一道Android题目逆向动态调试

2022-11-28 6,014

题目来源于海淀区网络与信息安全管理员大赛,题目中将加密验证算法打包进.so,在程序中动态调用check。

本题目通过System.loadLibrary("native-lib")加载了libnative-lib.so文件,该文件通过jeb可以实现提取

图1 题目关键代码

调试环境选择与配置

  • • mumu模拟器 x64位版本,测试后发现sprintf会导致程序崩溃

  • • 夜神模拟器x64,x32的版本经过测试后,sprintf均导致程序崩溃

  • • 雷电5模拟器测试后,sprintf导致程序崩溃,动态调试libnative-lib.so时,且无法下载libart.so

  • • 最终选用 mumu x32位版本可以进行调试

  • • 动态调试选用IDA+MUMU x86模拟器对动态库libnative-lib.so调试

      调试环境

      adb的基础配置

  • • mumu模拟器使用的adb为adb_server.exe,这里将adb_server.exe为便于使用重新命名为adb.exe,打开一个cmd终端,adb 接入模拟器中

adb connect 127.0.0.1:7555

图2 adb 服务端连接

  • • 通过adb 将apk 包安装进安卓的模拟器

adb install test.apk
  • • 通过cmd再打开一个终端,通过adb shell可以直接进入到模拟器shell中

图3 adb shell连接

应用程序的配置

  • • 在新起的cmd终端,通过动态调试模式来启动app

./adb shell am start -D -n com.example.dynamic/.MainActivity
  • • android包实际的packet以及类如下图所示com.example.dynamic/.MainActivity

图4 adb 启动程序分析

  • • 运行 adb shell am start命令后,mumu模拟器中如图5所示

图5 adb 动态调试程序

IDA 的配置

  • • 上传IDA的动态服务端android_x86_server到模拟器/data/local/tmp中,tmp文件夹是具有可执行权限的

./adb push android_x86_server /data/local/tmp

图6 查看tmp文件夹权限

  • • 赋予android_x86_server可执行权限

chmod +x android_x86_server
  • • 执行android_x86_server,会监听23946端口,但是仍需要通过adb进行端口转发转发到本地监听

./adb.exe forward tcp:23946 tcp:23946

图7 启动IDA 调试server端

  • • 通过以上步骤使启动服务端IDA的监听

  • • 配置本地IDA remote linux debug参数,如图8所示

图8 配置IDA动态调试

  • • 通过attach process 打开远程端的进程

图9 IDA远程attach

  • • 选择对应的进程,这里选用1535进程

图10 附加到指定进程

  • • 通过以上步骤,将IDA 服务端和.so文件关联到一起,仍需要唤醒被调试的程序,此时mumu模拟器中仍旧如图11所示

图11 dynamic程序界面

  • • 通过jdb来唤醒被调试程序,本机调试的时候jdb使用java sdk自带的jdb,需要两步操作

    • • 通过adb将进程进行转发,进程号是图n中所示的1535

./adb forward tcp:8700 jdwp:1535
  • • 通过jdb唤醒操作

jdb -connect com.sun.jdi.SocketAttach:hostname=127.0.0.1,port=8700
  • • 再回到IDA中,选择F9继续运行程序,会弹出框选择本地程序与远程是否一样选项框,主要匹配的是动态库libnative-lib.so这个名字

图12 IDA提示检测到本地.so

  • • IDA中断点断在ptrace前,mumu模拟器中界面未完全同步

图13 附加到调试进程后,dynamic界面

  • • IDA中界面如下

图14 IDA中显示断点

.so的调试

反调试绕过

  • • 该.so使用了ptrace 反调试,在ptrace处设置断点,下断点的时候有两种方案

    1. 1. 一种是设置IDA 的调试调试,设置载入lib的时候suspend

图15 IDA调试选项配置

  • • 当看到IDA中载入libnative-lib.so时,通过快捷键Ctrl-S打开加载的段,查找libnative-lib.so所在内存1

图16 查看IDA中的代码段

  • • 还可以在模拟器shell中,查看具体的内存信息

图17 adb shell中查看内存中的数据地址分布

  • • 在动态调试的过程中,重置ptrace 的返回值,绕过该处反调试

图18 重置eax的值

可以直接右键或者在eax寄存器上使用快捷键0重置

  • • 另外一种方式是直接在ptrace上下断点,在调试的时候当IDA弹窗如图17所示时,程序会直接断在ptrace断点处。如果没有弹出该弹窗,直接在IDA中分析该so时下的断点无效。




image-20221125160753773

图19 重置eax的值

注册native的方法

  • • 在 Native文件中代码如下

static JNINativeMethod jniMethods[] = {
 {"check""(Ljava/lang/String;)Z", (void *)hello},
};
boolean xxxxchar* s) {
 // do something
 return JNI_TRUE;
}
#在JNI_OnLoad中调用RegisterNatives方法注册Natives方法到JVM,建立映射关系。
int JNI_OnLoad(JavaVM *vm, void *reserved)
{
    JNIEnv *env;
    if ((*vm)->GetEnv(vm, (void **)&env, JNI_VERSION_1_4) != JNI_OK) {
        return JNI_ERR;
    }

    jclass cls = (*env)->FindClass(env, "LHelloJNI");
    if (cls == NULL)
        return JNI_ERR;

