Android Java層的anti-hooking技巧是怎樣的

本篇文章給大家分享的是有關Android Java層的anti-hooking技巧是怎樣的，小編覺得挺實用的，因此分享給大家學習，希望大家閱讀完這篇文章后可以有所收獲，話不多說，跟著小編一起來看看吧。

0x00 前言

一個最近關于檢測native hook框架的方法讓我開始思考一個Android應用如何在Java層檢測Cydia  Substrate或者Xposed框架。

聲明:

下文所有的anti-hooking技巧很容易就可以被有經驗的逆向人員繞過，這里只是展示幾個檢測的方法。在最近DexGuard和GuardIT等工具中還沒有這類anti-hooking檢測功能，不過我相信不久就會增加這個功能。

0x01 檢測安裝的應用

一個最直接的想法就是檢測設備上有沒有安裝Substrate或者Xposed框架，可以直接調用PackageManager顯示所有安裝的應用，然后看是否安裝了Substrate或者Xposed。

#!java

PackageManager packageManager = context.getPackageManager();

List applicationInfoList =  packageManager.getInstalledApplications(PackageManager.GET_META_DATA);

for(ApplicationInfo applicationInfo : applicationInfoList) {

if(applicationInfo.packageName.equals("de.robv.android.xposed.installer"))  {

Log.wtf("HookDetection", "Xposed found on the system.");

}

if(applicationInfo.packageName.equals("com.saurik.substrate")) {

Log.wtf("HookDetection", "Substrate found on the system.");

}

}

0x02 檢查調用棧里的可疑方法

另一個想到的方法是檢查Java調用棧里的可疑方法，主動拋出一個異常，然后打印方法的調用棧。代碼如下：

#!java

public class DoStuff {

public static String getSecret() {

try {

throw new Exception("blah");

}

catch(Exception e) {

for(StackTraceElement stackTraceElement : e.getStackTrace()) {

Log.wtf("HookDetection", stackTraceElement.getClassName() + "->" +  stackTraceElement.getMethodName());

}

}

return "ChangeMePls!!!";

}

}

當應用沒有被hook的時候，正常的調用棧是這樣的：

#!bash

com.example.hookdetection.DoStuff->getSecret

com.example.hookdetection.MainActivity->onCreate

android.app.Activity->performCreate

android.app.Instrumentation->callActivityOnCreate

android.app.ActivityThread->performLaunchActivity

android.app.ActivityThread->handleLaunchActivity

android.app.ActivityThread->access$800

android.app.ActivityThread$H->handleMessage

android.os.Handler->dispatchMessage

android.os.Looper->loop

android.app.ActivityThread->main

java.lang.reflect.Method->invokeNative

java.lang.reflect.Method->invoke

com.android.internal.os.ZygoteInit$MethodAndArgsCaller->run

com.android.internal.os.ZygoteInit->main

dalvik.system.NativeStart->main

但是假如有Xposed框架hook了com.example.hookdetection.DoStuff.getSecret方法，那么調用棧會有2個變化：

在dalvik.system.NativeStart.main方法后出現de.robv.android.xposed.XposedBridge.main調用

如果Xposed  hook了調用棧里的一個方法，還會有de.robv.android.xposed.XposedBridge.handleHookedMethod  和de.robv.android.xposed.XposedBridge.invokeOriginalMethodNative調用

所以如果hook了getSecret方法，調用棧就會如下：

#!bash

com.example.hookdetection.DoStuff->getSecret

de.robv.android.xposed.XposedBridge->invokeOriginalMethodNative

de.robv.android.xposed.XposedBridge->handleHookedMethod

com.example.hookdetection.DoStuff->getSecret

com.example.hookdetection.MainActivity->onCreate

android.app.Activity->performCreate

android.app.Instrumentation->callActivityOnCreate

android.app.ActivityThread->performLaunchActivity

android.app.ActivityThread->handleLaunchActivity

android.app.ActivityThread->access$800

android.app.ActivityThread$H->handleMessage

android.os.Handler->dispatchMessage

android.os.Looper->loop

android.app.ActivityThread->main

java.lang.reflect.Method->invokeNative

java.lang.reflect.Method->invoke

com.android.internal.os.ZygoteInit$MethodAndArgsCaller->run

com.android.internal.os.ZygoteInit->main

de.robv.android.xposed.XposedBridge->main

dalvik.system.NativeStart->main

下面看下Substrate hook  com.example.hookdetection.DoStuff.getSecret方法后，調用棧會有什么變化：

dalvik.system.NativeStart.main調用后會出現2次com.android.internal.os.ZygoteInit.main，而不是一次。

