【转载】Unidbg SO 逆向入门实战教程八 文件读写

转载 14 / 25

原文链接:https://blog.csdn.net/qq_38851536/article/details/118024298?spm=1001.2014.3001.5501


前言

这是SO逆向入门实战教程的第八篇,总共会有十三篇,十三个实战

本篇分析的是自写demo,帮助大家熟悉unidbg中对文件读写的处理,例子中主要涉及

  • Sharedpreference读写
  • Assets读写
  • 文件读写

demo1设计

Sharedpreferences是Android平台上常用的存储方式,用来保存应用程序的各种配置信息,其本质是一个以键-值对的方式保存数据的xml文件,其文件保存在/data/data/selfPackage/shared_prefs目录下

在APP刚启动时,我们新建两个Sharedpreference 文件,分别填入两个键值对,name-lilac和location-china,代码实现

(如果对开发不感兴趣,也可以直接去百度网盘中获取demo文件的apk进行分析)

package com.roysue.readsp;

import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity;

import android.content.Context;
import android.content.SharedPreferences;
import android.os.Bundle;
import android.view.View;
import android.widget.Button;
import android.widget.TextView;

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    // Used to load the 'native-lib' library on application startup.
    static {
        System.loadLibrary("native-lib");
    }

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);

        //步骤1:创建SharedPreferences对象
        SharedPreferences sharedPreferences1= getSharedPreferences("one", Context.MODE_PRIVATE);
        SharedPreferences sharedPreferences2= getSharedPreferences("two", Context.MODE_PRIVATE);
        //步骤2: 实例化SharedPreferences.Editor对象
        SharedPreferences.Editor editor1 = sharedPreferences1.edit();
        SharedPreferences.Editor editor2 = sharedPreferences2.edit();
        //步骤3:将获取过来的值放入文件
        editor1.putString("name", "lilac");
        editor2.putString("location", "china");
        //步骤4:提交
        editor1.apply();
        editor2.apply();

        TextView tv = findViewById(R.id.sample_text);
        Button btn = findViewById(R.id.button);
        btn.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
            @Override
            public void onClick(View v) {
                tv.setText(stringFromJNI(getApplicationContext()));
            }
        });

    }

    /**
     * A native method that is implemented by the 'native-lib' native library,
     * which is packaged with this application.
     */
    public native String stringFromJNI(Context context);
}

在shared_prefs下反映为两个如下的xml

  • one.xml
<?xml version='1.0' encoding='utf-8' standalone='yes' ?>
<map>
    <string name="name">lilac</string>
</map>
  • two.xml
<?xml version='1.0' encoding='utf-8' standalone='yes' ?>
<map>
<string name="location">china</string>
</map>

在程序逻辑中,我们打算在stringFromJni中做一件很简单的事:在1.xml中读取gt_m的值,在2.xml中读取gt_fp的值,然后拼接后打印

但在代码实现上,我们打算绕个弯

在读取1.xml的name上,我们使用JNI去调用JAVA层对SharedPreference操纵的API

//反射Context类
jclass cls_Context = env->FindClass("android/content/Context");
//反射Context类getSharedPreferences方法
jmethodID mid_getSharedPreferences = env->GetMethodID(cls_Context,
                                                        "getSharedPreferences",
                                                        "(Ljava/lang/String;I)Landroid/content/SharedPreferences;");
//获取Context类MODE_PRIVATE属性值
//执行反射方法
jobject obj_sharedPreferences = env->CallObjectMethod(mycontext,
                                                        mid_getSharedPreferences, env->NewStringUTF("one"),
                                                        0);

jclass cls_SharedPreferences = env->FindClass("android/content/SharedPreferences");
//反射SharedPreferences类的getString方法
jmethodID mid_getString = env->GetMethodID(cls_SharedPreferences,
                                            "getString",
                                            "(Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;)Ljava/lang/String;");
//参数类型转换
jstring key_name = env->NewStringUTF("name");
//参数类型转换
jstring default_value = env->NewStringUTF(" ");
//执行反射方法
jstring key_value1 = (jstring) env->CallObjectMethod(obj_sharedPreferences,
                                                                mid_getString, key_name, default_value);

const char *c_key_value1 =  env->GetStringUTFChars(key_value1, 0);

在读取2.xml的location上,我们换个方式

既然Sharedpreference本质上是个xml文件,那么用native中原生的open函数去读可能会更隐蔽,可是open本质上也是通过底层系统调用open的方式实现

那我们直截了当通过系统调用open打开这个xml也是一样(处理时,我懒得切割字符串,所以直接拼接two.xml整个xml吧)

完整代码

#include <jni.h>
#include <string>
#include <sys/syscall.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/stat.h>

__attribute__((naked))
long raw_syscall(long _number,...){
    __asm__ __volatile__ ("MOV R12,SP\r\n"
                          "STMFD SP!,{R4-R7}\r\n"
                          "MOV R7,R0\r\n"
                          "MOV R0,R1\r\n"
                          "MOV R1,R2\r\n"
                          "MOV R2,R3\r\n"
                          "LDMIA R12,{R3-R6}\r\n"
                          "SVC 0\r\n"
                          "LDMFD SP!,{R4-R7}\r\n"
                          "mov pc,lr");
};

char* test_syscall(const char* file_path){
    char *result = "";
    long fd = raw_syscall(5,file_path, O_RDONLY | O_CREAT, 400);
    if(fd != -1){
        char buffer[0x100] = {0};
        raw_syscall(3, fd, buffer, 0x100);
        result = buffer;
        raw_syscall(6, fd);
    }
    return result;
}

extern "C" JNIEXPORT jstring JNICALL
Java_com_roysue_readsp_MainActivity_stringFromJNI(
        JNIEnv* env,
        jobject /* this */, jobject mycontext) {

