APP 逆向,Frida 初体验,root 检测与加密字符串定位


app_reverse

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逆向目标

  • 设备:Google Pixel4,Android 10,已 root
  • APP:UnCrackable-Level1.apk(来源:https://github.com/OWASP/owasp-mastg/tree/master/Crackmes
  • APP 检测了 root,如果手机 root 了,会强制退出 APP,过了 root 检测后,还需要输入一个字符串进行校验。

安装 ADB

adb(Android Debug Bridge)即安卓调试桥,安装后可以在电脑上与手机进行交互,Android Studio 等工具里面会自带 adb,有时候我们并不想下载这么大的工具,所以这里介绍一下 Android SDK Platform-Tools,它是 Android SDK 的一个组件,它包括与 Android 平台交互的工具,主要是 adb 和 fastboot,官方下载地址:https://developer.android.com/studio/releases/platform-tools ,下载完成后将该目录添加到环境变量,USB 连接手机,手机上设置允许 USB 调试,使用命令 adb version 可查看版本信息,adb devices 可以查看当前连接的设备,如下图所示:

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安装 Frida

Frida 是一款基于 Python + JavaScript 的 Hook 与调试框架,首先电脑端使用命令 pip install frida-tools 安装 frida 模块(此命令默认会安装最新版的 frida 和 frida-tools,如),然后下载 frida-server,下载地址:https://github.com/frida/frida/releases

frida-server 要根据你电脑端安装的 frida 版本和手机的 CPU 架构来选择对应的,使用命令 frida --version 可以查看 frida 版本,使用命令 adb shell 进入手机,输入 getprop ro.product.cpu.abi 查看 CPU 架构,如下图所示,我这里 frida 是 15.2.2 版本,手机 CPU 为 arm64,所以我下载的是 frida-server-15.2.2-android-arm64.xz

某些 Android 低版本使用高版本 frida 可能有问题,遇到问题可尝试降低 frida 版本来解决。

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将下载好的 frida-server 使用 adb push 命令传到手机的 /data/local/tmp/ 目录下,并给予 777 读、写、执行的权限,然后直接运行 frida-server,正常不会有任何输出,当然也可以使用 & 等方式让其在后台运行。

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然后另开一个 cmd 使用命令 frida-ps -U 可查看手机进程,有输出则正常。

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逆向分析

使用 adb install 命令安装 UnCrackable-Level1.apk,打开该 APP,会检测到 root,出现 Root detected! 的提示,如下图所示:

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使用 JEB、JADX、GDA 等工具反编译 apk,直接搜索关键字 Root detected! 即可定位到检测的地方:

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可以看到图中有三个检测方法 c.a()c.b()c.c(),其中一个返回为真,则弹出 Root detected!,然后前面还有一个 onClick 方法,如果点击 OK 按钮,则触发 System.exit(0);,即退出 APP,先点进三个检测方法看看:

a() 方法通过检测 Android 系统环境变量中是否有 su 文件来判断是否被 root;

b() 方法通过检测 Build.TAGS 中是否包含字符串 test-keys 来判断是否被 root;

c() 方法通过检测指定路径下是否包含指定的文件来判断是否被 root。

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所以我们这里就有多种过掉检测的方法:

方法一:Hook 三个检测方法,让它们都返回 false,不再执行后续的 a 方法,就不会退出 APP 了:

Java.perform(
    function(){
        console.log("[*] Hook begin")
        var vantagePoint = Java.use("sg.vantagepoint.a.c")
        vantagePoint.a.implementation = function(){
            console.log("[*] Hook vantagepoint.a.c.a")
            this.a();
            return false;
        }
        vantagePoint.b.implementation = function(){
            console.log("[*] Hook vantagepoint.a.c.b")
            this.b();
            return false;
        }
        vantagePoint.c.implementation = function(){
            console.log("[*] Hook vantagepoint.a.c.c")
            this.c();
            return false;
        }
    }
)

