前言

​ 一眨眼就到春节了,好久没有写文章了,趁着新年空闲,赶紧把自己折腾了一段时间的东西整理了一下。在折腾的过程中,碰到了不少问题,感谢大佬们的帮助。目前这个工具不算是怎么完善吧,但是感觉能凑合使用了,剩下的部分在使用中再慢慢完善吧,其中部分代码我会开源,其实感觉实现的核心并不怎么复杂。算是一个萌新学习定制ROM过程的一个作品把。而且还有个调试超级慢的BUG,如果有大佬知道是啥原因,还请指导一下。万分感谢。

感谢

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FartExt

​ 详细的介绍请看:FartExt之优化更深主动调用的FART10

​ FartExt是我之前学习脱壳实践时做的一个自动脱壳机,是基于FART的主动调用思想实现对特定的抽取壳进行优化处理的工具。由于原本的FART没有配置相关的,所以我增加了配置对指定app脱壳。大致就是对FART的简单优化。由于感觉当时做的功能并不怎么完善,所以只是短暂的放了下载地址,就删掉了。不知道有没有人实际使用。使用的效果到底咋样。现在放出开源代码。

github:FartExt

MikRom

​ 首先回顾一下当时FartExt文章最后的思考部分

整个流程梳理完成后,我们可以由此来借鉴来思考延伸一下。

比如,包装一些属于自己的系统层api调用。便于我们使用xposed或者是frida来调用一些功能。

再比如,加载应用时,读取配置文件作为开关,我们来对网络流量进行拦截写入保存,或者对所有的jni函数调用,或者是java函数调用进行trace。这种就属于是rom级别的打桩。

再比如,可以做一个应用来读写作为开关的配置文件,而rom读取配置文件后,对一些流程进行调整。例如控制FART是否使用更深调用。控制是否开启rom级别的打桩。

以上纯属个人瞎想。刚刚入门,想的有点多,以后了解更深了,我再看看如何定制一个专属的rom逆向集合

​ MikRom就是当时个人瞎想的成果,做一个Rom层面的逆向工具,为我们提供比较常用的插桩、注入、脱壳等一系列功能。下面列上目前MikRom中包含的功能

  • 内核修改过反调试
  • 开启硬件断点
  • USB调试默认连接
  • 脱壳(黑名单、白名单过滤、更深的主动调用链)
  • ROM打桩(ArtMethod调用、RegisterNative调用、JNI函数调用)
  • frida持久化(支持listen,wait,script三种模式)
  • 支持自行切换frida-gadget版本
  • 反调试(通过sleep目标函数,再附加进程来过掉起始的反调试)
  • trace java函数(smali指令的trace)
  • 内置dobby注入
  • 注入so
  • 注入dex(实现对应的接口触发调用。目前还未测试)

github:MikRom

MikManager

​ 由于功能做的更加复杂了,我们自行编辑配置文件不再那么方便了,所以我特地做了一个界面化的工具来操作。最后将我们的设置保存到文件,然后MikRom会在打开app时读取文件,解析后做对应的操作。MikManager就是用来管理这个配置的。界面较为简陋,如果对MikRom感兴趣的,但是感觉我的界面太丑,也可以自己编写一个界面管理工具。我正向开发比较渣,所以代码较为粗糙。不过目前使用没啥问题。

github:MikManager

开发的始末

​ 虽然功能不是很多,但是做这个工具却折腾了我很长的时间,这里我将记录下这样一个简陋的Rom工具开发的历程,由于并不是很清楚其他大佬是如何处理的,所以有些功能都是我不断的试错中找到的方案。在试错的过程中,走了不少弯路,希望能帮到一些小伙伴。如果我采用的方案犯了什么比较低级的错误,还请大佬能指点一下。另外有大佬说,做越简单化的工具,越危险。如果有什么和谐的风险或者是法律的问题,还请联系我进行修改。

编译版本

​ 早先FartExt我采用的是aosp10r2的源码进行修改编译。后来有同学觉得界面太简陋了,看起来就像山寨系统。确实如此,然后我就参考了hanbingle老师在Fart脱壳王使用的rom,选择了PixelExperience来进行修改。编译的marlin版本,测试手机是pixel XL。

参考文章:https://blog.csdn.net/weixin_42443075/article/details/118084535

​ 上面是我当时编译参考的文章。另外在编译PixelExperience时编译碰到错误,需要修改build/blueprint/Blueprints

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bootstrap_go_package {
name: "blueprint-pathtools",
pkgPath: "github.com/google/blueprint/pathtools",
deps: [
"blueprint-deptools",
],
srcs: [
"pathtools/lists.go",
"pathtools/fs.go",
"pathtools/glob.go",
],
testSrcs: [
//修改处,这里的内容删掉
],
}

​ 另外一个问题就是这个rom居然没法在mac进行编译,最后没办法只能用ubuntu来开发了。

配置管理优化

​ 最早先在FartExt中的配置是我们自己在/data/local/tmp/中写入一个fext.config的文件,然后在应用启动过程中的handleBindApplication调用时,解析这个配置文件,来决定是否要脱壳。而现在配置更加复杂了,我们需要使用一个app来对配置进行管理生成,而app没有对/data/local/tmp写入文件的权限。所以我们这里就有了一个简单的需求,要将配置文件落地到一个所有应用都有权限访问的地方。

​ 有人就要说了,我们可以落地到sdcard,是的,早期我就是这么干的。配置文件落地到sdcard后,所有的app要使用功能,就必须先打开sdcard,并且,由于我使用的rom版本是安卓10的,而安卓10中,你想要直接访问sdcard的任意目录,是需要设置requestLegacyExternalStorage="true"。所以这就导致了,即使我们不嫌麻烦,每个想处理的app都打开sdcard,也会出现有些app无法访问到配置文件。

​ 在这里我使用的方案是,创建一个系统服务,这个系统服务提供一个读和写的函数,然后通过调用系统服务将配置文件落地到/data/system/目录中,然后每个应用打开时再通过这个系统服务来读取配置。