    //反射Context类
    jclass cls_Context = env->FindClass("android/content/Context");
    //反射Context类getSharedPreferences方法
    jmethodID mid_getSharedPreferences = env->GetMethodID(cls_Context,
                                                          "getSharedPreferences",
                                                          "(Ljava/lang/String;I)Landroid/content/SharedPreferences;");
    //获取Context类MODE_PRIVATE属性值
    //执行反射方法
    jobject obj_sharedPreferences = env->CallObjectMethod(mycontext,
                                                          mid_getSharedPreferences, env->NewStringUTF("one"),
                                                          0);

    jclass cls_SharedPreferences = env->FindClass("android/content/SharedPreferences");
    //反射SharedPreferences类的getString方法
    jmethodID mid_getString = env->GetMethodID(cls_SharedPreferences,
                                               "getString",
                                               "(Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;)Ljava/lang/String;");
    //参数类型转换
    jstring key_name = env->NewStringUTF("name");
    //参数类型转换
    jstring default_value = env->NewStringUTF(" ");
    //执行反射方法
    jstring key_value1 = (jstring) env->CallObjectMethod(obj_sharedPreferences,
                                                                  mid_getString, key_name, default_value);
    const char *c_key_value1 =  env->GetStringUTFChars(key_value1, 0);
    const char *path = "/data/data/com.roysue.readsp/shared_prefs/two.xml";
    const char *result = test_syscall(path);

    char dest[1000];

    strcpy(dest,c_key_value1);
    strcat(dest,result);
    return env->NewStringUTF(dest);
}

结果即

lilac<?xml version='1.0' encoding='utf-8' standalone='yes' ?>
<map>
    <string name="location">china</string>
</map>

需要注意的是,因为只是一个demo,所以有些地方采用了硬编码

自己跑代码的时候,如果无法顺利跑出结果,请检查是否是路径等硬编码与本机环境不符,或者在微信联系我,很荣幸和同侪交流互动

unidbg模拟执行demo1

首先想一下我们可能遇到的问题,应该就是两个

  • 补JAVA环境(one.xml的读取是通过JNI调用JAVA层API实现的)
  • 补文件访问/重定向 (two.xml的读取,最终通过open系统调用实现,需要将文件重定向到本机某个位置

快开干

package com.lession8;

import com.github.unidbg.linux.android.dvm.AbstractJni;
import com.github.unidbg.Module;
import com.github.unidbg.linux.android.dvm.*;
import com.github.unidbg.AndroidEmulator;
import com.github.unidbg.linux.android.AndroidEmulatorBuilder;
import com.github.unidbg.linux.android.AndroidResolver;
import com.github.unidbg.memory.Memory;

import java.io.File;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class demo1 extends AbstractJni {
    private final AndroidEmulator emulator;
    private final VM vm;
    private final Module module;

    demo1(){
        // 防止进程名检测
        emulator = AndroidEmulatorBuilder.for32Bit().setProcessName("com.readSp").build(); // 创建模拟器实例,要模拟32位或者64位,在这里区分
        final Memory memory = emulator.getMemory(); // 模拟器的内存操作接口
        memory.setLibraryResolver(new AndroidResolver(23)); // 设置系统类库解析
        vm = emulator.createDalvikVM(null);

        DalvikModule dm = vm.loadLibrary(new File("C:\\Users\\pr0214\\Desktop\\DTA\\unidbg\\versions\\unidbg-2021-5-17\\unidbg-master\\unidbg-android\\src\\test\\java\\com\\lession8\\libnative-lib.so"), true);
        module = dm.getModule();

        vm.setJni(this);
        vm.setVerbose(true);
    }

    public String call(){
        List<Object> list = new ArrayList<>(10);
        list.add(vm.getJNIEnv()); // 第一个参数是env
        list.add(0); // 第二个参数,实例方法是jobject,静态方法是jclazz,直接填0,一般用不到。
        Object custom = null;
        DvmObject<?> context = vm.resolveClass("android/content/Context").newObject(custom);// context
        list.add(vm.addLocalObject(context));
        Number number = module.callFunction(emulator, 0xAAC + 1, list.toArray())[0];
        String result = vm.getObject(number.intValue()).getValue().toString();
        return result;
    }

    public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException {
        demo1 test = new demo1();
        System.out.println(test.call());
    }
}

运行

JAVA环境缺失,在获取getSharedPreferences,对应于开发中的这一步

方法参数1是Sharedpreference的名字,参数2默认为0即可,返回SharedPreferences对象

我们补一个空的SharedPreferences返回

@Override
public DvmObject<?> callObjectMethodV(BaseVM vm, DvmObject<?> dvmObject, String signature, VaList vaList) {
    switch (signature) {
        case "android/content/Context->getSharedPreferences(Ljava/lang/String;I)Landroid/content/SharedPreferences;":
            return vm.resolveClass("android/content/SharedPreferences").newObject(null);
    }

    return super.callObjectMethodV(vm, dvmObject, signature, vaList);
}

但我们需要思考一下,这样真的好吗?