如果Substrate  hook了調用棧里的一個方法，還會出現com.saurik.substrate.MS$2.invoked，com.saurik.substrate.MS$MethodPointer.invoke還有跟Substrate擴展相關的方法(這里是com.cigital.freak.Freak$1$1.invoked)。

所以如果hook了getSecret方法，調用棧就會如下：

#!bash

com.example.hookdetection.DoStuff->getSecret

com.saurik.substrate._MS$MethodPointer->invoke

com.saurik.substrate.MS$MethodPointer->invoke

com.cigital.freak.Freak$1$1->invoked

com.saurik.substrate.MS$2->invoked

com.example.hookdetection.DoStuff->getSecret

com.example.hookdetection.MainActivity->onCreate

android.app.Activity->performCreate

android.app.Instrumentation->callActivityOnCreate

android.app.ActivityThread->performLaunchActivity

android.app.ActivityThread->handleLaunchActivity

android.app.ActivityThread->access$800

android.app.ActivityThread$H->handleMessage

android.os.Handler->dispatchMessage

android.os.Looper->loop

android.app.ActivityThread->main

java.lang.reflect.Method->invokeNative

java.lang.reflect.Method->invoke

com.android.internal.os.ZygoteInit$MethodAndArgsCaller->run

com.android.internal.os.ZygoteInit->main

com.android.internal.os.ZygoteInit->main

dalvik.system.NativeStart->main

在知道了調用棧的變化之后，就可以在Java層寫代碼進行檢測：

#!java

try {

throw new Exception("blah");

}

catch(Exception e) {

int zygoteInitCallCount = 0;

for(StackTraceElement stackTraceElement : e.getStackTrace()) {

if(stackTraceElement.getClassName().equals("com.android.internal.os.ZygoteInit"))  {

zygoteInitCallCount++;

if(zygoteInitCallCount == 2) {

Log.wtf("HookDetection", "Substrate is active on the device.");

}

}

if(stackTraceElement.getClassName().equals("com.saurik.substrate.MS$2")  &&

stackTraceElement.getMethodName().equals("invoked")) {

Log.wtf("HookDetection", "A method on the stack trace has been hooked using  Substrate.");

}

if(stackTraceElement.getClassName().equals("de.robv.android.xposed.XposedBridge")  &&

stackTraceElement.getMethodName().equals("main")) {

Log.wtf("HookDetection", "Xposed is active on the device.");

}

if(stackTraceElement.getClassName().equals("de.robv.android.xposed.XposedBridge")  &&

stackTraceElement.getMethodName().equals("handleHookedMethod")) {

Log.wtf("HookDetection", "A method on the stack trace has been hooked using  Xposed.");

}

}

}

0x03 檢測并不應該native的native方法

Xposed框架會把hook的Java方法類型改為"native"，然后把原來的方法替換成自己的代碼(調用hookedMethodCallback)。可以查看XposedBridge_hookMethodNative  的實現，是修改后app_process里的方法。

利用Xposed改變hook方法的這個特性(Substrate也使用類似的原理)，就可以用來檢測是否被hook了。注意這不能用來檢測ART運行時的Xposed，因為沒必要把方法的類型改為native。

假設有下面這個方法：

#!java

public class DoStuff {

public static String getSecret() {

return "ChangeMePls!!!";

}

}

如果getSecret方法被hook了，在運行的時候就會像下面的定義：

#!java

public class DoStuff {

// calls hookedMethodCallback if hooked using Xposed

public native static String getSecret();

}

基于上面的原理，檢測的步驟如下：

定位到應用的DEX文件

枚舉所有的class

通過反射機制判斷運行時不應該是native的方法

下面的Java展示了這個技巧。這里假設了應用本身沒有通過JNI調用本地代碼，大多數應用都不需要調用本地方法。不過如果有JNI調用的話，只需要把這些native方法添加到一個白名單中即可。理論上這個方法也可以用于檢測Java庫或者第三方庫，不過需要把第三方庫的native方法添加到一個白名單。檢測代碼如下：

#!java

for (ApplicationInfo applicationInfo : applicationInfoList) {

if (applicationInfo.processName.equals("com.example.hookdetection")) {

Set classes = new HashSet();

DexFile dex;

try {

dex = new DexFile(applicationInfo.sourceDir);

Enumeration entries = dex.entries();

while(entries.hasMoreElements()) {

String entry = entries.nextElement();

classes.add(entry);

