• APK加固之静态脱壳机编写入门

    目录：

    0x00APK加固简介与静态脱壳机的编写思路

    1.大家都知道Android中的程序反编译比较简单，辛苦开发出一个APK轻易被人反编译了，所以现在就有很多APK加固的第三方平台，比如爱加密和梆梆加固等。

    2.一般的加固保护通常能够提供如下保护：加密、防逆向、防篡改、反调试、反窃取等功能，编写静态脱壳机须要信息有加密后的原始DEX数据、解密算法、解密密钥、要想获得这些信息我们首先要解决的问题是过反调试、动态分析解密流程、获取密钥，获得原始DEX数据存放位置、分析解密算法。

    0x01壳简单分析

    1.整体来看一下加固前APK包和加固后的APK包结构相关变化，如图1所示。

    　　　　　　图1

    图1所示加固后的APK增加了librsprotect.so、librsprotect_x86.so、rsprotect.dat文件，发生变化的有AndroidManifest.xml、classes.dex文件。

    2.反编译加固后APK，APK中的AndroidManifest.xml文件的入口被修改，如图2所示。

    　　　　　　图2

    3.入口类中主要会调用librsprotect.so中的3个函数，如图3所示。

    private native void initialize(Context paramContext);

    private native Application makeApplication(String paramString);

    private native void applicationOnCreate();

    　　　　　　图3

    0x02 SO文件脱壳

    1.既然主要是调用librsprotect.so中的函数，我们将librsprotect.so放到IDA Pro中分析，发现代码都是乱码 图4所示，说明被加密了。

    　　　　　　图4

    2.一般加壳的SO的壳代码都在INIT段或INIT_ARRAY段，我们先看下被加壳以后的SO信息，用readelf -a命令查看,图5所示

    　　　　　　图5

    可以看到INIT值为0x2ea91，到 IDA中看看该地址的内容，就是壳的入口了，明显是UPX的加壳，图6所示，有人会问你为什么会知道是UPX的壳，“只是因为在人群中多看了你一眼，再也没能忘掉你容颜！(^_^)”。

    　　　　　　图6

    3.尝试用upx -d脱壳，因为这样脱方便、干净、省事、提示图7所示的信息。

    　　　　　　图7

    查看UPX源码后发现可能是没有找到UPX!的标志，用16进制工具打开librsprotect.so发现标志被改成了RSP!，将其改成UPX!后再将尝试，出现 图8所示的信息。

    　　　　　　图8

    出现这种错误可能是做变形处理了或者是版本不对，通过分析librsprotect.so的壳代码好像没有变形处理，所以决定重新编一个3.92版本的来试试，编译好后脱壳成功，如图9所示。

    　　　　　　图9

    将脱壳后的so放到IDA Pro中分析，代码正常，图10所示，SO脱壳完成。

    　　　　　　图10

    0x03 反调试分析

    1.如何使用IDA调试android的SO模块，网上教程也太多太多了，这里不多说，将脱壳后的librsprotect.so替换掉原始有壳的SO后(也可不用替换没影响，这里只是为了测试)签名安装进行动态分析。

    2.通过动态调试该加壳程序，它用到的反调试方法是首先试探性读取/proc/pid/status获取进程状态去判断是否有调试器，如果发现被调试就kill掉本进程，如图11所示

    　　　　　　图11

    3.通过读取/proc/net/tcp查看正在运行应用的本地端口号是否有android_server端口,如果有就创建一个反调试线程，如图12所示，每隔几秒检查一次，过反调试就很简单了直接把返回值改成假就成了。

    　　　　　　图12 android_server运行后端口

    　　　　　　图13

    0x04解密流程分析

    1.　根据算法中的常量值猜测该算法为MD5,如图14所示

    　　　　　　图14

    2.获取包名并计算MD5值 图15所示，将该值做为密钥。

    com.droider.crackme0201

    F2 E8 F0 62 85 17 9C 3C 99 F5 67 9F A6 27 FC 55

    　　　　　　图15

    2.打开并读取/data/data/com.droider.crackme0201/files/.rsdata/rsprotect.dat数据，该文件是从APK包中的assets文件夹中拷贝过来的，判断前4字节是"RSFL"是否与so中的相同，不同则退出，rsprotect.dat前0x1000字节存放原始DEX大小与循环解密的次数，每次解密0x1000字节，根据密钥初始化流程发现解密算法为RC4，图16示(也可以看IDB)。