假设APP在JNI中从五个SharedPreferences里读了十五个键值对,并且不同xml的键名有重复,如果每次取SharedPreferences时我们都返回空对象,那后面怎么区分a.xml和b.xml里键名都是name的数据呢?

先前我们说,参数1是想要获取的SharedPreferences的名字,应该把它放对象里返回,这样就有了标识性

@Override
public DvmObject<?> callObjectMethodV(BaseVM vm, DvmObject<?> dvmObject, String signature, VaList vaList) {
    switch (signature) {
        case "android/content/Context->getSharedPreferences(Ljava/lang/String;I)Landroid/content/SharedPreferences;":
            return vm.resolveClass("android/content/SharedPreferences").newObject(vaList.getObject(0));
    }

    return super.callObjectMethodV(vm, dvmObject, signature, vaList);
}

继续运行

显然,这儿就是在获取one.xml的name所对应的值,我们应该返回lilac

@Override
public DvmObject<?> callObjectMethodV(BaseVM vm, DvmObject<?> dvmObject, String signature, VaList vaList) {
    switch (signature) {
        case "android/content/Context->getSharedPreferences(Ljava/lang/String;I)Landroid/content/SharedPreferences;":
            return vm.resolveClass("android/content/SharedPreferences").newObject(vaList.getObject(0));
        case "android/content/SharedPreferences->getString(Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;)Ljava/lang/String;":
            return new StringObject(vm, "lilac");
    }

    return super.callObjectMethodV(vm, dvmObject, signature, vaList);
}

这样做固然可以,但能不能更严谨规范一些呢?当然可以

@Override
public DvmObject<?> callObjectMethodV(BaseVM vm, DvmObject<?> dvmObject, String signature, VaList vaList) {
    switch (signature) {
        case "android/content/Context->getSharedPreferences(Ljava/lang/String;I)Landroid/content/SharedPreferences;":
            return vm.resolveClass("android/content/SharedPreferences").newObject(vaList.getObject(0));
        case "android/content/SharedPreferences->getString(Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;)Ljava/lang/String;": {
            // 如果是one.xml
            if(((StringObject) dvmObject.getValue()).getValue().equals("one")){
                // 如果键是name
                if (vaList.getObject(0).getValue().equals("name")) {
                    return new StringObject(vm, "lilac");
                }
            }
        }
    }

    return super.callObjectMethodV(vm, dvmObject, signature, vaList);
}

接着运行

显然,对one.xml的读取已经顺利完成了,可是千万别忘了,two.xml呢?

为什么没有做拼接?或者说,为什么unidbg没有提醒我们对文件进行重定向?two.xml 我们还没操作呢!

这是因为我们对two.xml的操作采用系统调用的方式完成,但我们没有打开unidbg中系统调用的日志显示

如下打开对arm32中系统调用的日志显示

再次运行

事实上,我建议运行真实样本时,开启所有的日志以防错过重要的环境缺失

Logger.getLogger("com.github.unidbg.linux.ARM32SyscallHandler").setLevel(Level.DEBUG);
Logger.getLogger("com.github.unidbg.unix.UnixSyscallHandler").setLevel(Level.DEBUG);
Logger.getLogger("com.github.unidbg.AbstractEmulator").setLevel(Level.DEBUG);
Logger.getLogger("com.github.unidbg.linux.android.dvm.DalvikVM").setLevel(Level.DEBUG);
Logger.getLogger("com.github.unidbg.linux.android.dvm.BaseVM").setLevel(Level.DEBUG);
Logger.getLogger("com.github.unidbg.linux.android.dvm").setLevel(Level.DEBUG);

上篇中,我们讲了两种方式补文件访问

  • unidbg提供的rootfs虚拟文件系统
  • 代码方式文件重定向

大家自行选择

有人可能会问,如果我不想传入文件,能不能只传入字符串,当然可以,从SimpleFileIO换成ByteArrayFileIO即可

@Override
public FileResult resolve(Emulator emulator, String pathname, int oflags) {
    if ("/data/data/com.roysue.readsp/shared_prefs/two.xml".equals(pathname)) {
        return FileResult.success(new ByteArrayFileIO(oflags, pathname, "mytest".getBytes()));
    }
    return null;
}

看一下完整代码

package com.lession8;

import com.github.unidbg.Emulator;
import com.github.unidbg.file.FileResult;
import com.github.unidbg.file.IOResolver;
import com.github.unidbg.linux.android.dvm.AbstractJni;
import com.github.unidbg.Module;
import com.github.unidbg.linux.android.dvm.*;
import com.github.unidbg.AndroidEmulator;
import com.github.unidbg.linux.android.AndroidEmulatorBuilder;
import com.github.unidbg.linux.android.AndroidResolver;
import com.github.unidbg.linux.file.ByteArrayFileIO;
import com.github.unidbg.memory.Memory;
import org.apache.log4j.Level;
import org.apache.log4j.Logger;

import java.io.File;
import java.io.FileNotFoundException;

import java.util.*;

public class demo1 extends AbstractJni implements IOResolver {
    private final AndroidEmulator emulator;
    private final VM vm;
    private final Module module;

    demo1(){
        // 防止进程名检测
        emulator = AndroidEmulatorBuilder.for32Bit().setProcessName("com.readSp").build(); // 创建模拟器实例,要模拟32位或者64位,在这里区分
        final Memory memory = emulator.getMemory(); // 模拟器的内存操作接口
        memory.setLibraryResolver(new AndroidResolver(23)); // 设置系统类库解析
        vm = emulator.createDalvikVM(null);

        emulator.getSyscallHandler().addIOResolver(this);

