是为了支持懒加载和符号解析的过程。具体来说，_stubs 节通常包含指向实际目标函数或符号的跳转指令。
在动态链接时，如果一个函数或符号的地址尚未被解析，链接器会在__stubs节中放置一个跳转指令，该指令在运行时会被替换为实际地址。这有助于在程序执行过程中进行动态解析和加载。

在Load Commands 中能找到 Section64(__TEXT,__stubs)节的信息：
offset 是 0xAE518
size 是 0xEE8

所以 Section64(__TEXT,__stubs)节的位置
起始地址是 0xAE518
结束地址是 0xAE518 + 0xEE8 = 0xAF400
每条数据长度是 0xC

解析Section64(__TEXT,__stubs)的二进制数据结构，每条数据大小是0xC，
因为步骤4中已知 dySymTab_index = 111，所以找到第111条数据：
0xAE518 + 111*0xC = 0xAEA4C

地址0xAEA4C 存储的是NSLog符号的跳转指令。
在Section64(__TEXT,__text)节中，凡是要调用NSLog函数，都会执行arm指令"bl #0xAEA4C"。

6、在 Section64(__TEXT,__text)节查找调用指令"bl #0xAEA4C"

在Load Commands 中能找到 Section64(__TEXT,__stubs)节的信息：
offset 是 0x5C64
size 是 0xA88B4

所以 Section64(__TEXT,__text)节的信息：
起始地址是 0x5C64
结束地址是 0x5C64 + 0xA88B4 = 0xAE518

查找到部分调用 NSLog 函数的指令：

使用Capstone库把Section64(__TEXT,__text)中的机器码反编译成arm汇编指令，
可以批量比较每一条指令是否是"bl #0xAEA4C"，就能知道代码中调用NSLog函数的具体位置。

总结

在分析具体的动态链接函数加载流程中，以NSLog函数为例，我们通过解析Mach-O文件中的Symbol Table、String Table、Dynamic Symbol Table、Section64(__TEXT,__stubs)和Section64(__TEXT,__text)等部分，展示了如何查找并定位NSLog函数的具体调用位置。

这个过程涉及了对Mach-O文件结构的深入理解，包括符号解析、动态链接和运行时查找等关键步骤。通过这样的分析，我们可以更好地理解iOS应用中函数的加载和调用过程。

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