    　　　　　　图16

    0x05脱壳机编写

    1.通过分析,已经知道了壳的数据、密钥、算法、解密过程, 现在来写脱壳机。

    必要步骤如下:

    1。解包获得rsprotect.da数据。

    2.XML解析获得包名。

    3.MD5计算获得密钥。

    4.RC4解密rsprotect.dat中的数据。

    代码流程:

      1 #include"stdafx.h"
  2 #include<afxwin.h>
  3 #include<stdio.h>
  4 #include<windows.h>
  5 #include<process.h>
  6 #include<assert.h>
  7 #include<string>
  8 #include<iostream>
  9 #include"CMarkup.h"
 10 #include"md5.h"
 11 #include"rc4.h"
 12 #include<string>
 13 usingnamespacestd;
 14 BOOLGetPackName(char* pathXml, charoutPackName[256])
 15 {
 16     CMarkupxml;
 17     boolflag;
 18     CStringpackName;
 19     CStringAppandroidname;
 20     MCD_STRmyapkName;
 21     MCD_STRattribName;
 22     char* strXML = "\AndroidManifest.xml";
 23     strcat(pathXml,strXML);
 24     flag = xml.Load((MCD_STR)pathXml);
 25     if ( FALSE == flag)
 26     {
 27         printf("获得包名失败...
");
 28         returnFALSE;
 29     }
 30     flag = xml.FindElem((MCD_STR)"manifest");
 31     //获取包名.........
 32     for(intattribIndex=0;;attribIndex++)
 33     {
 34         attribName=xml.GetAttribName(attribIndex);
 35         if (attribName.GetLength()!=0)  //方法若返回empty string，即表示属性结束，结束循环
 36         {
 37             MCD_STRattribVal = xml.GetAttrib(attribName);//否则读取属性值，以子元素加入dxml
 38             //------判断是否为包名...
 39             packName = attribName.GetString();
 40             if ( 0 == strcmp(packName.GetString(), "package"))
 41             {
 42                 myapkName = attribVal;
 43                 strcpy(outPackName, attribVal.GetString());
 44                 returnTRUE;
 45             }
 46         }
 47         else
 48             break;
 49     } 
 50     returnFALSE;
 51 }
 52 voidStrToHex(BYTE *pbDest, BYTE *pbSrc, intnLen)
 53 {
 54     charh1,h2;
 55     BYTEs1,s2;
 56     inti;
 57     for (i=0; i<nLen; i++)
 58     {
 59         h1 = pbSrc[2*i];
 60         h2 = pbSrc[2*i+1];
 61         s1 = toupper(h1) - 0x30;
 62         if (s1> 9) 
 63             s1 -= 7;
 64         s2 = toupper(h2) - 0x30;
 65         if (s2> 9) 
 66             s2 -= 7;
 67         pbDest[i] = s1*16 + s2;
 68     }
 69 }
 70 int_tmain(intargc, _TCHAR* argv[])
 71 {
 72 charstrAPK[512] = {0};
 73     charapkd[256] = "";
 74     charFileDirectory[512] = {0};
 75     chardexDirectory[512] = {0};
 76     charPackName[256] = {0};
 77     BOOLret = FALSE;
 78     structrc4_staterc4_test;
 79     FILE *fp;
 80     DWORDfileSize = 0;
 81     BYTE *ptr = NULL;
 82     DWORDDecOffset = 0X1000;//文件偏移
 83     DWORDDecSize = 0X0;//大小
 84     DWORDindex = 0;//循环解密的次数
 85     stringkey;
 86     printf("请输入要脱壳的apk包路径：
");
 87     scanf("%s",strAPK);
 88     if (NULL == strAPK)
 89     {
 90         printf("路径不能为空!
");
 91         return -1;
 92     }
 93     strcpy(apkd, "java -jar apktool.jar d ");
 94     strcat(apkd, strAPK);
 95     //--------bat解包
 96     CFileapktool("apktool.bat", CFile::modeCreate | CFile::modeReadWrite);
 97     apktool.Write(apkd, strlen(apkd));
 98     apktool.Write("
", strlen("
"));
 99     apktool.Close();
100     char* cmd1 = "apktool.bat";
101     STARTUPINFOsi1;