        DalvikModule dm = vm.loadLibrary(new File("unidbg-android\\src\\test\\java\\com\\lession8\\libnative-lib.so"), true);
        module = dm.getModule();

        vm.setJni(this);
        vm.setVerbose(true);
    }

    public String call(){
        List<Object> list = new ArrayList<>(10);
        list.add(vm.getJNIEnv()); // 第一个参数是env
        list.add(0); // 第二个参数,实例方法是jobject,静态方法是jclazz,直接填0,一般用不到。
        Object custom = null;
        DvmObject<?> context = vm.resolveClass("android/content/Context").newObject(custom);// context
        list.add(vm.addLocalObject(context));
        Number number = module.callFunction(emulator, 0xAAC + 1, list.toArray())[0];
        String result = vm.getObject(number.intValue()).getValue().toString();
        return result;
    }

    @Override
    public DvmObject<?> callObjectMethodV(BaseVM vm, DvmObject<?> dvmObject, String signature, VaList vaList) {
        switch (signature) {
            case "android/content/Context->getSharedPreferences(Ljava/lang/String;I)Landroid/content/SharedPreferences;":
                return vm.resolveClass("android/content/SharedPreferences").newObject(vaList.getObject(0));
            case "android/content/SharedPreferences->getString(Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;)Ljava/lang/String;": {
                // 如果是one.xml
                if(((StringObject) dvmObject.getValue()).getValue().equals("one")){
                    // 如果键是name
                    if (vaList.getObject(0).getValue().equals("name")) {
                        return new StringObject(vm, "lilac");
                    }
                }
            }
        }

        return super.callObjectMethodV(vm, dvmObject, signature, vaList);
    }

    public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException {
        Logger.getLogger("com.github.unidbg.linux.ARM32SyscallHandler").setLevel(Level.DEBUG);
        demo1 test = new demo1();
        System.out.println(test.call());
    }

    @Override
    public FileResult resolve(Emulator emulator, String pathname, int oflags) {
        if ("/data/data/com.roysue.readsp/shared_prefs/two.xml".equals(pathname)) {
            return FileResult.success(new ByteArrayFileIO(oflags, pathname, "mytest".getBytes()));
        }
        return null;
    }
}

demo2设计

各类加密算法大部分都有密钥的存在,非对称加密算法还有公钥私钥之分,所以加密算法运算时需要传入密钥,但是直接参数方式传递很容易被分析者意识到这是密钥,有没有办法更隐蔽一些呢?

比如我们把密钥放在xml中,在native中读取它,就类似于demo1

有没有更隐蔽一些些的呢,我们可以把密钥藏在资源文件的图片里

即在so里读取资源文件里的某张图片,以它的某部分或者整体的md5结果作为密钥?这是一个更好的方案

demo2就是这个方案的简单实现——native中读取资源文件的1.jpg,并求其md5值,返回JAVA层

看一下代码

JAVA层

package com.roysue.readasset;

import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity;

import android.content.res.AssetManager;
import android.os.Bundle;
import android.widget.TextView;

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    // Used to load the 'native-lib' library on application startup.
    static {
        System.loadLibrary("native-lib");
    }

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);

        // Example of a call to a native method
        TextView tv = findViewById(R.id.sample_text);
        tv.setText(setNativeAssetManager(getAssets()));
    }

    public native String setNativeAssetManager(AssetManager assetManager);

}

Native层

#include <jni.h>
#include <string>
#include "android/asset_manager.h"
#include "android/asset_manager_jni.h"

#define MD5_LONG unsigned long
// 分组大小
#define MD5_CBLOCK  64
// 分块个数
#define MD5_LBLOCK  (MD5_CBLOCK/4)
// 摘要长度(字节)
#define MD5_DIGEST_LENGTH 16

#define MD32_REG_T long
// 小端序
#define DATA_ORDER_IS_LITTLE_ENDIAN

// 四个初始化常量
#define INIT_DATA_A (unsigned long)0x67452301L
#define INIT_DATA_B (unsigned long)0xefcdab89L
#define INIT_DATA_C (unsigned long)0x98badcfeL
#define INIT_DATA_D (unsigned long)0x10325476L

// 循环左移以及取低64位
#define ROTATE(a,n)     (((a)<<(n))|(((a)&0xffffffff)>>(32-(n))))

// 大小端序互转
#define HOST_c2l(c,l)   (l =(((unsigned long)(*((c)++)))    ),      \
             l|=(((unsigned long)(*((c)++)))<< 8),        \
             l|=(((unsigned long)(*((c)++)))<<16),        \
             l|=(((unsigned long)(*((c)++)))<<24)     )

#define HOST_l2c(l,c)   (*((c)++)=(unsigned char)(((l)    )&0xff),  \
             *((c)++)=(unsigned char)(((l)>> 8)&0xff),    \
             *((c)++)=(unsigned char)(((l)>>16)&0xff),    \
             *((c)++)=(unsigned char)(((l)>>24)&0xff),    \
             l)

