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[原创][CISCN2024]androidso_re题解以及崩溃原因分析
发表于: 2024-5-27 18:54 78987

[原创][CISCN2024]androidso_re题解以及崩溃原因分析

Shangwendada 活跃值
2
2024-5-27 18:54
78987

虽然没有参加CISCN，但在初赛赛题中遇到一个APK逆向的题目，对于最近学习安卓技能的我来说，正好是个练习的机会。对此题目，锐评一下：出题人可能在测题时不够严谨，或者故意为之，导致很多人可以直接hook关键点，秒破，但部分人却频繁遇到崩溃问题，导致这道题在不同选手手中的难度不一致。然而正好我就是那个频繁崩溃的那一批，由此分析了一下崩溃的原因并且分享一下解决方法。

file
看上面的MainActivity其实可以发现程序非常简单明了，感觉都可以一把秒。主要在legal里面，首先对flag格式做了判断，后续才对flag内容进行判断，如果格式不通过则不会触发jni的内容。

如上则为判断语句，规定了当Flag长度为38，且格式满足flag{xxx}的时候才进入inspect，主要判断逻辑也是在inspect中完成。

file

审计inspect的代码，可以发现其实就是一个普通的DES，这道题的槽点和难点其实也就集中在这里了，我们会发现程序的Key和Iv都来自于Native层，其实审计Native层代码之后，大家都会发现算法繁琐且复杂，但是我们可以通过直接Hook的方法，去获取Iv与Key。
在这之前，我们得先看看运行效果。
发现如果格式不满足，程序正常返回Wrong

file

一旦格式满足，则程序直接崩溃了。
我们通过LogCat查看一下日志，究竟试什么原因崩溃。

file

查看日志，崩溃原因就有点显然了，总结如下：

程序在调用 JNI 函数 NewStringUTF 时传递了一个非法的 UTF-8 编码字符串。具体来说，错误日志指出输入的字节序列 0x9d 0x80 0x99 0xd4 0xac 0xc9 0xd3 0xf8 包含非法的 UTF-8 起始字节 0x9d。

NewStringUTF 函数期望接收一个合法的 UTF-8 编码的字符串，而不是任意字节序列。如果传入的字节序列不符合 UTF-8 编码规范，就会导致 JNI 检测到错误并抛出异常。

看到这里就有点抽象了为啥会有非UTF8编码的字符串呢，我们只能分析一下Native的逻辑了

在这之前我们先看一下正常来说如果Native层需要返回一个Jstring应该怎么写呢

没错在return的时候 使用env->NewStringUTF(hello.c_str());来返回Jstring，所以这里出现的情况就是NewStringUTF抛出了异常，对应Native层代码如下：
file

首先我们得想办法知道这个导致崩溃的八个字节究竟是什么东西
多运行，多崩溃几次发现，如果多尝试几次使用Hook主动调用GetKey和程序自主触发产生的居然不一致，至此开始玄学起来了。
file
file

为了方便分析问题所在的地方，我们写脚本Hook NewStringUTF看看咋个事
hook脚本如下：

通过Hook得到的值如下，随后就崩溃了。
file

其实这个解决方法，看似无解，但是我发现当我们使用attach对于getkey时，程序则正常返回，并且变得可以调试进入，示例代码如下：

一旦我们附加这个代码，原本一调试就未响应的程序，变得可以调试了
file
调试之后也可以看到正确的值
file
那这样，整个程序就变得微妙了起来，测试了很多遍，都是只有在使用上述方法attach上之后程序就不再崩溃，并且目前没法找到原因。
既然正常，这个题的题的题解便是如此了
HOOK代码如下

最后解des即可
file

paramString.length() == 38 && paramString.startsWith("flag{") && paramString.charAt(paramString.length() - 1) == '}' && !inspect.inspect(paramString.substring(5, paramString.length() - 1));
paramString.length() == 38 && paramString.startsWith("flag{") && paramString.charAt(paramString.length() - 1) == '}' && !inspect.inspect(paramString.substring(5, paramString.length() - 1));
extern "C" JNIEXPORT jstring JNICALL
Java_com_swdd_ahandroid_MainActivity_stringFromJNI(
        JNIEnv* env,
        jobject /* this */) {
    std::string hello = "Hello from C++";
    return env->NewStringUTF(hello.c_str());
}
extern "C" JNIEXPORT jstring JNICALL
Java_com_swdd_ahandroid_MainActivity_stringFromJNI(
        JNIEnv* env,
        jobject /* this */) {
    std::string hello = "Hello from C++";
    return env->NewStringUTF(hello.c_str());
}
function hookNewStringUTF() {
    Java.perform(function () {
        var modules = Process.enumerateModules();
        var newStringUTFAddr = null;
 
        for (var i = 0; i < modules.length; i++) {
            var module = modules[i];
            try {
                var symbols = module.enumerateSymbols();
                for (var j = 0; j < symbols.length; j++) {
                    if (symbols[j].name.indexOf("NewStringUTF") >= 0) {
                        newStringUTFAddr = symbols[j].address;
                        console.log("Found NewStringUTF in module: " + module.name + " at: " + newStringUTFAddr + " with name: " + symbols[j].name);
                        break;
                    }
                }
            } catch (e) {
                console.warn("Failed to enumerate symbols for module: " + module.name);
            }
            if (newStringUTFAddr) {
                break;
            }
        }
 