102     GetStartupInfo(&si1);
103     si1.dwFlags = STARTF_USESHOWWINDOW;
104     si1.wShowWindow = SW_HIDE;
105     PROCESS_INFORMATIONpi1;
106     CreateProcess(NULL, 
107         (LPSTR)cmd1, 
108         NULL, 
109         NULL, 
110         FALSE, 
111         CREATE_NEW_CONSOLE,
112         NULL, 
113         NULL, 
114         &si1, 
115         &pi1);
116     printf("正在解包apk...
");
117     WaitForSingleObject(pi1.hProcess,INFINITE);
118     DeleteFile("apktool.bat");
119     printf("解包完成...
");
120     //-----判断是否解包成功..........
121     strncpy(FileDirectory, strAPK, strlen(strAPK)-strlen(".apk"));
122     DWORDdwFileAtt;
123     dwFileAtt = GetFileAttributes(FileDirectory);
124     //判断是否为目录
125     if( dwFileAtt != FILE_ATTRIBUTE_DIRECTORY)
126     {
127         printf("apk解包失败!...
");
128         return 0;
129     }
130     printf("apk解包成功!...
");
131     strcpy(dexDirectory, FileDirectory);
132     //得到包名
133     ret = GetPackName(FileDirectory,PackName);
134     if (FALSE == ret)
135     {
136         printf("获得包名失败...
");
137         return -1;
138     }
139     //计算MD5值
140     MD5md5(PackName);
141     key = md5.md5();
142     strcat(dexDirectory, "\assets\rsprotect.dat");
143     fp=fopen(dexDirectory, "rb");
144     if(fp==NULL)
145         printf("打开文件失败!...");
146     //求文件大小
147     fseek(fp, 0, SEEK_END);  
148     fileSize = ftell(fp); 
149     fseek(fp, 0, SEEK_SET);
150     ptr = (BYTE*)malloc(fileSize);
151     if (NULL == ptr)
152     {
153         puts("malloc error");
154     }
155     memset(ptr,fileSize,0);
156     fread(ptr, sizeof(BYTE), fileSize, fp);
157     fclose(fp);
158     //--解密dex
159     DecSize = *(DWORD*)(ptr+12);
160     index = *(DWORD*)(ptr+0x10);
161     ptr += DecOffset;
162     if (0 == DecSize)
163     {
164         printf("要解密的dex大小出错
");
165         return -1;
166     }
167     memset(&rc4_test,0,sizeof(rc4_test));
168     unsignedcharDecKey[32] = {0};
169     for (inti=0; i<32; i++)
170     {
171         DecKey[i] = key[i];
172     }
173     unsignedcharkey1[32] ={0};
174     StrToHex(key1, DecKey, 0x10);
175     //--生成解密后的dex文件
176     fp = fopen("classes.dex","wb");
177     if (NULL == fp)
178     {
179         printf("File open error
");
180     }
181     for (inti=0; i<index; i++)
182     {
183         //初始化Key
184         init_Key(&rc4_test, key1, 0x10);
185         //解密数据
186         rc4_crypt(&rc4_test, ptr, DecOffset);
187 
188         fwrite(ptr, sizeof(BYTE), DecOffset, fp);
189         ptr+=DecOffset;
190     }
191     fclose(fp);
192     if (NULL != ptr)
193     {
194         free(Temp);
195         ptr = NULL;
196         Temp = NULL;
197     }
198 
199     printf("解密完成！^_^
");
200     return 0;
201 }

    0x06 测试与总结

    1.运行UnPack.exe输入要解密的APK包路径，成功解密后重新打包并正常反编译，如图17 图18所示。

    　　　　　　图17

    　　　　　　图18

    2.以上就是简单实现一般APK加固静态脱壳机的编写步骤，由于该加固核心so文件使用UPX默认加壳并未做变形处理，导致so被轻松的静态脱卓，而so模块中的反调试手段比较初级且模块化，可以非常简单的手工patch函数一处反回值就可完全过掉，总的来说无论是静态脱壳还是动态dump都是很容易的。

    完。

     样本及PDF IDB下载

    http://yunpan.cn/cFzNPXB27awau （提取码：6937）
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