方法二:Hook a() 方法,置空,什么都不做,不弹出对话框,也不退出 APP:

Java.perform(
    function(){
        console.log("[*] Hook begin")
        var mainActivity = Java.use("sg.vantagepoint.uncrackable1.MainActivity");
        mainActivity.a.implementation = function(){
            console.log("[*] Hook mainActivity.a")
        }
    }
)

方法三:Hook onClick() 方法,点击 OK 后不让其退出 APP,注意这里是内部类的 Hook 写法:

Java.perform(
    function(){
        console.log("[*] Hook begin")
        var mainActivity$1 = Java.use("sg.vantagepoint.uncrackable1.MainActivity$1");
        mainActivity$1.onClick.implementation = function(){
            console.log("[*] Hook mainActivity$1.onClick")
        }
    }
)

方法四:Hook System.exit() 方法,点击 OK 后不让其退出 APP:

Java.perform(
    function(){
        console.log("[*] Hook begin")
        var javaSystem = Java.use("java.lang.System");
        javaSystem.exit.implementation = function(){
            console.log("[*] Hook system.exit")
        }
    }
)

root 检测过掉之后,APP 还要输入一个字符串,输入错误会提示 That's not it. Try again.,如下图所示:

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分析 Java 代码,有一个 if-else 判断,obj 为输入的字符串,a.a(obj) 判断为真,就表示输入正确。

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跟到 a.a() 方法,可以看到 bArr 是内置的字符串,通过 equals() 方法比较输入的 str 是否和 bArr 相等:

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bArr 的值,主要经过 sg.vantagepoint.a.a.a() 方法处理后得到,继续跟进去可以发现是 AES 加密算法:

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这里就可以直接 Hook sg.vantagepoint.a.a.a(),直接拿到加密后的值,也就是我们要的正确字符串,由于这里返回的是 ASCII 码,所以我们还需要在 JavaScript 代码中使用 String.fromCharCode() 将其转换成正常字符,Hook 代码如下:

Java.perform(
    function(){
        var cryptoAES = Java.use("sg.vantagepoint.a.a");
        cryptoAES.a.implementation = function(bArr, bArr2){
            console.log("[*] Hook cryptoAES")
            var secret = "";
            var decryptValue = this.a(bArr, bArr2);
            console.log("[*] DecryptValue:", decryptValue)
            for (var i=0; i < decryptValue.length; i++){
              secret += String.fromCharCode(decryptValue[i]);
            }
            console.log("[*] Secret:", secret)
            return decryptValue;
        }
    }
)

运行 Hook 脚本有两种方式,一是结合 Python 使用,二是直接通过 frida 命令使用脚本,注入 Hook 代码也有个时机问题,有时候需要在 APP 启动就开始 Hook,有时候可以等 APP 启动加载完毕了再 Hook,本例中,过 root 检测的时候,如果采用第一、二种方法,即 Hook 三个检测方法或者 a 方法,那就需要在 APP 启动的时候就 Hook,如果采用第三、四种方法,即 Hook onClick() 或者 System.exit() 方法,那么等 APP 启动了再 Hook 也可以。

结合 Python 使用

首先来看一下结合 Python 怎么使用,JavaScript 代码如下(frida-hook.js):

/* ==================================
# @Time    : 2022-08-29
# @Author  : ITBOB.CN
# @FileName: frida-hook.js
# @Software: PyCharm
# ================================== */


Java.perform(
    function(){
        console.log("[*] Hook begin")

        // 方法一:Hook 三个检测方法,让它们都返回 false,不再执行后续的 a 方法,就不会退出 APP 了
        // var vantagePoint = Java.use("sg.vantagepoint.a.c")
        // vantagePoint.a.implementation = function(){
        //     console.log("[*] Hook vantagepoint.a.c.a")
        //     this.a();
        //     return false;
        // }
        // vantagePoint.b.implementation = function(){
        //     console.log("[*] Hook vantagepoint.a.c.b")
        //     this.b();
        //     return false;
        // }
        // vantagePoint.c.implementation = function(){
        //     console.log("[*] Hook vantagepoint.a.c.c")
        //     this.c();
        //     return false;
        // }