// 更新链接变量值
#define HASH_MAKE_STRING(c,s)   do {    \
    unsigned long ll;       \
    ll=(c)->A; (void)HOST_l2c(ll,(s));   \
    ll=(c)->B; (void)HOST_l2c(ll,(s));   \
    ll=(c)->C; (void)HOST_l2c(ll,(s));   \
    ll=(c)->D; (void)HOST_l2c(ll,(s));   \
    } while (0)

// 四个初始化非线性函数,或者叫逻辑函数
#define F(b,c,d)    ((((c) ^ (d)) & (b)) ^ (d))
#define G(b,c,d)    ((((b) ^ (c)) & (d)) ^ (c))
#define H(b,c,d)    ((b) ^ (c) ^ (d))
#define I(b,c,d)    (((~(d)) | (b)) ^ (c))

// F函数,每隔16步/轮 换下一个
#define R0(a,b,c,d,k,s,t) { \
    a+=((k)+(t)+F((b),(c),(d))); \
    a=ROTATE(a,s); \
    a+=b; };

#define R1(a,b,c,d,k,s,t) { \
    a+=((k)+(t)+G((b),(c),(d))); \
    a=ROTATE(a,s); \
    a+=b;};

#define R2(a,b,c,d,k,s,t) { \
    a+=((k)+(t)+H((b),(c),(d))); \
    a=ROTATE(a,s); \
    a+=b; };

#define R3(a,b,c,d,k,s,t) { \
    a+=((k)+(t)+I((b),(c),(d))); \
    a=ROTATE(a,s); \
    a+=b; };

typedef struct MD5state_st1{
    MD5_LONG A,B,C,D; // ABCD
    MD5_LONG Nl,Nh; // 数据的bit数计数器(对2^64取余),Nh存储高32位,Nl存储低32位。这种设计是服务于32位处理器,MD5的设计就是为了服务于32位处理器的。
    MD5_LONG data[MD5_LBLOCK];//数据缓冲区
    unsigned int num;
}MD5_CTX; // 存放MD5算法相关信息的结构体定义

unsigned char cleanse_ctr = 0;

// 初始化链接变量/幻数
int MD5_Init(MD5_CTX *c){
    memset (c,0,sizeof(*c));
    c->A=INIT_DATA_A;
    c->B=INIT_DATA_B;
    c->C=INIT_DATA_C;
    c->D=INIT_DATA_D;
    return 1;
}

