Android逆向与安全——360 dex加固与脱壳

参考:https://zhuanlan.zhihu.com/p/566412180

前言

现在市面上对APP的安全合规管控越来越严格了，也就要求了APP在上架之前一定要做合规检测和加固处理。对APP就是加固的好处，可以提高APP的安全性，提高APP被逆向分析破解的门槛，同时通过加固保护可以提高过安全合规的检测。

由于APP加固技术不断被攻破情况，因此加固技术也是不断在快速迭代的过程。现在市面上的加固产品的还是比较多的，并且各个加固技术产品都有其各自优缺点，但是加固产品的所采用技术去有很多共性的地方。下面就对加固和脱壳对抗方案做些梳理总结。

Android 反编译的威胁

• 逆向分析: 漏洞挖掘、协议分析
• 二次打包: 盗版、破解、广告

保护方案

• 代码混淆:Java代码、C\C++带马甲、JS\HTML代码
• 应用加固:DEX文件、SO文件、资源文件

APP构建过程中用到的工具

编译流程

• java源码编译:通过javac将源码编译为.class文件
• 多dex分包:脚本将类根据一定规则划分到主dex和从dex中，生成配置文件
• proguard优化/混淆:对.class文件进行压缩、优化、混淆处理
• 转化为dex文件:dx\d8将.class文件转换为dex文件

DEX加固方案的演进

• 动态加载:从服务器动态加载业务的DEX
• DEX内存加载:模拟App启动的时候，将我们的壳、将业务DEX文件加载到内存中，然后通过一些处理方式，让DEX文件把Application启动起来，让应用认为和普通的启动方式是一样的 (缺点:DEX会暴露在内存中)
• DEX指令抽取:把DEX文件中的一些方法的指令抽取出来，然后在内存中开辟一段区域，然后将我们内存加载的DEX解析到相应的方法指令偏移的地方，方法指令的偏移指向我们开辟的一段内存里面。(缺点:不彻底)
• 虚拟机加固:我们通过自己实现一套虚拟机，将DEX方法的指令抽取出来，在运行的时候，我们的虚拟机里面就运行被抽取的一段指令。这样攻击者想要破解，首先必须要找到我们虚拟机的入口，将虚拟机整个逻辑还原出来，这样攻击成本相对比较高 (缺点:本身Android应用就运行在虚拟机里面，不论是Dalvik还是ART，增加个虚拟机，就会增加一层对应用运行时代码的解释执行操作，那么解释执行的效率会大大下降)
• JAVA2C:提升应用运行时的效率，我们的方法会转换为一层在Native(JNI)上实现的逻辑，最终通过JNI编译成so，这样的话在本地执行，而不是在虚拟机执行，执行效率会大大提升。

360加固与脱壳流程

360整体加固classes.dex后的apk程序的特点，以超信1.1.4版本为例。360加固以后，会在apk的assets文件的路径下增加两个文件libjiagu.so和libjiagu_x86.so以及修改原apk的AndroidManifest.xml文件的application标签增加两个元素。

360加固脱壳需要完成两个任务，一个任务是过掉360加固的反调试，另外一个是获取原apk的classes.dex文件。下面写一下具体的脱壳步骤，完成这两个任务。为了脱壳成功，在动态调试加固apk程序前，需要将android_server调试程序的名字修改一下，因为360加固会通过查询/proc/pid/cmdline文件获取程序的名称来对android_server、gdb、ltrace、strace调试器进行反调试。

在动态调试加固apk程序的时候，需要在几个关键点函数 open、strtol、mmap、memcmp处下断点，后面具体的分析。由于android系统是由Linux系统修改而来，因此Android系统上很多的属性和Linux系统下的属性。Linux下进程和线程的信息是保存在文件中的，因此要查询进程或者线程的信息必须通过open或者fopen等方式操作文件来完成。

