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[11700] 2017-08-24_360加固保关键技术浅析

文档创建者：s7ckTeam
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最后更新：2025-01-18
2017-08-24_360加固保关键技术浅析 3 6 0 加 固 保 关 键 技 术 浅 析 a n d r o i d d o n g j i a n   F r e e B u f   2 0 1 7 - 0 8 - 2 4 * 本 文 作 者 ： a n d r o i d d o n g j i a n （ 微 信 号 ： a n d r o i d d o n g j i a n ） ， 属 于 F r e e B u f 原 创 奖 励 计 划 ， 禁 止 转 载 0   写 在 前 面 写 在 前 面 阅 读 本 文 需 要 您 有 阅 读 本 文 需 要 您 有 E L F 和 和 D E X 文 件 结 构 等 相 关 背 景 知 识 。 为 避 免 翻 译 习 惯 不 同 带 来 歧 义 ， 一 些 术 语 会 使 用 英 文 文 件 结 构 等 相 关 背 景 知 识 。 为 避 免 翻 译 习 惯 不 同 带 来 歧 义 ， 一 些 术 语 会 使 用 英 文 描 述 。 本 文 所 用 的 描 述 。 本 文 所 用 的 A P K 样 本 地 址 点 我 下 载 ， 版 本 ： 样 本 地 址 点 我 下 载 ， 版 本 ： 3 2 . 1 ， 文 件 大 小 ： ， 文 件 大 小 ： 9 , 7 7 0 , 4 6 7 字 节 。 字 节 。 图   1 图 1 描 述 的 是 3 6 0 加 固 保 技 术 方 案 示 意 图 ， 序 号 表 示 其 执 行 的 先 后 次 序 。 除 原 D E X 外 ， 剩 余 的 组 件 均 为 3 6 0 加 固 保 所 添 加 。 更 准 确 点 ， 原 D E X 和 A n d r o i d M a n i f e s t . x m l 里 也 被 添 加 了 代 码 。 壳 E L F 来 源 于 独 立 的 s o 文 件 。 图 中 原 D E X 和 辅 助 D E X 之 间 还 有 一 段 数 据 。 1   城 门 洞 开 迎 司 马 城 门 洞 开 迎 司 马 一 般 而 言 ， 加 固 后 的 A P K 都 会 加 入 一 些 干 扰 信 息 ， 破 坏 反 编 译 工 具 的 正 常 运 行 。 最 新 版 本 的 3 6 0 加 固 保 是 个 例 外 ， 壳 D E X 和 壳 E L F 都 可 以 静 态 反 编 译 。 其 原 因 可 能 有 二 ： 首 先 ， 反 编 译 工 具 的 不 断 完 善 ， 能 轻 松 绕 过 其 中 的 干 扰 信 息 ； 其 次 ， 真 正 有 用 的 数 据 都 已 被 加 密 。 与 其 花 精 力 构 造 无 用 的 反 编 译 陷 阱 ， 不 如 集 中 力 量 保 护 好 重 要 数 据 。 各 种 A P K 加 固 方 案 在 技 术 选 择 上 可 能 不 尽 相 同 ， 但 它 们 都 有 一 个 共 同 的 理 论 基 础 — — 被 加 密 的 目 标 数 据 足 够 安 全 。 安 全 到 静 态 反 编 译 无 法 提 取 完 整 的 目 标 数 据 。 如 果 该 基 础 被 攻 破 ， 那 么 整 个 加 固 方 案 都 将 如 流 沙 上 的 高 楼 轰 然 倒 塌 。 既 然 3 6 0 加 固 保 大 门 不 设 防 ， 纵 使 里 面 没 有 太 多 可 用 信 息 ， 我 们 还 是 进 入 略 探 其 究 竟 。 1 . 1   D E X 文 件 静 态 分 析 文 件 静 态 分 析
图   2 解 析 壳 D E X 文 件 ， 如 图 2 。 其 中 m a p   i t e m 个 数 是 1 6 ， 简 单 计 算 可 获 得 壳 D E X 文 件 大 小 为 0 x 3 b 1 8 ， 小 于 当 前 文 件 大 小 0 x 1 d 3 4 d 4 。 图   3 图 3 所 示 壳 D E X 文 件 被 插 入 的 额 外 数 据 。 看 到 重 复 出 现 的 5 2 ， 很 容 易 让 人 联 想 这 是 用 0 x 5 2 异 或 简 单 加 密 后 的 数 据 。 反 编 译 壳 D E X 文 件 后 可 以 获 得 两 条 信 息 。 