添加系统服务

​ 这个系统服务目前主要就是为配置管理提供读写权限。可能这样干会有些漏洞的问题,不过我这个rom本身就是逆向使用的工具,而面向正常用户,所以就暂时不考虑漏洞问题了。

参考文章:Android AOSP 添加系统服务【aidl接口服务】Java层

参考文章:android 10 添加系统服务步骤

​ 下面贴上我定义的系统服务

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interface IMikRom
{
//读取文件
String readFile(String path);
//写入文件
void writeFile(String path,String data);
//执行shell命令
String shellExec(String cmd);
}

​ 至于详细的读写方法我就不贴了,就是和android正常的读写文件处理一样。我就说一下在这里我碰到的坑,我按照参考文章一样的方式做完之后,发现无法找到服务,但是service list|grep mikrom是可以匹配到我自己定义的服务的。最后经过排查日志发现selinux提示缺少了find权限,于是我修改文件system/sepolicy/public/untrusted_app.te,内容如下

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type untrusted_app, domain;
type untrusted_app_27, domain;
type untrusted_app_25, domain;
allow untrusted_app mikrom_service:service_manager find;
allow untrusted_app_27 mikrom_service:service_manager find;
allow untrusted_app_25 mikrom_service:service_manager find;

最后成功找到服务,将配置文件写入到了/data/system/目录中。

这里我只简单的贴一下相关

MikManager的写入的相关代码

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//获取服务
public class ServiceUtils {
private static IMikRom iMikRom = null;
public static IMikRom getiMikRom() {
if (iMikRom == null) {
try {
Class localClass = Class.forName("android.os.ServiceManager");
Method getService = localClass.getMethod("getService", new Class[] {String.class});
if(getService != null) {
Object objResult = getService.invoke(localClass, new Object[]{"mikrom"});
if (objResult != null) {
IBinder binder = (IBinder) objResult;
iMikRom = IMikRom.Stub.asInterface(binder);
}
}
} catch (Exception e) {
Log.d("MikManager",e.getMessage());
e.printStackTrace();
}
}
return iMikRom;
}
}
//将json数据保存到指定路径
public static void SaveMikromConfig(List<PackageItem> packageList){
Log.e(ConfigUtil.TAG,"SaveMikromConfig");
Gson gson = new Gson();
String savejson=gson.toJson(packageList);
try {
ServiceUtils.getiMikRom().writeFile(ConfigUtil.configPath,savejson);
} catch (RemoteException e) {
Log.e(ConfigUtil.TAG,"writeConfig err:"+e.getMessage());
}
}

MikRom中读取数据

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private static IMikRom iMikRom=null;
public static IMikRom getiMikRom() {
if (iMikRom == null) {
try {
Class localClass = Class.forName("android.os.ServiceManager");
Method getService = localClass.getMethod("getService", new Class[] {String.class});
if(getService != null) {
Object objResult = getService.invoke(localClass, new Object[]{"mikrom"});
if (objResult != null) {
IBinder binder = (IBinder) objResult;
iMikRom = IMikRom.Stub.asInterface(binder);
}
}
} catch (Exception e) {
Log.d("MikManager",e.getMessage());
e.printStackTrace();
}
}
return iMikRom;
}

public static String getMikConfig(){
try {
IMikRom mikrom=getiMikRom();
if(mikrom==null){
return "";
}
return mikrom.readFile("/data/system/mik.conf");
} catch (RemoteException e) {
e.printStackTrace();
}
return "";
}

测试的配置文件内容如下

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[{"appName":"crackme","breakClass":"","dexClassName":"","dexPath":"","enabled":true,"fridaJsPath":"","gadgetArm64Path":"","gadgetPath":"","isDeep":false,"isDobby":false,"isInvokePrint":false,"isJNIMethodPrint":true,"isRegisterNativePrint":false,"isTuoke":false,"packageName":"com.kanxue.crackme","port":0,"sleepNativeMethod":"","soPath":"","traceMethod":"","whiteClass":"","whitePath":""}]

到这里第一步的优化就完成了,读写配置成功脱离了对sdcard的权限依赖,以及能全局应用都可以访问到。具体的详细相关代码可参考我放出的部分源码。

脱壳相关优化

​ 由于我走向了另外一条偏向更易于使用的优化方向,所以关于脱壳的关键部分我并没有做什么优化,所以如果脱壳需求较大的朋友可以考虑看看hanbingle大佬的脱壳王是否能满足需求。

​ 我对脱壳的优化主要分为两点,由于FartExt当时的脱壳结果保存是在sdcard中,所以对于权限有一定依赖,所以我优化掉了这块的依赖,让我们不用再手动开启sdcard权限,也能保存下脱壳结果。另外一点就是当时如果是抽取壳的情况,我们需要拿出两个文件来手动修复一下。我这里也优化了一下,会直接将函数执行完的dex重新再保存一份,这样就无需我们再手动修复了。当然同时也保留了原本的做法,仍然保存大佬说的几个重要元素。

优化1方案:解决sdcard权限问题

​ 我尝试了很多种办法来避免我们手动开启sdcard权限的情况下保存脱壳结果文件。最后测试成功了两种办法。这两种办法我都简单说下。

​ 第一种办法,我们直接将数据可以写入应用本身的内部空间中。也就是/data/data/<PackageName>中。但是这样有权限写入,但是没有root的话就无法访问到保存的结果了,当然没有root的情况也是能访问到应用内部数据的。我们可以通过命令run-as <PackageName>来直接进入应用数据内部。但是也有人会问,如果对方应用没有开启debuggable,不就没办法使用run-as了吗?这就是改Rom的优势所在了。我们可以直接修改PackageParser中的函数parseBaseApplication。在里面为我们默认打开debuggable即可。这样即使对方没有设置,在加载xml的时候,也会打开这个功能。