    int len = sizeof(jniMethods) / sizeof(jnimethods[0]);
    (*env)->RegisterNatives(env, cls, jniMethods, len);

    return JNI_VERSION_1_4;
}

check 函数的定位

  • • 在apk文件中,反编译后可以看到check函数位于libnative-lib.so中,但是libnative-lib.so中并没有check函数

图20 查找check函数

  • • Java调用.so库函数可以通过静态注册和动态注册两种方式,题目通过动态注册的方式来对函数进行调用

  • • 在上图中methods一列,是一个JNINativeMethod的数组,JNINativeMethod结构包含三个成员

const char *name: Java中声明的native方法。
const char *signature:方法的签名。
void *fnPtr: 函数指针
  • • 在题目的methods中,check字符串,对应的函数指针为_Z4xxxxP7_JNIEnvP8_jobjectP8_jstring ; xxxx(_JNIEnv *,_jobject *,_jstring *)也就是xxxx函数。

图21 定位check函数

MD5的简单调试

  • • MD5_init的过程如下,根据初始值可以大概判定题目通过md5算hash值

*(_OWORD *)v63 = xmmword_B2E6FA40;
.rodata:B2E6FA40 xmmword_B2E6FA40 xmmword 1032547698BADCFEEFCDAB8967452301h
  • • 经过fff函数转换后的md5值放入[esp+0B4]中

.text:B2E51040 884 24 B4 00 00 00    lea     eax, [esp+0B4h]
.text:B2E51047 89 44 24 04             mov     [esp+4], eax
.text:B2E5104B 844 24 58             lea     eax, [esp+58h]
.text:B2E5104F 89 04 24                mov     [esp], eax
.text:B2E51052 E8 A9 E7 FF FF          call    __Z4ffffP7MD5_CTXPh ; ffff(MD5_CTX *,uchar *)
  • • 读取[esp+0xB4]的值

Python>esp=get_reg_value('esp')
Python>data=get_bytes(esp+0xb4,16)
Python>data.hex()
'a82e0cb168bfe134f22dbde167cf046c'
  • • 通过python计算wojiushidaan0!!!的md5值为

>>> import hashlib
>>> result=hashlib.md5("wojiushidaan0!!!".encode())
>>> result
<md5 _hashlib.HASH object @ 0x00000167FF8BDEF0>
>>> result.hexdigest()
'a82e0cb168bfe134f22dbde167cf046c'
  • • 两者可以对应起来,题目计算了wojiushidaan0!!!的md5值

  • • 程序最终经过memcmp比较的时候的值为

.text:B2F11398 89 54 24 08             mov     [esp+8], edx
.text:B2F1139C 8B 44 24 14             mov     eax, [esp+14h]
.text:B2F113A0 89 44 24 04             mov     [esp+4], eax    ; s2
.text:B2F113A4 89 024                mov     [esp], ecx      ; s1
.text:B2F113A7 E8 84 E4 FF FF          call    _memcmp
  • • 提取eax的值为

b'c640fc761edbd22f431efb861bc0e28a'
  • • 提取ecx的值为

b'12345678123456781234567812345678'
  • • 程序的输入为

图22 调试flag结果

  • • 推导可知题目的正确输入为

flag{c640fc761edbd22f431efb861bc0e28a}

图23 验证flag结果

  • • 在调试md5的时候,使用了IDA的上色功能,通过单步步过调试,给执行过的代码染色

  • • IDAPro 单步步过上色调试脚本

def get_new_color(current_color):
  colors = [0xffe6990xffcc330xe6ac000xb38600]
  if current_color == 0xFFFFFF:
    return colors[0]
  if current_color in colors:
    pos = colors.index(current_color)
    if pos == len(colors)-1:
      return colors[pos]
    else:
      return colors[pos+1]
  return 0xFFFFFF

addr = ida_dbg.get_ip_val()
while addr < 0xB2ED241F:
  event = wait_for_next_event(WFNE_ANY, -1)
  t = step_over()
  addr = ida_dbg.get_ip_val()
  current_color = get_color(addr, CIC_ITEM)
  new_color = get_new_color(current_color)
  set_color(addr, CIC_ITEM, new_color)

#https://www.cnblogs.com/blacksunny/p/7300271.html参考trace 修改的step over

有待改进的地方

  • • 绕过反调试依赖于动态调试时的修改寄存器实现


本文涉及的命令

```shelladb connect 127.0.0.1:7555adb install test.apk ./adb shell am start -D -n com.example.dynamic/.MainActivity./adb push android_x86_server /data/local/tmp./adb.exe forward tcp:23946 tcp:23946./adb forward tcp:8700 jdwp:1535jdb -connect com.sun.jdi.SocketAttach:hostname=127.0.0.1,port=8700
```


本文作者:合天网安实验室

本文为安全脉搏专栏作者发布,转载请注明:https://www.secpulse.com/archives/192294.html

Tags:
评论  (0)
快来写下你的想法吧!

合天网安实验室

文章数:279 积分: 877

www.hetianlab.com,网络安全靶场练习平台,涉及CTF赛前指导、职业技能训练、网安专项技能提升等。

安全问答社区

安全问答社区

脉搏官方公众号

脉搏公众号