        // 方法二:Hook a() 方法,置空,什么都不做,不弹出对话框,也不退出 APP
        // var mainActivity = Java.use("sg.vantagepoint.uncrackable1.MainActivity");
        // mainActivity.a.implementation = function(){
        //    console.log("[*] Hook mainActivity.a")
        // }

        // 方法三:Hook onClick() 方法,点击 OK 后不让其退出 APP
        // var mainActivity$1 = Java.use("sg.vantagepoint.uncrackable1.MainActivity$1");
        // mainActivity$1.onClick.implementation = function(){
        //     console.log("[*] Hook mainActivity$1.onClick")
        // }

        // 方法四:Hook System.exit 方法,点击 OK 后不让其退出 APP
        var javaSystem = Java.use("java.lang.System");
        javaSystem.exit.implementation = function(){
            console.log("[*] Hook system.exit")
        }

        var cryptoAES = Java.use("sg.vantagepoint.a.a");
        cryptoAES.a.implementation = function(bArr, bArr2){
            console.log("[*] Hook cryptoAES")
            var secret = "";
            var decryptValue = this.a(bArr, bArr2);
            console.log("[*] DecryptValue:", decryptValue)
            for (var i=0; i < decryptValue.length; i++){
              secret += String.fromCharCode(decryptValue[i]);
            }
            console.log("[*] Secret:", secret)
            return decryptValue;
        }
    }
)

Python 代码如下(frida-hook.py):

# ==================================
# --*-- coding: utf-8 --*--
# @Time    : 2022-08-29
# @Author  : ITBOB.CN
# @FileName: frida-hook.py
# @Software: PyCharm
# ==================================


import sys
import frida


def on_message(message, data):
    if message['type'] == 'send':
        print("[*] {0}".format(message['payload']))
    else:
        print(message)


with open("./frida-hook.js", "r", encoding="utf-8") as fp:
    hook_string = fp.read()

# 方式一:attach 模式,已经启动的 APP
process = frida.get_usb_device(-1).attach("Uncrackable1")
script = process.create_script(hook_string)
script.on("message", on_message)
script.load()
sys.stdin.read()

# 方式二,spawn 模式,重启 APP
# device = frida.get_usb_device(-1)
# pid = device.spawn(["owasp.mstg.uncrackable1"])
# process = device.attach(pid)
# script = process.create_script(hook_string)
# script.on("message", on_message)
# script.load()
# device.resume(pid)
# sys.stdin.read()

Python 代码中,attach 模式 Hook 已经存在的进程,spawn 模式会重启 APP,启动一个新的进程并挂起,在启动的同时注入 frida 代码,适用于在进程启动前的一些 Hook,attach 模式传入的是 APP 名称,spawn 模式传入的是 APP 包名,查看 APP 名称和包名的方法有很多,这里介绍两个 frida 命令,frida-ps -Uai:列出安装的程序,frida-ps -Ua:列出正在运行中的程序,如下图所示,本例中 Uncrackable1 就是 APP 名称,owasp.mstg.uncrackable1 就是包名:

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运行 Python 代码,注意手机端也要启动 frida-server,过掉 root 检测后,先随便输入字符串,点击 VERIFY 就会 Hook 到正确的字符串为 I want to believe,再次输入正确的字符串,即可验证成功。

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frida 命令

不使用 Python,也可以直接使用 frida 命令来实现,和前面 Python 一样也有两种模式,同样的一个是 APP 名一个是包名:

frida -U Uncrackable1 -l .\frida-hook.js:attach 模式,APP 启动后注入 frida 代码;

frida -U -f owasp.mstg.uncrackable1 -l .\frida-hook.js --no-pause:spawn 模式,重启 APP,启动的同时注入 frida 代码。

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至此,我们完美绕过了 root 检测,并成功找到了正确的字符串。