// md5 一个分组中的全部运算
void md5_block_data_order(MD5_CTX *c, const void *data_, unsigned int num){
    const unsigned char *data= static_cast<const unsigned char *>(data_);
    register unsigned MD32_REG_T A,B,C,D,l;
#ifndef MD32_XARRAY
    unsigned MD32_REG_T XX0, XX1, XX2, XX3, XX4, XX5, XX6, XX7,
            XX8, XX9,XX10,XX11,XX12,XX13,XX14,XX15;
# define X(i)   XX##i
#else
    MD5_LONG XX[MD5_LBLOCK];
# define X(i)   XX[i]
#endif
    A=c->A;
    B=c->B;
    C=c->C;
    D=c->D;
    // 64轮
    // 前16轮需要改变分组中每个分块的
    for (;num--;){
        HOST_c2l(data,l); X( 0)=l;      HOST_c2l(data,l); X( 1)=l;
        /* Round 0 */
        R0(A,B,C,D,X( 0), 7,0xd76aa478L);   HOST_c2l(data,l); X( 2)=l;
        R0(D,A,B,C,X( 1),12,0xe8c7b756L);   HOST_c2l(data,l); X( 3)=l;
        R0(C,D,A,B,X( 2),17,0x242070dbL);   HOST_c2l(data,l); X( 4)=l;
        R0(B,C,D,A,X( 3),22,0xc1bdceeeL);   HOST_c2l(data,l); X( 5)=l;
        R0(A,B,C,D,X( 4), 7,0xf57c0fafL);   HOST_c2l(data,l); X( 6)=l;
        R0(D,A,B,C,X( 5),12,0x4787c62aL);   HOST_c2l(data,l); X( 7)=l;
        R0(C,D,A,B,X( 6),17,0xa8304613L);   HOST_c2l(data,l); X( 8)=l;
        R0(B,C,D,A,X( 7),22,0xfd469501L);   HOST_c2l(data,l); X( 9)=l;
        R0(A,B,C,D,X( 8), 7,0x698098d8L);   HOST_c2l(data,l); X(10)=l;
        R0(D,A,B,C,X( 9),12,0x8b44f7afL);   HOST_c2l(data,l); X(11)=l;
        R0(C,D,A,B,X(10),17,0xffff5bb1L);   HOST_c2l(data,l); X(12)=l;
        R0(B,C,D,A,X(11),22,0x895cd7beL);   HOST_c2l(data,l); X(13)=l;
        R0(A,B,C,D,X(12), 7,0x6b901122L);   HOST_c2l(data,l); X(14)=l;
        R0(D,A,B,C,X(13),12,0xfd987193L);   HOST_c2l(data,l); X(15)=l;
        R0(C,D,A,B,X(14),17,0xa679438eL);
        R0(B,C,D,A,X(15),22,0x49b40821L);
        /* Round 1 */
        R1(A,B,C,D,X( 1), 5,0xf61e2562L);
        R1(D,A,B,C,X( 6), 9,0xc040b340L);
        R1(C,D,A,B,X(11),14,0x265e5a51L);
        R1(B,C,D,A,X( 0),20,0xe9b6c7aaL);
        R1(A,B,C,D,X( 5), 5,0xd62f105dL);
        R1(D,A,B,C,X(10), 9,0x02441453L);
        R1(C,D,A,B,X(15),14,0xd8a1e681L);
        R1(B,C,D,A,X( 4),20,0xe7d3fbc8L);
        R1(A,B,C,D,X( 9), 5,0x21e1cde6L);
        R1(D,A,B,C,X(14), 9,0xc33707d6L);
        R1(C,D,A,B,X( 3),14,0xf4d50d87L);
        R1(B,C,D,A,X( 8),20,0x455a14edL);
        R1(A,B,C,D,X(13), 5,0xa9e3e905L);
        R1(D,A,B,C,X( 2), 9,0xfcefa3f8L);
        R1(C,D,A,B,X( 7),14,0x676f02d9L);
        R1(B,C,D,A,X(12),20,0x8d2a4c8aL);
        /* Round 2 */
        R2(A,B,C,D,X( 5), 4,0xfffa3942L);
        R2(D,A,B,C,X( 8),11,0x8771f681L);
        R2(C,D,A,B,X(11),16,0x6d9d6122L);
        R2(B,C,D,A,X(14),23,0xfde5380cL);
        R2(A,B,C,D,X( 1), 4,0xa4beea44L);
        R2(D,A,B,C,X( 4),11,0x4bdecfa9L);
        R2(C,D,A,B,X( 7),16,0xf6bb4b60L);
        R2(B,C,D,A,X(10),23,0xbebfbc70L);
        R2(A,B,C,D,X(13), 4,0x289b7ec6L);
        R2(D,A,B,C,X( 0),11,0xeaa127faL);
        R2(C,D,A,B,X( 3),16,0xd4ef3085L);
        R2(B,C,D,A,X( 6),23,0x04881d05L);
        R2(A,B,C,D,X( 9), 4,0xd9d4d039L);
        R2(D,A,B,C,X(12),11,0xe6db99e5L);
        R2(C,D,A,B,X(15),16,0x1fa27cf8L);
        R2(B,C,D,A,X( 2),23,0xc4ac5665L);
        /* Round 3 */
        R3(A,B,C,D,X( 0), 6,0xf4292244L);
        R3(D,A,B,C,X( 7),10,0x432aff97L);
        R3(C,D,A,B,X(14),15,0xab9423a7L);
        R3(B,C,D,A,X( 5),21,0xfc93a039L);
        R3(A,B,C,D,X(12), 6,0x655b59c3L);
        R3(D,A,B,C,X( 3),10,0x8f0ccc92L);
        R3(C,D,A,B,X(10),15,0xffeff47dL);
        R3(B,C,D,A,X( 1),21,0x85845dd1L);
        R3(A,B,C,D,X( 8), 6,0x6fa87e4fL);
        R3(D,A,B,C,X(15),10,0xfe2ce6e0L);
        R3(C,D,A,B,X( 6),15,0xa3014314L);
        R3(B,C,D,A,X(13),21,0x4e0811a1L);
        R3(A,B,C,D,X( 4), 6,0xf7537e82L);
        R3(D,A,B,C,X(11),10,0xbd3af235L);
        R3(C,D,A,B,X( 2),15,0x2ad7d2bbL);
        R3(B,C,D,A,X( 9),21,0xeb86d391L);

        A = c->A += A;
        B = c->B += B;
        C = c->C += C;
        D = c->D += D;
    }
}

// 传入需要哈希的明文,支持多次调用
int MD5_Update(MD5_CTX *c, const void *data_, size_t len){
    const unsigned char *data= static_cast<const unsigned char *>(data_);
    unsigned char *p;
    MD5_LONG l;
    size_t n;

    if (len==0) return 1;
    // 低位
    l=(c->Nl+(((MD5_LONG)len)<<3))&0xffffffffUL;
    if (l < c->Nl)
        c->Nh++;
    // 高位
    c->Nh+=(MD5_LONG)(len>>29);
    c->Nl=l;

    n = c->num;
    if (n != 0){
        p=(unsigned char *)c->data;

        if (len >= MD5_CBLOCK || len+n >= MD5_CBLOCK){
            memcpy (p+n,data,MD5_CBLOCK-n);
            md5_block_data_order(c,p,1);
            n      = MD5_CBLOCK-n;
            data  += n;
            len   -= n;
            c->num = 0;
            memset (p,0,MD5_CBLOCK);
        }else{
            memcpy (p+n,data,len);
            c->num += (unsigned int)len;
            return 1;
        }
    }

    n = len/MD5_CBLOCK;
    if (n > 0){
        md5_block_data_order(c,data,n);
        n    *= MD5_CBLOCK;
        data += n;
        len  -= n;
    }

    if (len != 0){
        p = (unsigned char *)c->data;
        c->num = (unsigned int)len;
        memcpy (p,data,len);
    }
    return 1;
}