        if (newStringUTFAddr) {
            // Hook NewStringUTF 函数
            Interceptor.attach(newStringUTFAddr, {
                onEnter: function(args) {
                    // 获取传入的 char* 参数
                    var inputStr = args[1].readCString();
                    console.log("NewStringUTF called with: " + inputStr);
                },
                onLeave: function(retval) {
                    // 如果需要修改返回值，可以在这里进行
                    console.log("NewStringUTF returning: " + retval);
                }
            });
        } else {
            console.log("NewStringUTF address not found!");
        }
    });
}
function hookNewStringUTF() {
    Java.perform(function () {
        var modules = Process.enumerateModules();
        var newStringUTFAddr = null;
 
        for (var i = 0; i < modules.length; i++) {
            var module = modules[i];
            try {
                var symbols = module.enumerateSymbols();
                for (var j = 0; j < symbols.length; j++) {
                    if (symbols[j].name.indexOf("NewStringUTF") >= 0) {
                        newStringUTFAddr = symbols[j].address;
                        console.log("Found NewStringUTF in module: " + module.name + " at: " + newStringUTFAddr + " with name: " + symbols[j].name);
                        break;
                    }
                }
            } catch (e) {
                console.warn("Failed to enumerate symbols for module: " + module.name);
            }
            if (newStringUTFAddr) {
                break;
            }
        }

