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[原创]基于被动调用的抽取壳脱壳方案分析与实现
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发表于: 2024-6-14 21:40
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这篇文章是基于上篇文章所总结知识点的抽取壳理论实践。
说到抽取壳脱壳机，FART算是很熟悉了，寒冰师傅的FART是ART环境下基于主动调用的自动化脱壳方案，FART关键的脱壳点是在ARTMethod::invoke，通过JNI函数主动遍历所有ArtMethod，在ARTMethod::invokedump下code_item中的数据。
通过之前对Dex加载流程，类加载流程，以及方法执行流程的总结，可以得知APP的Java方法的调用主要有两种，一是通过反射或JNI主动调用，二是通过自然调用路径，例如当APP被点击某个功能，Java方法就会被自然调用，FART的调用方法方式就是通过第一种方式，是所以是主动的方式。那存在被动调用吗，当APP被点击某个功能，Java方法就会被自然调用，如果脱壳机是在由系统触发的自然调用流程中进行被动脱壳，那么它就是基于被动调用的脱壳方案。
环境：Android 8.0
有了之前的理论基础，其实实现起来就比较简单了，之前分析了自然调用流程：art_quick_to_interpreter_bridge->artQuickToInterpreterBridge() → interpreter::EnterInterpreterFromEntryPoint() → interpreter::Execute()在这个流程中找一个合适的脱壳点添加脱壳机代码即可，脱壳机的代码其实用FART的即可因为脱Code_item的流程都是一样的，少了主动调用的代码。
先看下这个流程涉及的几个函数的入参
__artQuickToInterpreterBridge__这个函数的入参有两个ArtMethod，第二个是SP指针用于构造解释器调用栈帧，栈帧包含了方法运行时的局部变量、操作数栈和其他必要的信息。通过调用栈我们就可以获取当当前运行的方法的ArtMethod
__EnterInterpreterFromEntryPoint__两个参数一个当前线程指针，一个栈帧。
__Execute__Execute这里的参数就比较多了可以看到code_item直接被传过来了，还有shadow_frame。
看完这三个函数其实都可以做脱壳点，接下来开始添加脱壳代码把。
之前说了脱壳代码可以直接使用FART中的dumpArtMethod函数,因为ArtMethod对象的获取并不难，直接传入ArtMethod即可
到这一步的话脱壳机已经可以运行起来了，因为被动脱壳方案是在代码自然调用路径上，所以不需要构造主动调用代码。不过这里还可以进一步优化一下，因为是在自然调用路径所以系统的其他代码也可能会被一起脱下来，这样很影响效率，所以可以添加一段配置读取代码，在某个文件夹下放一个配置文件，文件里写要脱壳APP的包名。
这里选了一个企业版加固的APP来测试，企业版的加固抽取壳算是基本配置，这里不贴APP图片了。
先选一个要脱壳的地方，我选在了登录功能上，先把包名写到配置文件中去，然后启动APP，这里为了方便分析我打印了被调用函数，之后账号密码随便输入一下点登录，登录功能的脱壳就开始了，通过调用日志看一下，可以看到了名为LoginActivity的一些函数被调用比如LoginActivity.a()，从名字可以看出是用于登录的Activity组件，并且可以看到有的函数被混淆了，还有常用于发包的okhttp库的调用。
登录的主要逻辑主要是在OnClick()里看一下smali可以看到被抽取了codeitem
过滤一下包含LoginActivity的脱壳文件，可以看到3576752_ins_2543.bin,3576752_ins_2708.bin,3576752_classlist.txt以及3576752_dexfile.dex,这里还原抽取壳可以直接用FART的修复代码稍微修改一下。
修复前：
修复后：
可以看到我们点击登录功能后的函数被还原了。
基于被动脱壳的脱壳方案有一个明显的缺点，脱壳脱不完整，只能脱系统调用了的方法，不过这也算是它的优点，在分析APP算法的Java层的流程时可以快速定位被调用了的函数，以及发包方式，排除可疑代码的干扰，快速定位Hook点。
extern "C" uint64_t artQuickToInterpreterBridge(ArtMethod* method, Thread* self, ArtMethod** sp)
REQUIRES_SHARED(Locks::mutator_lock_) {
...