// 得出最终结果
int MD5_Final(unsigned char *md, MD5_CTX *c){
    unsigned char *p = (unsigned char *)c->data;
    size_t n = c->num;

    p[n] = 0x80; /* there is always room for one */
    n++;

    if (n > (MD5_CBLOCK-8)){
        memset (p+n,0,MD5_CBLOCK-n);
        n=0;
        md5_block_data_order(c,p,1);
    }
    memset (p+n,0,MD5_CBLOCK-8-n);

    p += MD5_CBLOCK-8;
#if   defined(DATA_ORDER_IS_BIG_ENDIAN)
    (void)HOST_l2c(c->Nh,p);
    (void)HOST_l2c(c->Nl,p);
#elif defined(DATA_ORDER_IS_LITTLE_ENDIAN)
    (void)HOST_l2c(c->Nl,p);
    (void)HOST_l2c(c->Nh,p);
#endif
    p -= MD5_CBLOCK;
    md5_block_data_order(c,p,1);
    c->num=0;
    memset (p,0,MD5_CBLOCK);

#ifndef HASH_MAKE_STRING
#error "HASH_MAKE_STRING must be defined!"
#else
    HASH_MAKE_STRING(c,md);
#endif

    return 1;
}

//清除加载的各种算法,包括对称算法、摘要算法以及 PBE 算法,并清除这些算法相关的哈希表的内容。
void OPENSSL_cleanse(void *ptr, size_t len){
    unsigned char *p = static_cast<unsigned char *>(ptr);
    size_t loop = len, ctr = cleanse_ctr;
    while(loop--){
        *(p++) = (unsigned char)ctr;
        ctr += (17 + ((size_t)p & 0xF));
    }
    p= static_cast<unsigned char *>(memchr(ptr, (unsigned char) ctr, len));
    if(p)
        ctr += (63 + (size_t)p);
    cleanse_ctr = (unsigned char)ctr;
}

// 计算图片的md5值并返回
extern "C"
JNIEXPORT jstring JNICALL
Java_com_roysue_readasset_MainActivity_setNativeAssetManager(JNIEnv *env, jobject thiz,jobject asset_manager) {
    AAssetManager *nativeasset = AAssetManager_fromJava(env, asset_manager);

    AAsset *assetFile = AAssetManager_open(nativeasset, "1.png", AASSET_MODE_BUFFER);
    size_t fileLength = AAsset_getLength(assetFile);
    char *dataBuffer = (char *) malloc(fileLength);
    //read file data
    AAsset_read(assetFile, dataBuffer, fileLength);
    //the data has been copied to dataBuffer2, so , close it
    AAsset_close(assetFile);

    // 初始化MD5的上下文结构体
    MD5_CTX context = {0};
    MD5_Init(&context);

    // 传入待处理的内容以及内容的长度
    MD5_Update(&context, dataBuffer, fileLength);

    // 收尾和输出
    // 输出的缓冲区
    unsigned char dest[16] = {0};
    MD5_Final(dest, &context);

    // 结果转成十六进制字符串
    int i = 0;
    char szMd5[33] = {0};
    for(i=0; i<16; i++){
        sprintf(szMd5, "%s%02x", szMd5, dest[i]);
    }

    //free malloc
    free(dataBuffer);
    // 传回Java世界
    return env->NewStringUTF(szMd5);
}

运行结果

unidbg模拟执行demo2

模拟执行demo2会出现什么问题呢?先看一下IDA F5 效果

再写一下unidbg代码

package com.lession8;

import com.github.unidbg.AndroidEmulator;
import com.github.unidbg.Module;
import com.github.unidbg.linux.android.AndroidEmulatorBuilder;
import com.github.unidbg.linux.android.AndroidResolver;
import com.github.unidbg.linux.android.dvm.*;
import com.github.unidbg.memory.Memory;
import org.apache.log4j.Level;
import org.apache.log4j.Logger;

import java.io.File;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class demo2 extends AbstractJni {
    private final AndroidEmulator emulator;
    private final VM vm;
    private final Module module;

    demo2(){
        emulator = AndroidEmulatorBuilder.for32Bit().setProcessName("com.readAssets").build(); // 创建模拟器实例,要模拟32位或者64位,在这里区分
        final Memory memory = emulator.getMemory(); // 模拟器的内存操作接口
        memory.setLibraryResolver(new AndroidResolver(23)); // 设置系统类库解析
        vm = emulator.createDalvikVM(new File("unidbg-android\\src\\test\\java\\com\\lession8\\demo2.apk"));

        DalvikModule dm = vm.loadLibrary(new File("unidbg-android\\src\\test\\java\\com\\lession8\\libnative-lib.so"), true);
        module = dm.getModule();

        vm.setJni(this);
        vm.setVerbose(true);
    }

    public String call(){
        List<Object> list = new ArrayList<>(10);
        list.add(vm.getJNIEnv()); // 第一个参数是env
        list.add(0); // 第二个参数,实例方法是jobject,静态方法是jclazz,直接填0,一般用不到。
        Object custom = null;
        DvmObject<?> assetManager = vm.resolveClass("android/content/res/AssetManager").newObject(custom);// context
        list.add(vm.addLocalObject(assetManager));