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最后于 2024-5-28 09:40 被Shangwendada编辑 ，原因：
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大佬，能否分享个样本呢
2024-5-28 09:22
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你瞒我瞒 大佬，能否分享个样本呢
放在附件啦
2024-5-28 09:40
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你瞒我瞒 大佬，能否分享个样本呢
最后于 2024-5-28 09:45 被Shangwendada编辑 ，原因：
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目前还没有分析出具体原因，后续发现了会继续更新帖子
2024-5-28 09:47
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Shangwendada 放在附件啦
谢谢，下载了附件输入了flag{12345678901234567890123456789012}没有崩溃提示wrong。
2024-5-29 16:57
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你瞒我瞒 谢谢，下载了附件输入了flag{12345678901234567890123456789012}没有崩溃[em_14]提示wrong。
是的，我在开头提到过，部分手机不会崩溃
2024-5-29 18:01
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Shangwendada 是的，我在开头提到过，部分手机不会崩溃
复现了AOSP12-pixel3不会，Android13官方系统pixel6，正确长度格式第一行不会崩溃，多按一次按钮就崩溃。05-30 09:53:25.042 15057 15057 F DEBUG   : uid: 10279
05-30 09:53:25.042 15057 15057 F DEBUG   : tagged_addr_ctrl: 0000000000000001 (PR_TAGGED_ADDR_ENABLE)
05-30 09:53:25.042 15057 15057 F DEBUG   : signal 6 (SIGABRT), code -1 (SI_QUEUE), fault addr --------
05-30 09:53:25.042 15057 15057 F DEBUG   : Abort message: 'JNI DETECTED ERROR IN APPLICATION: input is not valid Modified UTF-8: illegal continuation byte 0x43
05-30 09:53:25.042 15057 15057 F DEBUG   :     string: '�Cx�w'
05-30 09:53:25.042 15057 15057 F DEBUG   :     input: '0xc7 <0x43> 0x07 0x78 0x1d 0x7f 0xe5 0x77'
05-30 09:53:25.042 15057 15057 F DEBUG   :     in call to NewStringUTF
05-30 09:53:25.042 15057 15057 F DEBUG   :     from java.lang.String com.example.re11113.jni.getkey()'
05-30 09:53:25.042 15057 15057 F DEBUG   :     x0  0000000000000000  x1  00000000000039c8  x2  0000000000000006  x3  0000007fd0d59dc0
05-30 09:53:25.042 15057 15057 F DEBUG   :     x4  5151441f43445342  x5  5151441f43445342  x6  5151441f43445342  x7  7f7f7f7f7f7f7f7f
05-30 09:53:25.042 15057 15057 F DEBUG   :     x8  00000000000000f0  x9  00000076672979e0  x10 0000000000000001  x11 00000076672d9370
05-30 09:53:25.042 15057 15057 F DEBUG   :     x12 000000000000473d  x13 000000000000015a  x14 0000007fd0d58be0  x15 000000074337fa42
05-30 09:53:25.042 15057 15057 F DEBUG   :     x16 0000007667346d50  x17 0000007667321eb0  x18 000000767865a000  x19 00000000000039c8
05-30 09:53:25.042 15057 15057 F DEBUG   :     x20 00000000000039c8  x21 00000000ffffffff  x22 00000073c5215000  x23 000000000000000b
05-30 09:53:25.042 15057 15057 F DEBUG   :     x24 0000007fd0d59f98  x25 0000007678063000  x26 0000007678063000  x27 0000000000000002
05-30 09:53:25.042 15057 15057 F DEBUG   :     x28 0000007fd0d5a7f0  x29 0000007fd0d59e40
05-30 09:53:25.042 15057 15057 F DEBUG   :     lr  00000076672c91c8  sp  0000007fd0d59da0  pc  00000076672c91f4  pst 0000000000001000
05-30 09:53:25.042 15057 15057 F DEBUG   : backtrace:
05-30 09:53:25.042 15057 15057 F DEBUG   :       #00 pc 00000000000531f4  /apex/com.android.runtime/lib64/bionic/libc.so (abort+164) (BuildId: dc4001c2ef2dfc23467040797a96840c)
05-30 09:53:25.042 15057 15057 F DEBUG   :       #01 pc 00000000006d2a4c  /apex/com.android.art/lib64/libart.so (art::Runtime::Abort(char const*)+704) (BuildId: d307dc6adc4105b5e392ad710770385d)
05-30 09:53:25.042 15057 15057 F DEBUG   :       #02 pc 0000000000016ea8  /apex/com.android.art/lib64/libbase.so (android::base::SetAborter(std::__1::function<void (char const*)>&&)::$_3::__invoke(char const*)+80) (BuildId: 420d56eac27a210c92900f3ddb760c86)
05-30 09:53:25.042 15057 15057 F DEBUG   :       #03 pc 0000000000016450  /apex/com.android.art/lib64/libbase.so (android::base::LogMessage::~LogMessage()+352) (BuildId: 420d56eac27a210c92900f3ddb760c86)
05-30 09:53:25.042 15057 15057 F DEBUG   :       #04 pc 0000000000445224  /apex/com.android.art/lib64/libart.so (art::JavaVMExt::JniAbort(char const*, char const*)+1612) (BuildId: d307dc6adc4105b5e392ad710770385d)
05-30 09:53:25.042 15057 15057 F DEBUG   :       #05 pc 00000000003292a4  /apex/com.android.art/lib64/libart.so (art::JavaVMExt::JniAbortV(char const*, char const*, std::__va_list)+108) (BuildId: d307dc6adc4105b5e392ad710770385d)
05-30 09:53:25.042 15057 15057 F DEBUG   :       #06 pc 000000000048d59c  /apex/com.android.art/lib64/libart.so (art::(anonymous namespace)::ScopedCheck::AbortF(char const*, ...) (.__uniq.99033978352804627313491551960229047428)+144) (BuildId: d307dc6adc4105b5e392ad710770385d)
05-30 09:53:25.042 15057 15057 F DEBUG   :       #07 pc 0000000000453804  /apex/com.android.art/lib64/libart.so (art::(anonymous namespace)::ScopedCheck::Check(art::ScopedObjectAccess&, bool, char const*, art::(anonymous namespace)::JniValueType*) (.__uniq.99033978352804627313491551960229047428)+3932) (BuildId: d307dc6adc4105b5e392ad710770385d)
05-30 09:53:25.042 15057 15057 F DEBUG   :       #08 pc 00000000005cbb94  /apex/com.android.art/lib64/libart.so (art::(anonymous namespace)::CheckJNI::NewStringUTF(_JNIEnv*, char const*) (.__uniq.99033978352804627313491551960229047428.llvm.7740520650885256591)+192) (BuildId: d307dc6adc4105b5e392ad710770385d)
05-30 09:53:25.042 15057 15057 F DEBUG   :       #09 pc 00000000000021e4  /data/app/~~9Utdaw0X5V98d6siE81kRA==/com.example.re11113-POnDDkNb6UF7kwVDA6YKzw==/lib/arm64/libSecret_entrance.so (Java_com_example_re11113_jni_getkey+504) (BuildId: f4e4adeea9bf275a7b45d8a84851f159242ef093)
05-30 09:53:25.042 15057 15057 F DEBUG   :       #10 pc 0000000000440554  /apex/com.android.art/lib64/libart.so (art_quick_generic_jni_trampoline+148) (BuildId: d307dc6adc4105b5e392ad710770385d)
05-30 09:53:25.042 15057 15057 F DEBUG   :       #11 pc 0000000000209398  /apex/com.android.art/lib64/libart.so (nterp_helper+152) (BuildId: d307dc6adc4105b5e392ad710770385d)
2024-5-30 09:55
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Shangwendada
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依旧是NewStringUTF传参抛出的异常，现在就是不知道这个传参从何而来，程序正常逻辑传的参数应该是正确的UTF8字符
2024-5-30 10:02
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Shangwendada
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你瞒我瞒 复现了AOSP12-pixel3不会，Android13官方系统pixel6，正确长度格式第一行不会崩溃，多按一次按钮就崩溃。05-30 09:53:25.042 15057 15057 F DEBU ...
依旧是NewStringUTF传参抛出的异常，现在就是不知道这个传参从何而来，程序正常逻辑传的参数应该是正确的UTF8字符
2024-5-30 10:03
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这题是真的抽象，arm64v8的那个有混淆，armv7的没有混淆，部分手机能跑通，大部分手机跑不通
2024-5-31 23:34
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