​ 第二种办法,既然第一个办法最后可以直接改xml为我们默认打开debuggable,那么我们解决sdcard权限,也可以修改PackageParser中的函数parseBaseApplication来直接打开sdcard权限。不过由于安卓10的特殊性,即使打开了sdcard权限,也只能在sdcard中自己的目录写入数据,所以使用这个办法时,脱壳结果应保存在/sdcard/Android/data/<PackageName>/目录中。

​ 下面贴上相关的代码,其中包含了两种解决方案

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//这里我判断如果非系统应用才增加这些权限
if((ai.flags&ApplicationInfo.FLAG_SYSTEM)!=1){
//试错中发现,开启这些权限的时候,有个google和message相关的进程会崩溃,所以过滤一下
if(!ai.packageName.contains("google") && !ai.packageName.contains("message")){
//下面是sdcard权限开启,以及debuggable权限开启。如果担心检测,可以关掉debuggable的默认开启
ai.privateFlags |= ApplicationInfo.PRIVATE_FLAG_REQUEST_LEGACY_EXTERNAL_STORAGE;

ai.flags |= ApplicationInfo.FLAG_EXTERNAL_STORAGE;

ai.flags |= ApplicationInfo.FLAG_DEBUGGABLE;
// Debuggable implies profileable
ai.privateFlags |= ApplicationInfo.PRIVATE_FLAG_PROFILEABLE_BY_SHELL;
}
}

优化2方案:解决抽取壳在脱壳完成后还需要手动修复

​ 在优化这个问题前,首先要意识到为什么会需要手动修复,当我们理解了大佬的处理之后,就发现hanbingle大佬为了避免每个函数主动调用都将dex给保存,所以只有文件不存在的时候才保存。也就意味着我们保存的dex是第一个主动调用执行时的dex。如果这个抽取壳是必须函数执行后才会恢复的,那么后面的函数在这个保存dex中都依然是被抽取的。FART的做法是将codeitem保存出来后,然后再修复。所以我将这里优化了一下。

​ 知道问题所在后,优化的思路就清晰了,我采用了比较简单的一种优化方式,就是每个dex文件保存时,将这个dex的地址以及长度给保存下来。最后在所有主动调用完成时,重新将所有dex文件再保存一次。下面看看优化后的相关代码

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//存放dex的指针和长度
static std::map<void*,size_t> dex_map;

//主动调用函数的dump处理
extern "C" void dumpArtMethod(ArtMethod* artmethod) REQUIRES_SHARED(Locks::mutator_lock_) {
...
int dexfilefp=open(dexfilepath,O_RDONLY,0666);
///dex文件存在则不处理,避免主动调用每次都要重新保存dex
if(dexfilefp>0){
close(dexfilefp);
dexfilefp=0;
}else{
LOG(ERROR) << "mikrom ArtMethod::dumpdexfilebyArtMethod save dex_map";
//将这个地址给保存下来
dex_map.insert(std::pair<void*,size_t>((void*)begin_,size_));
int fp=open(dexfilepath,O_CREAT|O_APPEND|O_RDWR,0666);
...
}
}
//主动调用完成时,重新保存到文件名<dexSize>_dexfile_repair.dex中
extern "C" void dumpDexOver() REQUIRES_SHARED(Locks::mutator_lock_) {
if(dex_map.size()<=0){
LOG(ERROR) << "mikrom dumpDexOver dex_map.size()<=0";
return;
}
char *dexfilepath=(char*)malloc(sizeof(char)*1000);
LOG(ERROR) << "mikrom ArtMethod::dumpDexOver";
int result=0;
char* packageName=ArtMethod::GetPackageName();
std::map<void*, size_t>::iterator iter;
for(iter = dex_map.begin(); iter != dex_map.end(); iter++) {
void* begin_=iter->first;
size_t size_=iter->second;
int size_int_=(int)size_;
memset(dexfilepath,0,1000);
sprintf(dexfilepath,"/sdcard/Android/data/%s/files/dump",packageName);
mkdir(dexfilepath,0777);
memset(dexfilepath,0,1000);
sprintf(dexfilepath,"/sdcard/Android/data/%s/files/dump/%d_dexfile_repair.dex",packageName,size_int_);
int dexfilefp=open(dexfilepath,O_RDONLY,0666);
if(dexfilefp>0){
close(dexfilefp);
dexfilefp=0;

}else{
int fp=open(dexfilepath,O_CREAT|O_APPEND|O_RDWR,0666);
if(fp>0)
{
result=write(fp,(void*)begin_,size_);
if(result<0)
{
LOG(ERROR) << "mikrom ArtMethod::dumpDexOver,open dexfilepath error";
}
fsync(fp);
close(fp);
memset(dexfilepath,0,1000);
}
}
}
if(dexfilepath!=nullptr)
{
free(dexfilepath);
dexfilepath=nullptr;
}
}

最后生成的_repair.dex文件就是无需再修复的了,如果想要手动修复按照原来的方式也可以。当然,如果主动调用未能成功跑完,这个repair文件也是不会生成的。

新增功能

1、修改内核反调试

​ 关于修改内核反调试已经有相当多的文章讲解了,我这里也是和他们用的同一个方案,基本都是根据正向检测调试的方式,来进行反调试,当然如果有人用其他方式来判断是否被调试,这个反调试就无效了。详细的过反调试原理可以看参考文章。

参考文章:修改内核源码绕过反调试检测(Android10)

​ 虽然我改了。但是没测试效果咋样。修改的代码如下,kernel/google/marlin/fs/proc/array.c

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static const char * const task_state_array[] = {
"R (running)", /* 0 */
"S (sleeping)", /* 1 */
"D (disk sleep)", /* 2 */
"S (sleeping)", /* 4 */ //这里之前是 "T (stopped)",
"S (sleeping)", /* 8 */ //这里之前是 "t (tracing stop)"
"X (dead)", /* 16 */
"Z (zombie)", /* 32 */
};

static inline void task_state(struct seq_file *m, struct pid_namespace *ns,
struct pid *pid, struct task_struct *p)
{
struct user_namespace *user_ns = seq_user_ns(m);
struct group_info *group_info;
int g;
struct fdtable *fdt = NULL;
const struct cred *cred;
pid_t ppid = 0, tpid = 0;
struct task_struct *leader = NULL;

rcu_read_lock();
if (pid_alive(p)) {
struct task_struct *tracer = ptrace_parent(p);
if (tracer)
tpid = task_pid_nr_ns(tracer, ns);
ppid = task_tgid_nr_ns(rcu_dereference(p->real_parent), ns);
leader = p->group_leader;
}
//这个直接强制改tpid为0。
tpid=0;
cred = get_task_cred(p);
...
}