}extern "C" uint64_t artQuickToInterpreterBridge(ArtMethod* method, Thread* self, ArtMethod** sp)
REQUIRES_SHARED(Locks::mutator_lock_) {
...
}JValue EnterInterpreterFromEntryPoint(Thread* self, const DexFile::CodeItem* code_item,
ShadowFrame* shadow_frame) {
DCHECK_EQ(self, Thread::Current());
bool implicit_check = !Runtime::Current()->ExplicitStackOverflowChecks();
if (UNLIKELY(__builtin_frame_address(0) < self->GetStackEndForInterpreter(implicit_check))) {
ThrowStackOverflowError(self);
return JValue();
}
jit::Jit* jit = Runtime::Current()->GetJit();
if (jit != nullptr) {
jit->NotifyCompiledCodeToInterpreterTransition(self, shadow_frame->GetMethod());
}
return Execute(self, code_item, *shadow_frame, JValue());
}JValue EnterInterpreterFromEntryPoint(Thread* self, const DexFile::CodeItem* code_item,
ShadowFrame* shadow_frame) {
DCHECK_EQ(self, Thread::Current());
bool implicit_check = !Runtime::Current()->ExplicitStackOverflowChecks();
if (UNLIKELY(__builtin_frame_address(0) < self->GetStackEndForInterpreter(implicit_check))) {
ThrowStackOverflowError(self);
return JValue();
}
jit::Jit* jit = Runtime::Current()->GetJit();
if (jit != nullptr) {
jit->NotifyCompiledCodeToInterpreterTransition(self, shadow_frame->GetMethod());
}
return Execute(self, code_item, *shadow_frame, JValue());
}static inline JValue Execute( Thread* self,
const DexFile::CodeItem* code_item,
ShadowFrame& shadow_frame,
JValue result_register,
bool stay_in_interpreter = false) REQUIRES_SHARED(Locks::mutator_lock_) {
...
}static inline JValue Execute( Thread* self,
const DexFile::CodeItem* code_item,
ShadowFrame& shadow_frame,
JValue result_register,
bool stay_in_interpreter = false) REQUIRES_SHARED(Locks::mutator_lock_) {
...
}extern "C" void dumpArtMethod(ArtMethod* artmethod) REQUIRES_SHARED(Locks::mutator_lock_) {
char * dexfilepath = (char *) malloc(sizeof(char) * 1000);
if (dexfilepath==nullptr)
{
LOG(INFO) << "ArtMethod::dumpArtMethod,methodname:" << artmethod->PrettyMethod().c_str()
<< "malloc 1000 byte failed";
return;
}
int result=0;
int fcmdline =-1;
char szCmdline[64]= { 0 };
char szProcName[256] = { 0 };
int procid = getpid();
sprintf(szCmdline, "/proc/%d/cmdline", procid);
fcmdline = open(szCmdline, O_RDONLY, 0644);
if (fcmdline >0)
{
result = read(fcmdline, szProcName, 256);
szProcName[sizeof(szProcName) - 1] = '\0';
if (result < 0) {
LOG(ERROR) << "ArtMethod::dumpArtMethod,open cmdline file file error";
return;
}
close(fcmdline);
}
...
}extern "C" void dumpArtMethod(ArtMethod* artmethod) REQUIRES_SHARED(Locks::mutator_lock_) {
char * dexfilepath = (char *) malloc(sizeof(char) * 1000);
if (dexfilepath==nullptr)
{
LOG(INFO) << "ArtMethod::dumpArtMethod,methodname:" << artmethod->PrettyMethod().c_str()
<< "malloc 1000 byte failed";
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