首 先 在 A n d r o i d M a n i f e s t . x m l 设 置 a p p l i c a t i o n 为 c o m . s t u b . S t u b A p p ， 以 确 保 A P P 启 动 时 加 固 代 码 首 先 获 得 执 行 机 会 ； 其 次 ， S t u b A p p 根 据 C P U 架 构 加 载 相 应 的 s o 文 件 ， 把 执 行 权 转 移 至 更 为 安 全 的 n a t i v e 代 码 。 在 S t u b A p p 类 中 声 明 了 上 百 个 n a t i v e 函 数 ， 不 过 只 有 几 个 有 用 ， 这 也 算 是 首 次 释 放 烟 雾 弹 ， 来 个 下 马 威 。 1 . 2   E L F 文 件 静 态 分 析 文 件 静 态 分 析 3 6 0 加 固 保 的 壳 E L F 以 独 立 s o 文 件 存 在 ， 文 件 名 为 l i b j i a g u . s o （ 不 同 C P U 架 构 对 应 不 同 的 s o 文 件 ） 。 壳 E L F 比 较 老 实 ， 各 种 元 数 据 都 保 持 完 整 ， 可 以 轻 松 反 汇 编 。 图 4 是 该 文 件 的 部 分 s e c t i o n   h e a d e r s 数 据 。
图   4 图 4 所 示 的 . i n i t _ a r r a y s e c t i o n 在 壳 E L F 文 件 偏 移 0 x 0 3 0 b e c 保 存 2 个 函 数 指 针 ， 值 为 0 x 5 f 4 1 和 0 x 5 f 8 5 （ 见 图 5 ） 。 显 然 二 者 都 是 T h u m b 指 令 函 数 入 口 ， 但 o b j d u m p . e x e 把 它 们 当 作 A R M 指 令 反 汇 编 了 （ 见 图 6 ） 。 不 过 也 难 怪 出 错 ， 壳 E L F 的 确 包 含 了 两 种 指 令 ， 这 会 给 动 态 调 试 增 加 难 度 。 主 E L F 则 只 使 用 T h u m b 指 令 。 图   5 图   6 再 仔 细 查 看 图 4 ， 还 会 发 现 ， . b m p 和 . m i p s 这 两 个 名 字 和 编 译 / 链 接 器 备 案 的 s e c t i o n 名 字 有 点 差 别 。 . c o m p i l e r 看 起 来 很 正 统 ， 但 实 际 它 们 3 个 s e c t i o n 都 是 一 伙 的 ， 主 E L F 就 散 落 在 此 处 。 系 统 加 载 E L F 文 件 时 并 不 需 要 s e c t i o n h e a d e r s 信 息 ， 但 为 何 l i b j i a g u . s o 还 保 留 着 ？ 问 题 先 搁 一 边 ， 下 文 再 解 释 。 2   改 门 换 庭 变 新 颜 改 门 换 庭 变 新 颜 根 据 安 卓 A P P 启 动 流 程 ， 派 生 于 a p p l i c a t i o n 的 c o m . s t u b . S t u b A p p 最 先 获 得 执 行 。 稍 加 判 断 C P U 架 构 ， 便 开 始 加 载 壳 E L F （ 见 图 7 ） 。
图   7 上 文 所 述 ， 既 然 . i n i t _ a r r a y 不 为 空 ， 那 么 其 指 向 的 函 数 将 最 先 被 执 行 ， 比 J N I _ O n L o a d 还 要 早 一 步 。 . i n i t _ a r r a y 至 少 完 成 下 列 操 作 ： ①   初 始 化 一 些 字 符 串 ； ②   D y n a m i c   s e c t i o n 清 零 ； ③   把 . b m p 、 . c o m p i l e r 和 . m i p s 三 者 数 据 整 体 向 后 （ 高 地 址 ） 移 0 x 1 0 0 0 。 这 样 ， 一 来 恢 复 了 各 个 s e c t i o n 原 始 面 貌 ； 二 者 顺 带 用 “ 随 机 数 据 ” 覆 盖 后 面 的 . c o m m e n t 至 . s h s t r t a b 各 个 s e c t i o n ， 自 然 文 件 最 后 的 s e c t i o n   h e a d e r s 未 能 幸 免 。 至 此 ， 在 J N I _ O n L o a d 执 行 前 ， . i n i t _ a r r a y 既 恢 复 了 后 续 需 要 使 用 的 数 据 ， 又 擦 除 了 相 关 s e c t i o n 数 据 。 目 的 相 当 明 确 ， 破 坏 门 庭 ， 杜 绝 通 过 p r o g r a m h e a d e r s 和 s e c t i o n   h e a d e r s 登 堂 入 室 。 