当对方检测/proc/<pid>/status文件时,获取到的TracerPid就会一直是0,并且应用的状态不会出现stoppedtracing stop。下面是status的部分内容

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Name:    .kanxue.crackme
State: S (sleeping)
Tgid: 12142
Pid: 12142
PPid: 545
TracerPid: 0
Uid: 10027 10027 10027 10027
Gid: 10027 10027 10027 10027
Ngid: 0
FDSize: 128
Groups: 9997 20027 50027
VmPeak: 5657524 kB
VmSize: 5210040 kB

还有一处修改文件是kernel/google/marlin/fs/proc/base.c

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static int proc_pid_wchan(struct seq_file *m, struct pid_namespace *ns,
struct pid *pid, struct task_struct *task)
{
unsigned long wchan;
char symname[KSYM_NAME_LEN];

wchan = get_wchan(task);

if (lookup_symbol_name(wchan, symname) < 0)
if (!ptrace_may_access(task, PTRACE_MODE_READ_FSCREDS))
return 0;
else
return seq_printf(m, "%lu", wchan);
else
if(strstr(symname,"trace")){ //这里是新增的,如果符号名称包含trace,就固定改成sys_epoll_wait
return seq_printf(m,"%s","SyS_epoll_wait");
}
return seq_printf(m, "%s", symname);
}

2、sleep反调试

​ 通过sleep的反调试方式是在看雪高研班中学习到的,据说这个办法可以过掉一些在前期检测的native的反调试。思路就是需要调试的JNI函数执行前会调用JniMethodStart,那么我们只要在这里进行判断,如果这个函数是目标函数,就sleep睡眠若干秒。在睡眠期间,我们再调试附加上即可。相关代码如下

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extern uint32_t JniMethodStart(Thread* self) {
JNIEnvExt* env = self->GetJniEnv();
DCHECK(env != nullptr);
uint32_t saved_local_ref_cookie = bit_cast<uint32_t>(env->GetLocalRefCookie());
env->SetLocalRefCookie(env->GetLocalsSegmentState());
ArtMethod* native_method = *self->GetManagedStack()->GetTopQuickFrame();
// TODO: Introduce special entrypoint for synchronized @FastNative methods?
// Or ban synchronized @FastNative outright to avoid the extra check here?
DCHECK(!native_method->IsFastNative() || native_method->IsSynchronized());
const char* methodname=native_method->PrettyMethod().c_str();
if(ArtMethod::GetDebugMethod()!=nullptr && strlen(ArtMethod::GetDebugMethod())>0){
if(strstr(methodname,ArtMethod::GetDebugMethod())!=nullptr){
std::ostringstream oss1;
oss1<< "fartext JniMethodStart methodname:"<<methodname<<" wait debug sleep 60...";
LOG(ERROR)<<oss1.str();
sleep(60);
}
}
if (!native_method->IsFastNative()) {
// When not fast JNI we transition out of runnable.
self->TransitionFromRunnableToSuspended(kNative);
}
return saved_local_ref_cookie;
}

3、ROM级打桩

​ 这个其实没什么难的,在关键的函数位置直接打印即可。我只讲一下jni的打桩部分,我查资料的时候看到了两种做法,第一种是打印jni部分是在jni函数中找比较通用的调用函数,例如InvokeVirtualOrInterfaceWithJValues、InvokeWithVarArgs、InvokeWithJValues,然后在里面加上打印。第二种就是像jnitracer一样,通过偏移,找到所有的函数指针,然后再包装处理,比如加一个外层函数调用。由于我c++非常烂,所以我采用最笨的方法,我写了几个较为通用的打印函数,jni_internal.cc中的所有我关心的jni函数,就调用各自对应的打印函数。下面贴上我的例子。

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void ShowVarArgs(const ScopedObjectAccessAlreadyRunnable& soa,
const char* jniMethod,
jmethodID mid,
va_list args){
if(ArtMethod::IsJNIMethodPrint()){
ArtMethod* method = jni::DecodeArtMethod(mid);
uint32_t shorty_len = 0;
const char* shorty =
method->GetInterfaceMethodIfProxy(kRuntimePointerSize)->GetShorty(&shorty_len);
JValue result;
ArgArray arg_array(shorty, shorty_len);
arg_array.VarArgsShowArg(soa, args,jniMethod,method->PrettyMethod().c_str());
}
}
void ShowJValue(const ScopedObjectAccessAlreadyRunnable& soa,
const char* jniMethod,
jmethodID mid,
const jvalue* args){
if(ArtMethod::IsJNIMethodPrint()){
ArtMethod* method = jni::DecodeArtMethod(mid);
uint32_t shorty_len = 0;
const char* shorty =
method->GetInterfaceMethodIfProxy(kRuntimePointerSize)->GetShorty(&shorty_len);
JValue result;
ArgArray arg_array(shorty, shorty_len);
arg_array.JValuesShowArg(soa, args,jniMethod,method->PrettyMethod().c_str());
}
}

void ShowJniField(const char* jniMethodName,jfieldID field) {
if(ArtMethod::IsJNIMethodPrint()){
ArtField* f = jni::DecodeArtField(field);
std::ostringstream oss;
oss << "mikrom jni "<<jniMethodName<<"\t"<<ArtField::PrettyField(f);
LOG(ERROR)<<oss.str();
}
}

void ShowArgStr(const char* jniMethod,const char* str1,const char* str2){
if(ArtMethod::IsJNIMethodPrint()){
std::ostringstream oss;
if(str1!=nullptr && str2!=nullptr){
oss << "mikrom jni "<<jniMethod<<"\t"<<str1<<"\t"<<str2;
}else if(str1!=nullptr ){
oss << "mikrom jni "<<jniMethod<<"\t"<<str1;
}else{
oss << "mikrom jni "<<jniMethod;
}
LOG(ERROR)<<oss.str();
}
}