        Number number = module.callFunction(emulator, 0x207C + 1, list.toArray())[0];
        String result = vm.getObject(number.intValue()).getValue().toString();
        return result;
    }

    public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException {
        Logger.getLogger("com.github.unidbg.linux.ARM32SyscallHandler").setLevel(Level.DEBUG);
        Logger.getLogger("com.github.unidbg.unix.UnixSyscallHandler").setLevel(Level.DEBUG);
        Logger.getLogger("com.github.unidbg.AbstractEmulator").setLevel(Level.DEBUG);
        Logger.getLogger("com.github.unidbg.linux.android.dvm.DalvikVM").setLevel(Level.DEBUG);
        Logger.getLogger("com.github.unidbg.linux.android.dvm.BaseVM").setLevel(Level.DEBUG);
        Logger.getLogger("com.github.unidbg.linux.android.dvm").setLevel(Level.DEBUG);
        demo2 test = new demo2();
        System.out.println("call demo2");
        System.out.println(test.call());
    }
}

运行

直截了当的报错,根据traceCode定位

AAssetManager_fromJava函数哪来的?为什么报错?这需要我们思考两个问题

  • Android开发中,Native层如何读取Assets文件
  • unidbg如何处理这情况

首先,apk资源文件的读取与demo1不同,并非简单的open了事

Assets加载相关的API,比如AAssetManager_fromJava,就是由libandroid.so这个系统SO实现,但是呢,unidbg并没有内置加载这个系统SO,我们首先看一下unidbg完整支持的系统SO

可以发现,其实并不是很多

考虑两个个问题

  • 为什么unidbg不内置支持所有系统SO的加载
  • 如果一个SO的依赖SO里包含unidbg尚未支持的系统SO,那该怎么办?

先讨论第一个问题

一部分原因是大部分SO中主要的依赖项,就是unidbg已经支持的这些,即已经够用了

把Android系统中全部SO都成功加载进unidbg虚拟内存中,既是很大的工作量,又会占用过多内存

另一个更主要的原因是,比如libandroid.so,其依赖SO实在太多了,想顺利加载整个SO确确实实是个苦差事!

再看问题2

如果SO的依赖项中有unidbg不支持的系统SO,怎么办?

首先,unidbg会给予提示

其次,尽管SO加载了unidbg不支持的SO,但有可能我们的目标函数并没有使用到这个系统SO,这种情况下就不用理会,当作不存在就行

但如果目标函数使用到了这个系统SO,那就麻烦了,我们就得直面这个问题,一般有两种处理办法

  • Patch/Hook 这个不支持的SO所使用的函数
  • 使用unidbg VirtualModule

方法一没什么技术含量而且并不总是能用

我们主要看一下方法二

VirtualModule是unidbg为此种情况所提供的官方解决方案,并在代码中提供了两个示例

分别是对libandroid.so以及libJniGraphics的处理

我们使用一下

只用这一句即可,需要注意,一定要在样本SO加载前加载它,道理也很简单,系统SO肯定比用户SO加载早鸭

unidbg如何实现一个VirtualModule?此类问题我们在更后面的文章去讨论它

需要注意的是,VirtualModule并不是一种真正意义上的加载SO,它本质上也是Hook,只不过实现了SO中少数几个函数罢了

比如AndroidModule中,只实现了libandroid中这几个常用的导出函数

@Override
protected void onInitialize(Emulator<?> emulator, final VM vm, Map<String, UnidbgPointer> symbols) {
    boolean is64Bit = emulator.is64Bit();
    SvcMemory svcMemory = emulator.getSvcMemory();
    symbols.put("AAssetManager_fromJava", svcMemory.registerSvc(is64Bit ? new Arm64Svc() {
        @Override
        public long handle(Emulator<?> emulator) {
            return fromJava(emulator, vm);
        }
    } : new ArmSvc() {
        @Override
        public long handle(Emulator<?> emulator) {
            return fromJava(emulator, vm);
        }
    }));
    symbols.put("AAssetManager_open", svcMemory.registerSvc(is64Bit ? new Arm64Svc() {
        @Override
        public long handle(Emulator<?> emulator) {
            return open(emulator, vm);
        }
    } : new ArmSvc() {
        @Override
        public long handle(Emulator<?> emulator) {
            return open(emulator, vm);
        }
    }));
    symbols.put("AAsset_close", svcMemory.registerSvc(is64Bit ? new Arm64Svc() {
        @Override
        public long handle(Emulator<?> emulator) {
            return close(emulator, vm);
        }
    } : new ArmSvc() {
        @Override
        public long handle(Emulator<?> emulator) {
            return close(emulator, vm);
        }
    }));
    symbols.put("AAsset_getBuffer", svcMemory.registerSvc(is64Bit ? new Arm64Svc() {
        @Override
        public long handle(Emulator<?> emulator) {
            return getBuffer(emulator, vm);
        }
    } : new ArmSvc() {
        @Override
        public long handle(Emulator<?> emulator) {
            return getBuffer(emulator, vm);
        }
    }));
    symbols.put("AAsset_getLength", svcMemory.registerSvc(is64Bit ? new Arm64Svc() {
        @Override
        public long handle(Emulator<?> emulator) {
            return getLength(emulator, vm);
        }
    } : new ArmSvc() {
        @Override
        public long handle(Emulator<?> emulator) {
            return getLength(emulator, vm);
        }
    }));
    symbols.put("AAsset_read", svcMemory.registerSvc(is64Bit ? new Arm64Svc() {
        @Override
        public long handle(Emulator<?> emulator) {
            throw new BackendException();
        }
    } : new ArmSvc() {
        @Override
        public long handle(Emulator<?> emulator) {
            return read(emulator, vm);
        }
    }));
}

尾声

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