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安卓逆向-反调试与绕过反调试的几种姿势
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反调试在代码保护中扮演着很重要的角色，虽然不能完全阻止攻击者，但是还是能加大攻击者的时间成本，一般与加壳结合使用。 反调试可以分为两类：一类是检测，另一类是攻击，前者是去想各种办法去检测程序是否在被调试，如果正在被调试的话做出一些“反”的举措，比如退出等等，后者是采用攻击的方法，就是想办法让调试器不能正常工作或者是让调试器崩溃，从而阻止它，本章主要讲解检测方面的知识。
前言 -- ```php 反调试在代码保护中扮演着很重要的角色，虽然不能完全阻止攻击者，但是还是能加大攻击者的时间成本，一般与加壳结合使用。 反调试可以分为两类：一类是检测，另一类是攻击，前者是去想各种办法去检测程序是否在被调试，如果正在被调试的话做出一些“反”的举措，比如退出等等，后者是采用攻击的方法，就是想办法让调试器不能正常工作或者是让调试器崩溃，从而阻止它，本章主要讲解检测方面的知识。 ``` 一、实战详解分析-关键文件检测 --------------- ### 1、IDA案例思路分析 反调试通俗意思就是，程序挂起后突然出现八个F：FFFFFFFF或者在java层运行程序一直运行不起来等情况！ 第一个反调试会检测android\_server,文件名检测！来分析下android\_server源文件  接下来分析下filecheck,用IDA打开  拖入后，IDA反编译  这是编译可执行文件，那么和so文件有什么区别呢？ SO文件是可以找到JNI\_onload，那么编译可执行文件在IDA如何找逻辑所在处呢？ 可看到**main函数的入口函数**，在Exports搜索start：   进来后看到main函数，还有了BL libc\_init指令，这时候看看有几个参数？  如果这个函数的参数超过了四个以上（>4），跳转的地址就得用其他的寄存器来替代，libc\_init当它这里没有被代替的时候，往下找最大的寄存器只出现了R3为止，没有出现R4以上的寄存器，那么就可以猜测传入的个数的参数为：0-3就是四个参数！TAB查看伪C代码：  双击main方法  这样就是编译可执行程序所要找的main函数 就算在重新打开IDA反编译，还是直接进入main函数处，那么得知道如何进入main函数的地方 开始分析，TAB键打开伪c代码  隐藏类型后：  check()检查，执行下面的循环if，判断if需要执行检查check，双击check进入  v0 = opendir("/data/local/tmp"); opendir打开/data/local/tmp目录给V0，这是文件指针 result = getpid(); getpid给result。getpid是当前进程的ID。 v2 = result; result给V2 就是说当V0不为空的时候，要执行while里面的循环逻辑， V3=readdir(v0); readdir()返回参数dir 目录流的下个目录进入点。返回值：成功则返回下个目录进入点. 有错误发生或读取到目录文件尾则返回NULL. v4 = v3 == 0; 拿V3和0对比 v5 = (v3 + 19); 计算v3+19 if ( v4 ): 判断V3=readdir(v0);是否为null，为空结束循环 如果/data/local/tmp目录下有android\_server就会直接kill结束进程，这就是一个文件反调试逻辑思路。 ### 2、案例思路源码分析 过掉文件检查不难，直接改名字即可！开始分析下面的案例  C语言从这个main函数开始执行，首先对数组的开始一个声明，主要关心check函数，  check就是检测android\_server文件的！和之前理解的是一样的，定义了一个字符串指针指向目录/data/local/tmp，然后定义一个文件dir操作，用opendir打开tmp目录，打开后获取pid，接下来判断有没有打开，如果打开不为空（!=）就打开成功下面的while条件代码，currentDir有定义了一个指针，当读取的文件指针不为空（null)，就继续往下读取。 **遍历一个文件时，如果你的指针指向的下一个位不为空，意味着你的指针的后面还有文件。** ### 3、Android底层详解 上传文件名为android\_server和filecheck可执行文件**(android\_server文件在IDA的dbgsrv目录下)** ```php adb push C:\test\filecheck data/local/tmp adb push C:\test\android_server data/local/tmp ```  成功上传到底层，可执行文件 为filecheck赋最高权限 ```php chmod 777 filecheck ```  执行filecheck文件  我们看到执行失败，报处kliied 为android\_server改名测试  可以看到改名后，filecheck正常执行 二、实战详解分析-调试端口检测 --------------- ### 1、源码分析调试端口检测  打开checkTCP.c文件开始分析 直接分析check方法  首先C文件中执行定义字符数组char buf\[0x1000\]={0};，然后执行命令cat /proc/net/tcp |grep :5D8A"，这里grep :5D8A就是只查找存在5D8A字符的那一行，在/proc/net/tcp文件中5D8A代表端口的意思，5D8A是十六进制，转为十进制就是23946   如果存在23946这个端口就进入while循环，执行kill  ### 2、IDA分析调试端口检测 找到可执行文件  使用IDA打开，找到main函数，开始分析  如何找到main函数 ```php 1、左边列表中 2、在Exports搜索start,双击进入找到main双击进入 ``` 找到main函数后，查看伪C代码  双击sub\_728  这里的伪C代码和前面分析的c语言源码是一样的 ### 3、Android底层详解 上传可执行文件，上传android\_server文件 ```php adb push C:\test\checkTCP data/local/tmp adb push C:\test\android_server data/local/tmp ```  为两个文件赋执行权限  **测试没有启动23946端口状态** 执行checkTCP文件  没有输出，完成程序执行 **测试启动23946端口状态** 执行android\_server，启动23946端口  打开一个新窗口，执行checkTCP文件  我们看到输入了cat /proc/net/tcp |grep :5D8A结果，并killed了checkTCP程序 三、实战详解分析-进程名称检测 --------------- ### 1、源码分析进程名称检测 找到c语言源码  开始分析源码  直接从main函数开始分析，看到coursecheck方法   sprintf(filename, "/proc/%d/status", pid); 意思就是获取（getpid)pid值放到%d里面，然后可读的形式filename打开（r)操作，就是获取此时进程程序的一个状态。 FILE \*fd=fopen(filename,"r"); if(fd!=NULL) 开打一个文件fd，如果打开成功就进行while循环  fgets是大小，（line,bufsize,fd)指向指针的地方， if(strstr(line,"TracerPid")!=NULL); strstr会判断有没有TracerPid字符串 int statue =atoi(&line\[10\]); atoi会截取字符串前十个字符，意思就是检测TracerPid:，这个冒号后一位置不等于0的话，就表示TracerPid发生改变，就意味着在调试。 下面还对android\_server进行检测，如果有着杀死进程。 ### 2、IDA分析进程名称检测 在实战中进程遇到进程名称检测，开始分析关于进程检测的可执行文件 在main函数中找到coursecheck方法  双击sub\_794进入  getpid获取程序的pid，然后fopen指向命令,如果指向成功就进行检测TracerPid值，这里只是v6，这里v6在IDA识别为未定义的值。 ### 3、Android底层详解 上传进程检测可执行文件及android\_server文件 ```php adb push C:\test\BubbleSort data/local/tmp adb push C:\test\android_server data/local/tmp ```  赋权BubbleSort文件 ```php chmod 777 BubbleSort ```  执行程序  打开一个新窗口，查看BubbleSort文件运行状态 ```php ps | grep BubbleSort ```  11032是进程名称 查看该进程下的status文件 ```php cat /proc/11032/status ```  执行命令后就会遍历程序里面的内容，如果有TracerPid则不等于null，进入if，atoi检测前十位就是TracerPid:，判断TracerPid:后面的内容，如果为0就不进入下一个if，如果不为0就进入if继续执行。 那么现在让他发生变化，需要使用IDA！ 先运行android\_server启动，先给android\_server，并不用默认端口启动 ```php mv android_server test ./test -p12345 ```  在电脑端进行端口转发 ```php adb forward tcp:12345 tcp:12345 ```  完成后，打开IDA，连接本地的12345端口  配置IDA连接  配置IDA选项  继续ps查询BubbleSort程序 ```php ps | grep BubbleSort ```  根据进程名称11536查看进程文件夹中的status内容  可以看到这时候TracerPid内容不为0了，为11389，发生了变化  源码提示如果检测到TracerPid的值不等于0对程序进程打印然后杀死进程。 如何过滤掉？首先他要获取TracerPid，返回值为R0，那么修改R0或者注释即可，或者刷机修改系统内容，或者把TracerPid修改回去都可以 进程名称检测： ```php 当动态调试的时候找到TracerPid赋值的地方，手动把它赋值修改为0即可。 ``` 四、实战详解分析-轮循检查技术 --------------- **简述：**轮循检查主要通过**safe\_attach函数**和**handle\_events函数**来实现的，轮询检测反调试技术基于**循环检测进程的状态，判断当前进程是否在被调试**。 **优点：**实现比较简单 **缺点：**系统资源消耗大 **原理：**读取进程的/proc/\[pid\]/status文件，通过该文件得到调试，当前进程的调试器（检测调试器的\[pid\]) **实现：**通过status文件内的TracerPid字段的值判断当前进程或线程是否正在被调试。 **status文件中各字段简述：** Name：进程名称 State：进程状态 Tgid：一般进程的名称 Pid：一般进程的ID，它的值和getpid函数的返回值相等 PPid：父进程的ID TracerPid：实现调试功能的进程ID，值为0表示当前进程未被调试。 **绕过反调试检测的方案：** 1、动态调试时修改TracerPid字段值为0， 2、修改内核，让TracerPid字段值为负值 ### 1、源码分析-轮循检测技术  打开main.cpp  从main函数入口分析，main函数中调用了anti\_debugger()方法，anti\_debugger有调用了anti\_debugger\_thread方法，anti\_debugger\_thread中有调用了check\_debugger方法 下面详细分析check\_debugger中的内容  fopen中f是file，就是打开文件操作的意思，fopen打开path，path是上面传入path路径的256并以rt模式打开，如果打开不为空（!=null),就执行while循环，fgets就是打开指向的fp文件，if通过strncmp函数进行判断，使用line参数和TRACERPID参数进行对比，最多比较前 TRACERPID\_LEN个字节， 如line参数和TRACERPID参数内容一致，进入if判断，if中tracerPid为0直接打印，还有if (!tracerPid)不为0就返回flase！！ 这就是简单的一个检查遍历然后根据不同的结果返回不同的值。 ### 2、IDA分析轮循检测技术 上传轮循检测的可执行文件poll\_anti\_debug，并赋执行权限 ```php adb push C:\test\poll_anti_debug data/local/tmp chmod 777 poll_anti_debug ```  目前上传了检测调试程序，还需要上传调试程序  上传debugger调试程序，并赋权 ```php adb push C:\test\debugger data/local/tmp chmod 777 debugger ```  运行检测调试程序poll\_anti\_debug  一直在循环打印TracerPid: 0 我们开启debugger程序，来模拟我们现在正在调试，将pid值设置为poll\_anti\_debug程序的pid  我们看到poll\_anti\_debug检测到TracerPid的值发生了变化。 这就是轮循检测。 五、实战详解分析-self-debugging反调试 -------------------------- ### 1、原理简述 **原理：** Self的英文意思是自己，顾名思义，self-debugging就是通过调试自身检测出是否被调试。 父进程创建一个子进程，通过子进程调试父进程。 **特点：** 非常实用、高效率的实时反调试技术 **优点（可以作为受保护进程的主流反调试方案）：** 消耗的系统资源较少 几乎不影响受保护的进程性能 可以轻易地阻止其他进程调试受保护的进程 **缺点：** 实现比较复杂 **实现：** 核心ptrace函数 进程的信号机制 **注意：** 进程暂停状态比较多 **暂停状态** **signal-delivery-stop状态：**调试器和被调试进程之间的关系 **group-stop状态（难）：**sigcont信号 同时满足两个条件：进程/线程处于被调试状态；被调试进程/线程收到了暂停信号-->重置为0 sigstop sigtstp sigttin sigttou **syscall-stop状态** **ptrace-event-stop状态** **反-反调试方法：** 让父进程不fork 把while函数循环去掉 不能调试父进程，但是可以调试子进程，配合双IDA调试，挂起子进程 **下图可以明确表示出self-debugging反调试特点：**  fork是一个函数，fork函数fork出一个子进程来调试自己，那么别的函数就无法进程调试了，那么通过调试fork出来的子进程从而调试父进程。 **同一时刻，一个进程只能被一个进程附加（调试）** 用的比较少，还没进程名称检查用的多 ### 2、self-debugging反调试案例详解 将测试文件debugger和self-debugging上次到测试机 ```php adb push C:\test\debugger data/local/tmp adb push C:\test\self-debugging data/local/tmp ```  上传成功后进行赋权 ```php chmod 777 debugger self-debugging ```  找个进程调试，我们选择nfc ```php ps | grep com. ```  nfc进程的PID是3251，我们通过debugger程序开始调试 ```php ./debugger 3251 ```  前面见过如果一个进程被调试，他的TracerPid会发生什么变化？