处理完判断部分,接下来就是对于参数的打印部分了,这里我只处理了下将字符串参数打印出来,其他特殊的参数我就没有处理了。

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void VarArgsShowArg(const ScopedObjectAccessAlreadyRunnable& soa,
va_list ap,const char* jniMethodName,const char* methodName)
REQUIRES_SHARED(Locks::mutator_lock_) {
std::stringstream ss;
ss << "mikrom jni "<<jniMethodName<<"\t"<<methodName<<"\t";
for (size_t i = 1; i < shorty_len_; ++i) {
switch (shorty_[i]) {
case 'Z':
case 'B':
case 'C':
case 'S':
case 'I':
ss<<"arg"<<i<<":"<<va_arg(ap, jint)<<"\t";
break;
case 'F':
ss<<"arg"<<i<<":"<<va_arg(ap, jdouble)<<"\t";
break;
case 'L':{
jobject obj=va_arg(ap, jobject);
ObjPtr<mirror::Object> receiver =soa.Decode<mirror::Object>(obj);
if(receiver==nullptr){
LOG(ERROR)<<"mikrom "<<jniMethodName<<" receiver =nullptr";
break;
}
ObjPtr<mirror::Class> cls=receiver->GetClass();
if (cls->DescriptorEquals("Ljava/lang/String;")){
ObjPtr<mirror::String> argStr =soa.Decode<mirror::String>(obj);
ss<<"arg"<<i<<":"<<(const char*)argStr->GetValue();
}else{
ss<<"arg"<<i<<":"<<receiver<<"\t";
}
break;
}
case 'D':
ss<<"arg"<<i<<":"<<va_arg(ap, jdouble)<<"\t";
break;
case 'J':
ss<<"arg"<<i<<":"<<va_arg(ap, jlong)<<"\t";
break;
}
}
LOG(ERROR) << ss.str();
}

void JValuesShowArg(const ScopedObjectAccessAlreadyRunnable& soa,
const jvalue* args,const char * jniMethodName,const char* methodName)
REQUIRES_SHARED(Locks::mutator_lock_) {
std::stringstream ss;
ss << "mikrom jni "<<jniMethodName<<"\t"<<methodName<<"\t";
for (size_t i = 1, args_offset = 0; i < shorty_len_; ++i, ++args_offset) {
switch (shorty_[i]) {
case 'Z':
ss<<"arg"<<i<<":"<<args[args_offset].z<<"\t";
break;
case 'B':
ss<<"arg"<<i<<":"<<args[args_offset].b<<"\t";
break;
case 'C':
ss<<"arg"<<i<<":"<<args[args_offset].c<<"\t";
break;
case 'S':
ss<<"arg"<<i<<":"<<args[args_offset].s<<"\t";
break;
case 'I':
FALLTHROUGH_INTENDED;
case 'F':
ss<<"arg"<<i<<":"<<args[args_offset].i<<"\t";
break;
case 'L':{
jobject obj=args[args_offset].l;
ObjPtr<mirror::Object> receiver =soa.Decode<mirror::Object>(obj);
if(receiver==nullptr){
LOG(ERROR)<<"mikrom "<<jniMethodName<<" receiver =nullptr";
break;
}
ObjPtr<mirror::Class> cls=receiver->GetClass();
if (cls->DescriptorEquals("Ljava/lang/String;")){
ObjPtr<mirror::String> argStr =soa.Decode<mirror::String>(obj);
ss<<"arg"<<i<<":"<<(const char*)argStr->GetValue();
}else{
ss<<"arg"<<i<<":"<<receiver<<"\t";
}
break;
}
case 'D':
FALLTHROUGH_INTENDED;
case 'J':
ss<<"arg"<<i<<":"<<args[args_offset].j<<"\t";
break;
}
}
LOG(ERROR) << ss.str();
}

搞定了封装部分,就看看调用部分是怎么使用的

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static jdouble CallDoubleMethodA(JNIEnv* env, jobject obj, jmethodID mid, const jvalue* args) {
CHECK_NON_NULL_ARGUMENT_RETURN_ZERO(obj);
CHECK_NON_NULL_ARGUMENT_RETURN_ZERO(mid);
ScopedObjectAccess soa(env);
//add
ShowJValue(soa,__FUNCTION__,mid,args);
//add end
return InvokeVirtualOrInterfaceWithJValues(soa, obj, mid, args).GetD();
}

static jfloat CallFloatMethod(JNIEnv* env, jobject obj, jmethodID mid, ...) {
va_list ap;
va_start(ap, mid);
ScopedVAArgs free_args_later(&ap);
CHECK_NON_NULL_ARGUMENT_RETURN_ZERO(obj);
CHECK_NON_NULL_ARGUMENT_RETURN_ZERO(mid);
ScopedObjectAccess soa(env);
//add
ShowVarArgs(soa,__FUNCTION__,mid,ap);
//add end
JValue result(InvokeVirtualOrInterfaceWithVarArgs(soa, obj, mid, ap));
return result.GetF();
}

到这里就搞定了jni的打印以及参数的打印,大多数调用我都打印了,由于我实战的少,所以可能会漏掉一些常用的打印,如果有发现什么比较有用的打印,也可以告诉我优化下。

4、frida-gadget持久化

​ 这个frida持久化的问题,论坛里面也发过一遍又一遍了。我也是参考他们的文章,然后测试优化。先贴上参考文章。

参考文章:ubuntu 20.04系统AOSP(Android 11)集成Frida

参考文章:从0开始实现一个简易的主动调用框架

​ 不过我的加载时机和他的不太一样,并且我扩展了可自行切换frida-gadget的版本,默认集成到系统中的版本是15.1,如果你喜欢用14.2的版本,可以自己上传到手机进行切换,如果你想不root的情况下,也可以通过MikManager设置切换的版本。下面贴上加载的部分代码。