3   三 板 斧 头 挡 去 路 三 板 斧 头 挡 去 路 . i n i t _ a r r a y 完 成 后 ， D V M 虚 拟 机 稍 作 初 始 化 ， 便 调 用 J N I _ O n L o a d 。 大 幕 开 启 。 壳 E L F 毫 不 客 气 ， 一 上 来 就 通 过 反 射 调 用 相 关 接 口 获 取 设 备 的 I M E I 、 m o d e l 、 C P U _ A B I 、 S D K _ I N T 、 / p r o c / v e r s i o n 、 S E R I A L 和 M A C 等 等 一 些 关 键 参 数 。 接 着 遍 历 / p r o c / s e l f / m a p s ， 找 到 / s y s t e m / b i n / l i n k e r 后 ， 将 该 文 件 再 次 映 射 进 内 存 。 例 行 的 反 动 态 调 试 来 了 。 为 增 加 难 度 ， 先 在 一 些 函 数 间 随 机 跳 转 随 机 次 数 ， 然 后 打 开 / p r o c / s e l f / s t a t u s ， 提 取 T r a c e r P i d ， 又 随 机 在 几 个 函 数 间 跳 转 N 次 后 才 把 T r a c e r P i d 转 换 为 整 数 进 行 判 断 。 若 T r a c e r P i d 值 不 为 零 ， 调 用 r a i s e ( 9 ) 自 杀 。 若 为 零 正 常 ， 也 继 续 跳 转 N 次 后 才 关 闭 / p r o c / s e l f / s t a t u s 文 件 。 判 断 是 否 存 在 I D A 的 动 态 调 试 端 口 （ 0 0 0 0 0 0 0 0 : 5 D 8 A ） 的 过 程 依 然 如 此 ， 在 打 开 文 件 / p r o c / n e t / t c p ， 读 取 数 据 ， 关 闭 文 件 各 个 操 作 间 插 入 大 量 的 函 数 跳 转 。 两 个 文 件 名 平 常 使 用 A 5 异 或 后 保 存 ， 使 用 时 才 临 时 在 c a l l s t a c k 中 恢 复 真 正 的 名 称 。 很 显 然 ， 整 个 判 断 过 程 给 动 态 调 试 设 置 了 巨 大 的 障 碍 。 还 有 ， 想 在 o p e n 或 f o p e n 下 断 点 的 童 鞋 就 不 要 守 株 待 兔 了 ， 因 为 这 两 个 文 件 没 有 通 过 常 规 系 统 调 用 来 打 开 。 整 个 文 件 读 取 过 程 正 如 迷 雾 中 窜 出 两 只 猛 虎 ， 瞬 间 把 猎 物 叼 走 。 究 竟 在 哪 打 开 文 件 ？ 请 大 家 自 行 思 考 。 即 使 通 过 了 上 面 两 关 ， 还 有 第 三 板 斧 头 接 踵 而 来 。 通 过 判 断 运 行 时 间 来 识 别 是 否 处 于 调 试 状 态 。 一 旦 超 时 ， 依 然 r a i s e ( 9 ) 自 杀 。
4   袖 里 乾 坤 显 真 身 袖 里 乾 坤 显 真 身 走 到 这 里 ， 环 境 已 基 本 安 全 ， 可 以 释 放 出 主 E L F 了 。 主 E L F 寄 宿 在 壳 E L F 的 s e c t i o n 中 ， 需 要 借 助 s e c t i o n h e a d e r s 才 能 准 确 定 位 ， 这 就 是 壳 E L F 为 何 保 留 s e c t i o n   h e a d e r s 的 缘 故 。 整 个 定 位 过 程 在 . i n i t _ a r r a y 完 成 ， 因 此 之 后 才 可 以 用 “ 随 机 ” 数 据 覆 盖 s e c t i o n   h e a d e r s 。 主 E L F 是 先 被 压 缩 再 加 密 后 放 置 于 壳 E L F 的 s e c t i o n 中 ， 释 放 过 程 先 解 密 ， 然 后 再 解 压 缩 。 图   8 解 密 解 压 缩 后 的 数 据 见 图 8 ， 主 E L F 的 头 部 和 p r o g r a m h e a d e r s 都 使 用 B 2 做 了 简 单 的 异 或 加 密 。 主 E L F 截 掉 了 S e c t i o n h e a d e r s ， 因 为 它 不 像 壳 E L F 那 样 需 要 定 位 s e c t i o n 来 获 取 数 据 。 壳 E L F 是 在 j a v a 环 境 通 过 调 用 l o a d L i b r a r y 来 加 载 执 行 的 。 而 主 E L F 因 安 全 考 虑 不 能 通 过 d l o p e n 方 式 加 载 ， 因 此 壳 E L F 只 能 自 己 解 析 主 E L F 来 加 载 后 者 。 