}

dex.close();

}

catch (IOException e) {

Log.e("HookDetection", e.toString());

}

for(String className : classes) {

if(className.startsWith("com.example.hookdetection")) {

try {

Class clazz = HookDetection.class.forName(className);

for(Method method : clazz.getDeclaredMethods()) {

if(Modifier.isNative(method.getModifiers())){

Log.wtf("HookDetection", "Native function found (could be hooked by Substrate  or Xposed): " + clazz.getCanonicalName() + "->" + method.getName());

}

}

}

catch(ClassNotFoundException e) {

Log.wtf("HookDetection", e.toString());

}

}

}

}

}

0x04 通過/proc/[pid]/maps檢測可疑的共享對象或者JAR

/proc/[pid]/maps記錄了內存映射的區域和訪問權限，首先查看Android應用的映像，***列是起始地址和結束地址，第六列是映射文件的路徑。

#!bash

#cat /proc/5584/maps

40027000-4002c000 r-xp 00000000 103:06 2114 /system/bin/app_process

4002c000-4002d000 r--p 00004000 103:06 2114 /system/bin/app_process

4002d000-4002e000 rw-p 00005000 103:06 2114 /system/bin/app_process

4002e000-4003d000 r-xp 00000000 103:06 246 /system/bin/linker

4003d000-4003e000 r--p 0000e000 103:06 246 /system/bin/linker

4003e000-4003f000 rw-p 0000f000 103:06 246 /system/bin/linker

4003f000-40042000 rw-p 00000000 00:00 0

40042000-40043000 r--p 00000000 00:00 0

40043000-40044000 rw-p 00000000 00:00 0

40044000-40047000 r-xp 00000000 103:06 1176 /system/lib/libNimsWrap.so

40047000-40048000 r--p 00002000 103:06 1176 /system/lib/libNimsWrap.so

40048000-40049000 rw-p 00003000 103:06 1176 /system/lib/libNimsWrap.so

40049000-40091000 r-xp 00000000 103:06 1237 /system/lib/libc.so

... Lots of other memory regions here ...

因此可以寫代碼檢測加載到當前內存區域中的可疑文件：

#!java

try {

Set libraries = new HashSet();

String mapsFilename = "/proc/" + android.os.Process.myPid() + "/maps";

BufferedReader reader = new BufferedReader(new FileReader(mapsFilename));

String line;

while((line = reader.readLine()) != null) {

if (line.endsWith(".so") || line.endsWith(".jar")) {

int n = line.lastIndexOf(" ");

libraries.add(line.substring(n + 1));

}

}

for (String library : libraries) {

if(library.contains("com.saurik.substrate")) {

Log.wtf("HookDetection", "Substrate shared object found: " + library);

}

if(library.contains("XposedBridge.jar")) {

Log.wtf("HookDetection", "Xposed JAR found: " + library);

}

}

reader.close();

}

catch (Exception e) {

Log.wtf("HookDetection", e.toString());

}

Substrate會用到幾個so：

#!bash

Substrate shared object found:  /data/app-lib/com.saurik.substrate-1/libAndroidBootstrap0.so

Substrate shared object found:  /data/app-lib/com.saurik.substrate-1/libAndroidCydia.cy.so

Substrate shared object found:  /data/app-lib/com.saurik.substrate-1/libDalvikLoader.cy.so

Substrate shared object found:  /data/app-lib/com.saurik.substrate-1/libsubstrate.so

Substrate shared object found:  /data/app-lib/com.saurik.substrate-1/libsubstrate-dvm.so

Substrate shared object found:  /data/app-lib/com.saurik.substrate-1/libAndroidLoader.so

Xposed會用到一個Jar：

#!bash

Xposed JAR found:  /data/data/de.robv.android.xposed.installer/bin/XposedBridge.jar

0x05 繞過檢測的方法

上面討論了幾個anti-hooking的方法，不過相信也會有人提出繞過的方法，這里對應每個檢測方法如下：

hook PackageManager的getInstalledApplications，把Xposed或者Substrate的包名去掉

hook Exception的getStackTrace，把自己的方法去掉

hook getModifiers，把flag改成看起來不是native

hook 打開的文件的操作，返回/dev/null或者修改的map文件

以上就是Android Java層的anti-hooking技巧是怎樣的，小編相信有部分知識點可能是我們日常工作會見到或用到的。希望你能通過這篇文章學到更多知識。更多詳情敬請關注億速云行業資訊頻道。