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public static void loadGadget(){
String processName = ActivityThread.currentProcessName();
for(PackageItem item : mikConfigs){
if(item.packageName.equals(processName)){
try{
boolean flag=true;
if(item.fridaJsPath.length()<=0){
continue;
}
String configPath="/data/data/"+processName+"/libfdgg.config.so";
String configPath2="/data/data/"+processName+"/libfdgg32.config.so";
if(item.fridaJsPath.equals("listen")||item.fridaJsPath.equals("listen_wait")){
WriteConfig(configPath,item.fridaJsPath,item.port);
WriteConfig(configPath2,item.fridaJsPath,item.port);
}else{
File file = new File(item.fridaJsPath);
if(!file.exists()){
file = new File( "/data/data/" + processName +"/"+file.getName());
}
if(!file.exists()){
Log.e("mikrom", "initConfig package:" + processName+" frida js path:"+item.fridaJsPath+" not found");
continue;
}
WriteConfig(configPath,item.fridaJsPath,item.port);
WriteConfig(configPath2,item.fridaJsPath,item.port);
}
String tagPath = "/data/data/" + processName + "/libfdgg.so";//64位so的目录
String tagPath2 = "/data/data/" + processName + "/libfdgg32.so";//32位的so目录
//使用用户自己设置的gadget路径
if(item.gadgetPath!=null&&item.gadgetPath.length()>0){
mycopy(item.gadgetArm64Path, tagPath);//复制so到私有目录
mycopy(item.gadgetPath, tagPath2);
}else{
mycopy("/system/lib64/libfdgg.so", tagPath);//复制so到私有目录
mycopy("/system/lib/libfdgg.so", tagPath2);
}
int perm = FileUtils.S_IRWXU | FileUtils.S_IRWXG | FileUtils.S_IRWXO;
FileUtils.setPermissions(tagPath, perm, -1, -1);//将权限改为777
FileUtils.setPermissions(tagPath2, perm, -1, -1);
FileUtils.setPermissions(configPath, perm, -1, -1);
FileUtils.setPermissions(configPath2, perm, -1, -1);
File file1 = new File(tagPath);
File file2 = new File(tagPath2);
if (file1.exists()) {
Log.e("mikrom", "app: " +System.getProperty("os.arch"));//判断是64位还是32位
if (System.getProperty("os.arch").indexOf("64") >= 0) {
Log.e("mikrom", "initConfig package:" + processName+" frida js path:"+item.fridaJsPath+" load arch64");
System.load(tagPath);
file1.delete();//用完就删否则不会更新
} else {
Log.e("mikrom", "initConfig package:" + processName+" frida js path:"+item.fridaJsPath+" load 32");
System.load(tagPath2);
file2.delete();
}
}
Log.e("mikrom", "initConfig package:" + processName+" initConfig over");
}catch(Exception ex){
Log.e("mikrom", "initConfig package:" + processName+" frida js path:"+item.fridaJsPath+" load err:"+ex.getMessage());
}
break;
}
}
}

同时也是支持以三种模式加载gadget的,比如默认加载脚本,或者监听模式,也就是可以frida连接上去,或者是监听并阻塞等待。不过我留意到,有些自己写的简单app似乎使用gadget注入似乎并不成功。好像需要app对native有什么实现才行。

5、so注入以及dobby的内置

​ 前面gadget的部分实际就是注入so了,但是前面的部分主要是针对gadget的注入相关处理的。我又特地单独处理了一下对so的注入,如果我们自己写了一个so想要单独注入进去也是可以的。为了方便演示,我特地将dobby内置进去。由于dobby是一个hook框架,并且没有注入功能,往往都是需要通过其他手段注入到应用中。所以我直接内置进来了。下面贴上相关代码

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public static void loadSo(String path){
String processName = ActivityThread.currentProcessName();
String fName = path.trim();
String fileName = fName.substring(fName.lastIndexOf("/")+1);
String tagPath = "/data/data/" + processName + "/"+fileName;//64位so的目录
mycopy(path, tagPath);
int perm = FileUtils.S_IRWXU | FileUtils.S_IRWXG | FileUtils.S_IRWXO;
FileUtils.setPermissions(tagPath, perm, -1, -1);//将权限改为777
File file = new File(tagPath);
if (file.exists()){
Log.e("mikrom", "load so:"+tagPath);
System.load(tagPath);
file.delete();//用完就删否则不会更新
}
}

//注入so
public static void loadConfigSo(){
String processName = ActivityThread.currentProcessName();
for(PackageItem item : mikConfigs){
if(!item.packageName.equals(processName))
continue;
if(item.soPath.length()<=0)
continue;

if(item.isDobby){
if(System.getProperty("os.arch").indexOf("64") >= 0) {
loadSo("/system/lib64/libdby_64.so");
}else{
loadSo("/system/lib/libdby.so");
}
}
String[] soList=item.soPath.split("\n");
for(String sopath :soList){
loadSo(sopath);
}
}
}

6、smali trace

​ 实际上这个功能在ROM中是有的,就是TraceExecution函数,只是需要控制打开就行了,但是必须走switch解释器执行才能执行到便于我们修改的地方。所以这个就有两个地方需要修改,第一个是判断打印的部分,第二个是强制以解释器执行的部分。下面看看我的修改部分