加 载 过 程 比 较 简 单 ， 针 对 每 一 个 主 E L F 的 重 定 位 符 号 ， 遍 历 主 E L F 依 赖 的 l i b 文 件 ， 找 到 实 际 地 址 后 填 充 至 主 E L F 的 G O T 表 。 最 后 ， 给 各 个 p r o g r a m s e g m e n t 设 置 好 相 应 权 限 ， 主 E L F 就 算 安 家 落 户 了 。 主 E L F 也 提 供 类 似 . i n i t _ a r r a y 功 能 ， 供 壳 E L F 在 加 载 完 前 者 后 调 用 做 些 简 单 处 理 。 5   布 下 八 卦 迷 魂 阵 布 下 八 卦 迷 魂 阵 主 E L F 还 是 遵 循 N D K ， 提 供 J N I _ O n L o a d 函 数 作 为 执 行 入 口 。 这 个 函 数 在 主 壳 E L F 模 式 下 不 是 必 须 的 ， 其 存 在 的 原 因 应 该 是 为 了 主 E L F 可 以 独 立 开 发 调 试 。 然 后 两 个 开 发 小 组 小 小 偷 懒 一 下 ， 就 不 再 定 义 新 的 内 部 接 口 ， 仍 继 续 沿 用 J N I _ O n L o a d 作 为 主 壳 E L F 间 接 口 。 主 E L F 承 担 功 能 繁 重 ， 还 需 要 负 责 与 j a v a 世 界 沟 通 。 因 此 一 开 始 就 注 册 n a t i v e 函 数 ， 如 图 9 。 回 头 再 比 较 c o m . s t u b . S t u b A p p 声 明 的 那 堆 n a t i v e 接 口 ， 现 在 就 简 洁 多 了 。
图   9 5 . 1   定 位 壳 定 位 壳 D E X 原 D E X 数 据 保 存 在 壳 D E X ， 因 此 首 要 任 务 是 找 到 壳 D E X 。 通 过 遍 历 m a p s ， 根 据 / d e v / a s h m e m / d a l v i k - c l a s s e s . d e x ， a p k @ c l a s s e s . d e x ， 或 者 . o d e x 特 征 寻 找 壳 D E X 的 内 存 地 址 。 通 过 匹 配 a p k @ c l a s s e s . d e x 找 到 已 加 载 到 内 存 且 优 化 后 的 d e x 文 件 。 比 较 头 部 m a g i c 数 据 d e y n 确 认 为 优 化 后 的 d e x 文 件 。 为 了 确 保 是 自 家 的 壳 D E X ， 3 6 0 加 固 保 在 额 外 添 加 的 D E X 数 据 头 部 也 加 了 m a g i c 。 如 图 3 ， 3 b 1 8 地 址 指 向 的 4 个 字 节 即 为 m a g i c 。 更 进 一 步 ， 该 地 址 的 数 据 可 以 用 I n t e r n a l D e x e s H e a d e r 结 构 来 描 述 ， 如 图 1 0 上 半 部 分 。 图   1 0 即 使 壳 E L F 在 前 面 已 经 极 力 保 护 执 行 环 境 安 全 ， 但 此 时 主 E L F 仍 不 放 心 ， 在 释 放 核 心 数 据 前 布 下 迷 魂 阵 — — 回 调 壳 E L F 的 一 些 函 数 十 多 万 次 ， 尽 力 摆 脱 可 能 存 在 的 跟 踪 者 。 5 . 2   解 析 配 置 数 据 解 析 配 置 数 据 参 见 图 1 、 图 3 、 图 1 0 ， 配 置 数 据 就 是 I n t e r n a l D e x e s H e a d e r 结 构 后 面 的 数 据 ， 也 是 用 单 字 节 异 或 加 密 。 配 置 数 据 实 际 上 就 是 一 个 键 值 数 组 ， 结 构 可 以 描 述 为 K e y V a l H e a d e r ， 见 图 1 0 下 半 部 分 。 它 们 可 以 简 单 分 为 两 类 ： 一 类 是 原 A P K 的 一 些 元 数 据 ， 例 如 a c t i v i t y N a m e 、 A p k - m d 5 、 C h e c k S u m 、 签 名 值 和 加 固 时 间 等 。 使 用 这 些 元 数 据 来 防 止 二 次 打 包 。 另 一 类 是 3 6 0 加 固 保 自 身 的 一 些 元 数 据 和 配 置 数 据 ， 例 如 j i a g u V e r s i o n （ 当 前 版 本 1 . 3 . 7 . 3 ） ， s t u b A p p N a m e ， 是 否 上 报 c r a s h , ， 是 否 支 持 X 8 6 ， 是 否 直 接 升 级 等 等 。 其 中 f a s t L e v e l 标 识 压 缩 等 级 是 否 为 快 速 压 缩 ， 在 解 压 缩 D E X 数 据 时 使 用 。 还 有 一 些 如 u p d a t e 等 配 置 数 据 由 辅 助 D E X 所 使 用 。 5 . 3   释 放 原 释 放 原 D E X 和 辅 助 和 辅 助 D E X 确 认 数 据 完 整 后 ， 将 开 始 释 放 原 D E X 和 辅 助 D E X 了 。
