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[原创]【Fireyer】一款Android平台环境检测应用

发表于: 2024-5-24 20:26 16486

[原创]【Fireyer】一款Android平台环境检测应用

Tiony.bo

2024-5-24 20:26

16486

项目已开源：

☞ Github：https://www.github.com/iofomo/fireyer ☜　

如果您也喜欢 Fireyer，别忘了给我们点个星。

fire + eyer = Fireyer（火眼），Fireyer项目是我们在做虚拟化沙箱产品过程中的内部副产品。目的是为了校验我们的虚拟化环境构建是否存在漏洞，在内部作为我们产品的黑白检测工具应用，可以保障我们的每次更新的产品质量，提升开发效率。对于开发沙箱，虚拟化等相关场景产品的伙伴也可以提升开发效率，快速验证功能稳定性。Fireyer的检测项还在不断完善中，后续会持续同步更新。

由于我们的虚拟化产品是普通主流机型，因此Fireyer主要用于在正常系统环境下，检测应用被重打包（或重签名），容器环境（免安装加载运行），虚拟机（将Android系统变成普通应用）的通用个人手机场景。Fireyer当前并不适用于定制ROM，或刷入Magisk，或ROOT的环境检测（当然由于技术的相关性，其中某些检测项可能生效，但并非针对性用例），但也在我们后续的迭代计划中。

Fireyer项目的主要目的是为了提升我们产品的稳定性，并非为了应用的强对抗，只是为了保证正常的应用行为运行稳定。

我们自测的方法：

为了可以实现对inline和got表的拦截检测，我们需要实现一些基本函数的系统调用，如：

系统调用的方式如何实现呢，有个简单的办法就是将手机里面的libc.so库导出来（这里导出的64位的库），然后用ida打开，查看对应函数的实现，如open的实现如下：

这样我们得到openat在64位系统上的系统调用的实现方式：

优势：

通过自实现系统调用函数，可以在关键的地方和正常的函数调用进行对比，从而达到识别的目的，不管是基于got表还是inline的拦截。

对抗：

如何对抗该检测，则可以使用应用级trace拦截。

拦截是利用Java的Proxy模块完成的，如：

代理后，原对象实例被更换为代理后的对象，当应用使用调用接口方法后，即可回调。

普通的检测方法：

通常对方会自己调用native方法实现创建代理对象，而不使用Proxy类，如：

那我们依然可以通过对比该对象的类名进行识别，如：

很多时候我们与Service的通信可能被劫持，而拦截Binder通信最简单的方法就是接口代理。由于Android服务的Binder通信框架的数据解析和序列化都是基于接口：

1、我们可以获取对应服务的Binder对象，检测是否已经被代理。

2、可能面临基于底层Binder拦截的方案，如之前分享的开源项目：【Android】深入Binder底层拦截。

则整个解析不经过Java层，上层无法检测，但是底层解析有个很大的弊端就是对于复杂的Binder通信，如参数或返回值为Bundle，Intent，ApplicationInfo，PackageInfo时，解析逻辑非常复杂，要做到兼容性好，通常会调用上层的代码进行解析。

1、通过系统的PackageManagerService提供的返回值（太简单，非小白略过）。

2、通过解析本地文件。（太简单，非小白略过）。

以上两种方法都可以通过接口代理方式替换SigningInfo.CREATOR，来完成PackageInfo.signingInfo的拦截和伪装。

1、校验Application完整性。

2、检测permission。

3、检测四大组件：activity、activity-alias、service、provider、receiver。

4、检测meta-data。

很多应用篡改目的是为了完成某些功能，时常涉及隐藏接口的调用（从9.0后），会将一些模块的保护权限解除，因此我们需要对一些常用的模块做检测。

通过一些类的反射访问（该类在Android开发者网站上说明，源码有@hide标注），可以确认当前运行环境的隐藏API是否已经被解除。该方案很难被修复，如果完全无感知需要虚拟化框架在调用时设置隐藏API策略，提前缓存好目标class，method和field，然后再恢复，但如此则虚拟化环境内存消耗和初始化性能则会受到很大影响。

通过系统调用实现查看当前私有目录下是否存在未知文件和目录，某些虚拟化环境会在应用目录提前存放了一些数据文件。

在某些关键函数回调中进行调用栈的检测。

检测的方式：

Java层检测：

但某些实现会拦截native层函数调用进行伪装，因此我们需要遍历线程目录（使用自实现的系统调用函数访问）

增加采用C程序命令的方式采集信息。如：

应对方案：

maps检测实现，使用系统调用函数对/proc/self/maps中的内容进行校验。

该检测可以被Trace方案拦截，并映射至修正的新的maps文件，达到虚拟化伪装的目的。

当前进程可能被加载了执行代码（如：dex或lib），因此我们通过查找本进程的maps进行识别（使用自实现的系统调用函数访问）。

而对方可能会直接采用内存方式加载dex或apk，如：

同样也会通过先在将lib库加载到内存，然后通过从内存加载lib的方式实现，这样在maps中就不会留下的文件目录痕迹。

以上情况，我们需要对maps中的地址区间的内容进行进一步的识别。

Trace检测实现，当前使用系统调用函数对/proc/self/status中的TracerPid:字段进行简单校验。后面会有单独的文章分享如何构建Trace进程互相检测实现。

int open(const char *pathname, int flags, ...);

int close(int fd);

int stat(const char* path, struct stat* buf);

ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);

ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);

ssize_t readlink(const char *path, char *buf, size_t bufsiz);

int open(const char *pathname, int flags, ...);

int close(int fd);

int stat(const char* path, struct stat* buf);

ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);

ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);

ssize_t readlink(const char *path, char *buf, size_t bufsiz);

__attribute__((__naked__)) int svc_openat() { 

  __asm__ volatile("mov x15, x8\n"

    "ldr x8, =0x38\n"

    "svc #0\n"

    "mov x8, x15\n"

    "bx lr"

  );
}

__attribute__((__naked__)) int svc_openat() {

__asm__ volatile("mov x15, x8\n"

"ldr x8, =0x38\n"

"svc #0\n"

"mov x8, x15\n"

"bx lr"

);

}

package java.lang.reflect;
 
public class Proxy implements java.io.Serializable {

       public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader, Class<?>[] interfaces, InvocationHandler h);
}

package java.lang.reflect;

public class Proxy implements java.io.Serializable {

public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader, Class<?>[] interfaces, InvocationHandler h);

}

package java.lang.reflect;
 
public class Proxy implements java.io.Serializable {

    public static boolean isProxyClass(Class<?> cl) {

        return Proxy.class.isAssignableFrom(cl) && proxyClassCache.containsValue(cl);

    }
}

package java.lang.reflect;

public class Proxy implements java.io.Serializable {

public static boolean isProxyClass(Class<?> cl) {

return Proxy.class.isAssignableFrom(cl) && proxyClassCache.containsValue(cl);

}

package java.lang.reflect;
 
public class Proxy implements java.io.Serializable {

       private static native Class<?> generateProxy(String name, Class<?>[] interfaces,

                                                 ClassLoader loader, Method[] methods,

                                                 Class<?>[][] exceptions);
}

package java.lang.reflect;

public class Proxy implements java.io.Serializable {

private static native Class<?> generateProxy(String name, Class<?>[] interfaces,

ClassLoader loader, Method[] methods,

Class<?>[][] exceptions);

}

// 正常类
android.view.IWindowSession$Stub$Proxy
// 代理后的类
android.view.IWindowSession$Stub$Proxy$Proxy

// 正常类

android.view.IWindowSession$Stub$Proxy

// 代理后的类

android.view.IWindowSession$Stub$Proxy$Proxy

/**

 * /frameworks/base/core/java/android/app/IActivityManager.aidl

 */

interface IActivityManager {

  // ...
}
 
/**

 * /frameworks/base/core/java/android/content/pm/IPackageManager.aidl

 */

interface IPackageManager {

  // ...
}
 
public interface Parcelable {

       public interface Creator<T> {

        public T createFromParcel(Parcel source);

        public T[] newArray(int size);

    }
}

/**

* /frameworks/base/core/java/android/app/IActivityManager.aidl

*/

interface IActivityManager {

// ...

}

/**

* /frameworks/base/core/java/android/content/pm/IPackageManager.aidl

*/

interface IPackageManager {

// ...

}

public interface Parcelable {

public interface Creator<T> {

public T createFromParcel(Parcel source);

public T[] newArray(int size);

}

Object obj = ReflectUtils.getStaticFieldValue("android.app.ActivityManager", "IActivityManagerSingleton");

Object inst = ReflectUtils.getFieldValue(obj, "mInstance");

if (Proxy.isProxyClass(inst.getClass())) {

    // TODO
}

Object obj = ReflectUtils.getStaticFieldValue("android.app.ActivityManager", "IActivityManagerSingleton");

Object inst = ReflectUtils.getFieldValue(obj, "mInstance");

if (Proxy.isProxyClass(inst.getClass())) {

// TODO

}

PackageInfo pi = getContext().getPackageManager().getPackageInfo(getPackageName(), PackageManager.GET_SIGNING_CERTIFICATES);

pi.signingInfo;// TODO

PackageInfo pi = getContext().getPackageManager().getPackageInfo(getPackageName(), PackageManager.GET_SIGNING_CERTIFICATES);

pi.signingInfo;// TODO

PackageInfo pi = getContext().getPackageManager().getPackageArchiveInfo(mPackageInfo.applicationInfo.sourceDir, PackageManager.GET_SIGNING_CERTIFICATES);

pi.signingInfo;// TODO

PackageInfo pi = getContext().getPackageManager().getPackageArchiveInfo(mPackageInfo.applicationInfo.sourceDir, PackageManager.GET_SIGNING_CERTIFICATES);

pi.signingInfo;// TODO

// source code

public final class SigningInfo implements Parcelable {
 
    public static final @android.annotation.NonNull Parcelable.Creator<SigningInfo> CREATOR =

            new Parcelable.Creator<SigningInfo>() {

        @Override

        public SigningInfo createFromParcel(Parcel source) {

            return new SigningInfo(source);

        }
 
        @Override

        public SigningInfo[] newArray(int size) {

            return new SigningInfo[size];

        }

    };
}