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static inline void TraceExecution(const ShadowFrame& shadow_frame, const Instruction* inst,
const uint32_t dex_pc)
REQUIRES_SHARED(Locks::mutator_lock_) {

if(shadow_frame.GetMethod()!=nullptr && ArtMethod::GetTraceMethod()!=nullptr&&strlen(ArtMethod::GetTraceMethod())>0){
const char* methodName=shadow_frame.GetMethod()->PrettyMethod().c_str();
if(strstr(methodName,ArtMethod::GetTraceMethod())) {
std::ostringstream oss;
oss << android::base::StringPrintf("mikrom smaliTrace 0x%x: ", dex_pc)
<< inst->DumpString(shadow_frame.GetMethod()->GetDexFile()) << "\t//";
for (uint32_t i = 0; i < shadow_frame.NumberOfVRegs(); ++i) {
uint32_t raw_value = shadow_frame.GetVReg(i);
ObjPtr<mirror::Object> ref_value = shadow_frame.GetVRegReference(i);
oss << android::base::StringPrintf(" vreg%u=0x%08X", i, raw_value);
if (ref_value != nullptr) {
if (ref_value->GetClass()->IsStringClass() &&
!ref_value->AsString()->IsValueNull()) {
oss << "/java.lang.String \"" << ref_value->AsString()->ToModifiedUtf8() << "\"";
} else {
oss << "/" << ref_value->PrettyTypeOf();
}
}
}
LOG(ERROR)<<oss.str();
}
}
}

另外就是强制以解释器执行的部分

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static inline JValue Execute(
Thread* self,
const CodeItemDataAccessor& accessor,
ShadowFrame& shadow_frame,
JValue result_register,
bool stay_in_interpreter = false,
bool from_deoptimize = false) REQUIRES_SHARED(Locks::mutator_lock_) {
DCHECK(!shadow_frame.GetMethod()->IsAbstract());
DCHECK(!shadow_frame.GetMethod()->IsNative());
...
if(ArtMethod::GetTraceMethod()!=nullptr && strlen(ArtMethod::GetTraceMethod())>0){

if(strstr(method->PrettyMethod().c_str(),ArtMethod::GetTraceMethod())){
std::ostringstream oss;
oss<< "mikrom Execute strstr:"<<method->PrettyMethod().c_str()<<"\t"<<ArtMethod::GetTraceMethod();
LOG(ERROR) <<oss.str();
return ExecuteSwitchImpl<false, false>(self, accessor, shadow_frame, result_register,false);
}
}

//add end
...
}

除了这里,在LinkerCode的地方也需要修改

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static void LinkCode(ClassLinker* class_linker,
ArtMethod* method,
const OatFile::OatClass* oat_class,
uint32_t class_def_method_index) REQUIRES_SHARED(Locks::mutator_lock_) {
...
const void* quick_code = method->GetEntryPointFromQuickCompiledCode();
bool enter_interpreter = class_linker->ShouldUseInterpreterEntrypoint(method, quick_code);
if(strlen(ArtMethod::GetTraceMethod())>0){
std::ostringstream oss;
oss<<"mikrom LinkCode method:"<<method->PrettyMethod().c_str();
LOG(ERROR)<<oss.str();
enter_interpreter=true;
}
...
}

变量enter_interpreter决定了是否使用解释器执行,如果是quick快速模式执行,将无法执行到我们修改的函数。最后测试发现,函数第一次调用的时候,是走的解释执行,成功打印出trace记录,第二次调用时,又被优化到快速模式执行了。不过我们已经拿到想要的结果了,我就不继续优化了。关于LinkCode这里的修改如果不理解的,可以看看下面的参考文章,里面有详细的流程图了。我就不重复了。

参考文章:将FART和Youpk结合来做一次针对函数抽取壳的全面提升

7、dex注入(未完成)

​ 这个功能我原本是想内置一个IO重定向,或者是内置一个Sandhook,然后直接通过配置勾选就能自动注入使用了。然后我们修改的dex直接注入进去即可使用。不过目前还没想好怎么设计里面的一些交互部分。所以只是简单的做了下注入的步骤。后续也不一定有时间继续实现,先暂时搁置把。

MikManager展示

使用说明

​ 操作起来非常简单,选择想要处理的应用,然后选择对应功能即可。记得勾选完后,回到应用栏目点保存,如果是要使用frida脚本,或者是要选择so,需要把文件放在sdcard中的对应应用的目录中。如果sdcard中没有对应目录,可以打开一下应用会自动生成的。

​ 脱壳功能的保存结果在/sdcard/Android/data/<PackageName>/dump中查看

​ 查看logcat输出日志统一搜索mikrom,jni调用的输出的格式如下

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2022-01-30 19:43:30.198 4105-4105/com.kanxue.crackme E/.kanxue.crackm: mikrom jni CallNonvirtualVoidMethodV    void java.lang.ClassNotFoundException.<init>(java.lang.String, java.lang.Throwable)    arg1:android.widget.ViewStubarg2:0x6fcc6f50    
2022-01-30 19:43:30.198 4105-4105/com.kanxue.crackme E/.kanxue.crackm: mikrom jni GetArrayLength
2022-01-30 19:43:30.198 4105-4105/com.kanxue.crackme E/.kanxue.crackm: mikrom jni GetStringUTFChars android.widget.ViewStub
2022-01-30 19:43:30.199 4105-4105/com.kanxue.crackme E/.kanxue.crackm: mikrom jni CallNonvirtualVoidMethodV void java.lang.ClassNotFoundException.<init>(java.lang.String, java.lang.Throwable) arg1:android.widget.ViewStubarg2:0x12c2a5e8
2022-01-30 19:43:30.199 4105-4105/com.kanxue.crackme E/.kanxue.crackm: mikrom jni GetStringUTFChars android.webkit.ViewStub
2022-01-30 19:43:30.199 4105-4105/com.kanxue.crackme E/.kanxue.crackm: mikrom jni NewStringUTF android.webkit.ViewStub
2022-01-30 19:43:30.199 4105-4105/com.kanxue.crackme E/.kanxue.crackm: mikrom jni CallObjectMethodV java.lang.Class java.lang.ClassLoader.loadClass(java.lang.String) arg1:android.webkit.ViewStub
2022-01-30 19:43:30.199 4105-4105/com.kanxue.crackme E/.kanxue.crackm: mikrom jni GetStringUTFChars android.webkit.ViewStub
2022-01-30 19:43:30.199 4105-4105/com.kanxue.crackme E/.kanxue.crackm: mikrom jni GetStringUTFChars android.webkit.ViewStub
2022-01-30 19:43:30.199 4105-4105/com.kanxue.crackme E/.kanxue.crackm: mikrom jni CallNonvirtualVoidMethodV void java.lang.ClassNotFoundException.<init>(java.lang.String, java.lang.Throwable) arg1:android.webkit.ViewStubarg2:0x6fcc6f50
2022-01-30 19:43:30.199 4105-4105/com.kanxue.crackme E/.kanxue.crackm: mikrom jni GetArrayLength