这 两 个 D E X 的 定 位 方 法 和 配 置 数 据 一 样 ， 在 各 自 头 部 用 明 文 描 述 了 自 身 大 小 ， 这 样 从 I n t e r n a l D e x e s H e a d e r 开 始 就 可 以 方 便 定 位 原 D E X 和 辅 助 D E X 。 开 了 两 个 线 程 ， 同 时 对 这 两 个 D E X 进 行 解 密 和 解 压 缩 。 两 次 p t h r e a d _ c r e a t e 之 后 又 调 用 p t h r e a d _ j o i n ， 强 制 主 线 程 和 子 线 程 间 串 行 化 。 这 样 做 逻 辑 上 和 直 接 函 数 调 用 是 一 样 的 ， 但 使 用 多 线 程 可 以 充 分 利 用 多 核 来 加 快 释 放 速 度 。 这 两 个 D E X 的 数 据 都 先 经 过 等 长 解 密 后 再 进 行 解 压 缩 。 加 密 算 法 应 该 是 D E S （ 不 一 定 正 确 ， 没 有 进 一 步 深 入 研 究 ） ； 密 钥 在 本 地 ； D E X 和 主 E L F 二 者 的 解 压 缩 使 用 不 同 的 接 口 。 6   偷 梁 换 柱 龙 转 凤 偷 梁 换 柱 龙 转 凤 D E X 文 件 已 准 备 好 ， 就 待 加 载 到 D V M 。 （ 本 文 不 讨 论 A R T 方 式 ） 通 过 c o m / s t u b / S t u b A p p - > g e t C l a s s L o a d e r - >   p a t h L i s t - >   d e x E l e m e n t s - >   d e x F i l e - > l o a d D e x 接 口 加 载 A P K 文 件 / d a t a / a p p / c o m . f d s k . b f l e - 1 . a p k 。 根 据 D V M 分 配 的 m C o o k i e 值 ， 用 原 D E X 文 件 替 代 a p k 文 件 即 可 。 这 充 分 利 用 了 M u l t i D e x 技 术 ， 具 体 细 节 请 参 考 安 卓 系 统 相 关 源 码 。 最 后 ， 没 有 忘 记 修 改 D E X 的 m a g i c ， 以 避 免 通 过 ” d e x ” 特 征 遍 历 内 存 定 位 D E X 。 至 此 ， 主 要 工 作 已 经 完 成 ， 主 E L F 和 壳 E L F 连 续 退 出 J N I _ O n L o a d ， 执 行 权 回 到 D V M ， 继 续 执 行 一 个 的 j n i n a t i v e 函 数 S t u b A p p . i n t e r f a c e 5 。 该 函 数 主 要 检 查 一 些 配 置 信 息 ， 提 取 a p p 的 p a c k a g e n a m e 。 之 后 ， 执 行 权 转 移 至 原 A P P 的 m a i n   a c t i v i t y ， 3 6 0   加 固 保 在 该 类 添 加 了 一 行 s t a t i c 代 码 ， 如 图 1 1 。 于 是 继 续 进 入 j n i   n a t i v e 函 数 S t u b A p p . i n t e r f a c e 1 1 。 图   1 1 7   结 语 结 语 安 卓 A P P 加 固 ， 即 使 加 持 了 各 种 强 悍 的 保 护 措 施 ， 但 囿 于 安 卓 体 系 架 构 ， 也 难 免 留 下 阿 克 琉 斯 之 踵 。 限 于 篇 幅 ， 个 中 细 节 不 展 开 分 析 。 * 本 文 作 者 ： a n d r o i d d o n g j i a n （ 微 信 号 ： a n d r o i d d o n g j i a n ） ， 属 于 F r e e B u f 原 创 奖 励 计 划 ， 禁 止 转 载
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