Android的so调试的步骤略过，已经在上面提到的4个函数处下断点，注意下断点的技巧，下断点的时候，要在一个函数的第1条指令和最后一条指令的地方下断点。

F9运行程序，当看到下图的状态，调用open函数打开文件/proc/self/status时，可以确实是加固外壳apk程序通过TracePid的反调试。

过掉通过TracePid方式的反调试的方法是在strtol函数处下断点，在strstol函数的最后一行指令的地方，修改该函数的返回值R0的值为0即可，然后F9运行程序。

360加固的外壳程序apk还会通过文件/proc/net/tcp的本地套接字进行反调试，一旦检测到程序有23946端口的本地连接的套接字，他就会结束当前程序，其实过这个方式的反调试的方法很多，修改远程调试的端口号就可以过掉反调试。

过掉通过/proc/net/tcp文件的本地套接字的反调试的方法是在open函数处下断点，然后F8单步调试发现strstr函数，加固的外壳apk程序就是通过strstr函数进行判断当前进程是否存在本地连接的套接字，一旦检测到，就结束当前进程。

发现程序循环调用strstr函数进行判断，当strstr函数的返回值不为0为字符串“sl local_address rem_address”时，需要注意，说明当前进程已经检测到了本地连接的套接字，因此需要修改strstsr函数的返回值为0即可。

加固apk程序还会通过"/proc/pid/mdline"对android_server、gdb、strace、ltrace调试器进行反调试，但是只要向前文提到的修改android_server的名称即可过掉该反调试。

过掉反调试的方法已经说明白了，下面只要F9运行，按照前面的方法过掉几次前面提到的反调试即可畅快的调试程序了。当发现当前进程调用open函数打开文件/proc/pid/maps需要注意了，脱壳需要关注的地方开始了。原被加固的dex文件开始解压和解密了。

经过几次F9的调试发现了下面截图的状态，但是不要心急，只是离脱壳进了一步，此时内存dump出来的odex文件不是被加固的原dex文件的而是加固外壳qihu360的dex文件。

继续F9运行程序，经过n次F9运行memcmp函数以后(其实这里可以做一个处理，暂时去掉mmap函数的断点，等到mmap函数断点处再次设置mmap函数的断点)，再经过大约2次mmap函数运行以后，再一次调用memcmp函数即到了脱壳的地方，注意此时加固外壳apk程序呈现的堆栈和内存的状态。由于360加固自己制作了dvmDexFileOpenPartial函数，但是该函数需要调用memcmp进行dex文件的魔法字符串”dex“的比较，因此此时是脱壳的最佳时机。

OK，现在的任务就是从内存中dump出原来完整的dex文件，既可以手动的dump出内存中的dex文件，也可以通过IDC的脚本或者dumpdex的插件将原dex文件dump出来。

原apk程序的Dex文件拿到了，只需替换360加固的外壳程序的dex，删除AndroidManifest.xml文件的application标签增加的两个元素，删除assets文件的路径下增加两个文件libjiagu.so和libjiagu_x86.so以及原来的签名，重新签名一下apk程序即可。

在删除的application标签增加的元素中，特别是在删除android:name =””的时候，一定要检查脱壳的classes.Dex文件中否重写过application类，如果脱壳后的classes.Dex文件中重写了application类，需要将application标签中android:name=””修改过来才行。

以上就是有关dex加固的方法了，举例了360加固与脱壳流程。关于更多的Android逆向与Android技术学习我们可以前往《Android核心技术手册》。由阿里P10高工整理；助力初、中级Android开发有很大帮助。

Android核心技术进阶手册​docs.qq.com/doc/DUkNRVFFzTG96VHNi

文末

拓展学习

so加固

so反编译比较困难，比dex的反编译困难。一般做法是抽取Android工程的关键java代码转为c/c++, 然后生成so文件。so加密我只是了解了一下破坏.so部分头文件的方式加固。

加固里面的VMP（虚拟机）是什么？

VMP（虚拟软件保护技术）大概思路就是自定义一套虚拟机指令和对应的解释器，并将标准的指令转换成自己的指令，然后由解释器将自己的指令给对应的解释器。