查看下： ```php cat /proc/3251/status ```  此时TracerPid变化为5574，5574是什么呢 ```php ps | grep 5574 ```  可以看到5574是debugger程序的PID，那么结论就是，TracerPid会变成调试器的PID 运行self-debugging:  可以看到main pid为5636是主进程的PID child pid为5637是子进程的PID 这是我在用debugger程序去调试self-debugging测试一下 ```php ./debugger 5636 ```  ```php PTRACE_ATTACH: Operation not permitted ``` 不允许操作，可以看到这就是验证了之前讲的，一个进程只能被一个进程附加（调试）。那么怎么办呢 **如果一个主进程不能被附加，就附加他的子进程即可。** ```php ./debugger 5637 ```  这时候就可以了，这就是self-debugging反调试的流程和原理，绕过self-debugging直接附加在他的子进程即可。 六、实战详解分析-Java层反调试 ----------------- ```php JDWP协议 JDWP 是 Java Debug Wire Protocol 的缩写，它定义了调试器（debugger）和被调试的 Java 虚拟机（target vm）之间的通信协议 安卓程序动态调试条件（两个满足之一） 1、在AndroidMainfest.xml中，application标签下，Android:debuggable=true 2、系统默认调试，在bulid.prop(boot.img)，ro.debugable=1 Android SDK中有android.so.debug类提供了一个isDebuggerConnected方法，用于判断JDWP调试器是否正在工作。 ``` java层反调试基于以上两个原理执行 ### 1、静态分析-实战案例 jadx开打测试apk  找到Oncreate  isDebuggerConnercted方法，用于判断JDWP调试器是否正在工作。  Debug.isDebuggerConnected()获取一个值进行比较，如果为真，就进行加载 loadLibrary();库。  所以会根据isDebuggerConnected进行一个判断，只要符合条件成立就执行if里面的逻辑，不成立不加载加载 loadLibrary库。这就是在java层进行反调试。也能用来保护代码。 **那如何绕过判断JDWP调试器呢？** 使用AndroidKiller反编制apk安装包：  遇到加壳先不管，加壳后期会教，主要用该APK熟悉java层反调试的逻辑，以及如何修改的思路。  AndroidKiller反编译后，直接工程搜索： isDebuggerConnected  通过工程搜索找到smile代码处，那么可看到有判断条件，绕过的方法很多，将if-nez修改为if-eqz,或者删除，注释或者该判断条件等等。 七、实战案例分析 -------- ### 案例一：静态分析-AntiDebug  **拿到一个apk第一步先去查壳，第二步adroidkiller查看没有签名，然后就可以逆向破解逻辑了** jadx反编译antiDebug.apk,并查询onCreate方法   System.loadLibrary("antidebug");直接加载antidebug,那么说明逻辑在so库里面，ida分析 找到so文件，使用IDA打开   滴入IDA后，第一步搜索静态注册找到jni\_OnLoad函数  查看伪C代码  两个赋值之后进行if判断，if判断用了或运算符，就是括号里面四个参数有一个成立if条件成立  那么只要找到四个参数的返回值进行修改，让他们返回值整理翻一个一个假即可 **anti\_time()方法分析** 1）先查anti\_time(),双击函数名称进入  首先定义结构体类型，时间类型timeval, 定义v0=getpid,然后调用了同一个函数gettimefday传入两个不同的值。 v1=tv.tv\_sec - v3.tv\_sec;：通过传入不同的参数调用tv\_sec做差值获取到v1，如果v1小于等于1返回0，否则就kill进程。这就是一个简单的时间测试，脱壳也会在之后教学。 **anti\_breakpoint()方法分析**  目的是想要返回值不触发，只需要里面函数的返回值都为0 即可，来分析一下逻辑，这里很多if嵌套，if在嵌套while等等，那么最终不执行return 1，可以在很多if中进行修改判断条件即可，方法很多。 **anti\_pthread()方法分析**  pthread\_self创建子线程 pipe(&pipefd); pipe是管道的意思，意思是是实现进程通信。 pthread\_create创建线程，传入四个参数，查看第三个参数：anti\_thread  最后都是return 0这里就是获取一个线程。 ### 案例二：动态分析 上面通过静态的方式简单熟悉了代码，现在通过动态分析反调试如何绕过该方法。 #### 1、环境调试 **1、安装apk** ```php adb install C:\test\AntiDebug.apk ```  **2、上传android\_server** 利用adb将android\_server文件传送到真机下指定的文件目录内（android\_server文件在IDA\\dbgsrv目录下） ```php adb push C:\test\android_server data/local/tmp ```  可以去android目录下面去看看是否成功 ```php adb devices adb shell su cd /data/local/tmp/ ls -al ```  将android\_server改名为test,并赋予777权限给test ```php mv android_server test chmod 777 test ```  **3、启动环境** 然后直接运行test，设置端口为22222 ```php ./test -p22222 ```  进行将22222端口转发到电脑端 ```php adb forward tcp:22222 tcp:22222 ```  **4、挂起程序** 在jadx中打开apk，MainActivity.xml中有标出  ```php com.qianyu.antidebug.MainActivity ``` 挂起程序 ```php adb shell am start -D -n com.qianyu.antidebug/.MainActivity ```  安卓启动的端口是23946 开启后再次打开另外一个CMD窗口，将安卓上面的23946端口转发到win电脑上 ```php adb forward tcp:23946 tcp:23946 ```  接下接下来就是要调试APK安装到真机上 ```php adb install E:\IDA7.0\test\javandk1.apk ```  **5、配置DDMS**  **6、配置IDA**  然后勾选三项配置   然后F9进入run状态  加载so文件 ```php jdb -connect com.sun.jdi.SocketAttach:hostname=127.0.0.1,port=8600 ```  再次run  libantidebug.so就加载进来了，这样就可以开始IDA动态分析了 #### 2、动态调试分析 在Modules找到libantidebug.so的JNI-onload：  在JNI\_onload下断点  F9执行  可以看到红色变为蓝色后，程序就运行到了下断点出。 此时进来后看到状态寄存器T=1:  说明他这里面都是thumb模式指令。  0 2 4 6 8 A，都是每次增加两位 接下来进行动静结合深入理解 通过解压apk，在libs下找到so库文件，丢入IDA打开JNI\_onload,并按F5查看伪c代码   这四个函数和反调试有关，来找一个函数位置，复制到汇编代码  接下来和动态一起从上往下依次分析，R3是什么  直接F8过来，R3是GetEnv,继续步入  可看到BLX R3就是源码中的GetEnv，if条件如果Env获取成功的话就会执行后面的三个函数  通过前面就知道，这里三个函数会在这里进行反调试，如何跳过不执行呢？ 同步PC寄存器  接下来吧三个函数NOP掉即可！F2修改为00后，F2保存  操作完成后可以看到三个函数就没有了。 查看下registerNative，双击进入    此时BL R5里面有四个参数，遇到registerNative共四个参数，只需要看第三个参数即可，这里有R5寄存器有四个参数，可以跳转到R5查看：F4  这时候F4跳转过来后，查看第三个参数R2点击箭头进入  可以看到识别地址后什么也没有，前面是没有分析该函数源码，查看源码  在c文件中jni\_onload充当什么作用呢？ main入口函数： 在java层要使用loadLibrary加载so库，loadLibrary会便利so库，就是以main做为入口函数。 所以分析的C文件是要从JNI\_Onload这里开始分析：  可以看到JNINativeMethod nativeMethod\[\]={};，这里为空，什么都没做！返回为空。那么这时候就绕过了反调试保护。 八、总结 ---- ```php 本章节从静态调试和动态调试出发，详解解读了文件检测、端口检测、进程名称检测、定时轮询检测、self-debugging反调试，JDWP协议反调试。 关键文件检测：对特定目录下的特定文件名称进行检测,如：android_server等，如果存在，将结束程序。 调试端口检测：对正在运行的特定端口进行检测，如：23946等，如果存在，将结束程序。 进程名称检测：对正在运行的特定进程名称进行检测，如：android_server等，如果存在，将结束程序。 轮循检测：启动一个循环，定时对TracerPid的值等其他特点进行检测，如果发生被调试的特征的变化，将结束进程。 self-debugging反调试：利用一个进程只能被调试一次的特点，创建一个子进程用来对自身进行调试，让其他调试程序无法调试。 JDWP协议反调试：通过一个isDebuggerConnected方法，用于判断JDWP调试器是否正在工作，如果存在，将结束程序。 ```
发表于 2021-10-19 18:04:09
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分类：
漏洞分析
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1 条评论
miracles
2022-06-01 15:06
能不能分享一下项目的案例
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嗯嗯呐
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