​ RegisterNative的输出格式如下

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2022-01-30 19:48:43.219 4576-4576/com.kanxue.crackme E/.kanxue.crackm: mikrom RomPrint RegisterNative name:boolean com.kanxue.crackme.MainActivity.jnicheck(java.lang.String) native_ptr:0x75a5735904 method_idx:568
2022-01-30 19:48:43.219 4576-4576/com.kanxue.crackme E/.kanxue.crackm: mikrom RomPrint RegisterNative name:boolean com.kanxue.crackme.MainActivity.crypt2(java.lang.String) native_ptr:0x75a5739750 method_idx:2

​ ArtInvoke的输出格式如下

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2022-01-30 19:50:16.247 4686-4686/com.kanxue.crackme E/.kanxue.crackm: mikrom [PerformCall] caller:boolean sun.misc.Unsafe.compareAndSwapInt(java.lang.Object, long, int, int)---called:boolean sun.misc.Unsafe.compareAndSwapInt(java.lang.Object, long, int, int)
2022-01-30 19:50:16.247 4686-4686/com.kanxue.crackme E/.kanxue.crackm: mikrom [PerformCall] caller:void android.graphics.Paint.nSetFlags(long, int)---called:void android.graphics.Paint.nSetFlags(long, int)
2022-01-30 19:50:16.247 4686-4686/com.kanxue.crackme E/.kanxue.crackm: mikrom [PerformCall] caller:int java.lang.String.hashCode()---called:int java.lang.String.hashCode()
2022-01-30 19:50:16.247 4686-4686/com.kanxue.crackme E/.kanxue.crackm: mikrom [PerformCall] caller:void android.graphics.Paint.nSetTextLocalesByMinikinLocaleListId(long, int)---called:void android.graphics.Paint.nSetTextLocalesByMinikinLocaleListId(long, int)
2022-01-30 19:50:16.247 4686-4686/com.kanxue.crackme E/.kanxue.crackm: mikrom [PerformCall] caller:void android.graphics.Paint.nSetDither(long, boolean)---called:void android.graphics.Paint.nSetDither(long, boolean)
2022-01-30 19:50:16.247 4686-4686/com.kanxue.crackme E/.kanxue.crackm: mikrom [PerformCall] caller:void android.graphics.Paint.nSetDither(long, boolean)---called:void android.graphics.Paint.nSetDither(long, boolean)

​ smali trace日志的输出结果如下

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2022-01-30 20:06:11.003 5157-5157/com.mik.miktest E/com.mik.miktes: mikrom smaliTrace 0x0: invoke-static {}, void com.mik.miktest.CommonTools.Test() // method@7    // vreg0=0x00000000 vreg1=0x00000000 vreg2=0x00000000 vreg3=0x00000000 vreg4=0x00000000 vreg5=0x00000001 vreg6=0x0000000F
2022-01-30 20:06:11.003 5157-5157/com.mik.miktest E/com.mik.miktes: mikrom smaliTrace 0x3: const-string v0, "MainActivity" // string@30 // vreg0=0x00000000 vreg1=0x00000000 vreg2=0x00000000 vreg3=0x00000000 vreg4=0x00000000 vreg5=0x00000001 vreg6=0x0000000F
2022-01-30 20:06:11.008 5157-5157/com.mik.miktest E/com.mik.miktes: mikrom smaliTrace 0x5: const-string v1, "TraceTest" // string@33 // vreg0=0x12C89670/java.lang.String "MainActivity" vreg1=0x00000000 vreg2=0x00000000 vreg3=0x00000000 vreg4=0x00000000 vreg5=0x00000001 vreg6=0x0000000F
2022-01-30 20:06:11.008 5157-5157/com.mik.miktest E/com.mik.miktes: mikrom smaliTrace 0x7: invoke-static {v0, v1}, int android.util.Log.i(java.lang.String, java.lang.String) // method@0 // vreg0=0x12C89670/java.lang.String "MainActivity" vreg1=0x12C896A8/java.lang.String "TraceTest" vreg2=0x00000000 vreg3=0x00000000 vreg4=0x00000000 vreg5=0x00000001 vreg6=0x0000000F
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2022-01-30 20:06:11.011 5157-5157/com.mik.miktest E/com.mik.miktes: mikrom smaliTrace 0x3a: return v0 // vreg0=0x0000001F vreg1=0x00000010 vreg2=0x0000000F vreg3=0x12C897A8/java.lang.String "TraceTest,15" vreg4=0x12C89758/java.lang.StringBuilder vreg5=0x00000001 vreg6=0x0000000F

​ so注入如果勾选自动注入dobby后,就会注入系统中自带的,如果你想注入自己编译的dobby,也可以在so注入里面导入dobby,注入顺序会默认按照导入顺序。

完结撒花

​ 整理一遍之后,感觉好像做了很多,又感觉好像也没搞点啥。也碰到很多问题让我一遍又一遍的编译测试。不过总算大致实现了当时的想法。后续应该不会有啥升级了。调转方向研究点其他东西了。如果以后内核功底深一些了,可能会回头扩展把。重要的事情再提一次,不知道修改到了art部分的哪个点,导致了调试超级慢,如果有大佬知道啥原因的,麻烦指导一下。