devbox
我家小花儿
这个屌丝很懒，什么也没留下！
关注作者
热门标签
热门文章
当前位置:   article > 正文

Android SO文件保护加固——加密篇（一）_安卓so库开发内存保护

作者：我家小花儿 | 2024-06-28 18:00:58

赞

踩

安卓so库开发内存保护

这篇是一系列的关于SO文件保护的自我理解，SO文件保护分为加固，混淆以及最近炒的比较火的虚拟机，由于本人菜鸟，无力分析虚拟机，我相信以后会有机会。。。加固就是将真正的so代码保护起来，不让攻击者那么轻易的发现，至于混淆，由于ART机制的介入，使得O-LLVM越来越火，这以后有机会再分析，这次主要是基于有源码的so文件保护，下次介绍无源码的so文件保护，废话不多说，开搞

在这之前首先对elf文件结构有一定的了解，不一定完全了解，本菜鸟就不是完全懂，在文章开始之前有个知识点必须了解：


这两个节头要有所了解：
.init:可执行指令，构成进程的初始化代码，发生在main函数调用之前。
.fini:进程终止指令，发生在main函数调用之后。
以上这么分析感觉有点像c++的构造函数和析构函数，的确构造和析构是由此实现的。
并且结合GGC的可扩展机制：
__attribute__((section(".mytext")));可以把相应的函数和要保护的代码放在自己所定义的节里面。
这就引入了我们今天的主题，可以把我们关键的so文件中的核心函数放在自己所定义的节里面，然后进行加密保护，在合适的时机构造解密函数，当然解密函数可以用这个_attribute__((constructor))进行定义;类似于C++构造函数发生在main函数之前。
OK这个就是这篇文章的核心思想。
流程安排：
1.编写一个Native程序，对里面的关键函数放在自己所定义的节中，并且编写解密函数（当然这个是在你已知加密函数的基础上）
2.对得到的.so文件进行加密
3.加密后的替换验证
接下来走流程：
1.编写一个简单的计算器，把核心的代码放在.so文件里面如图：


这个比较简单很容易理解：
接下来是关键函数的自定义与解密函数：直接看代码：

  
  

   
   

    
    

     
     [java] view plain copy

     
     

     
      
    
    

   
   

   
   
  1. #include "com_example_jni02_CallSo.h"  
  2. #include <jni.h>  
  3. #include <stdio.h>  
  4. #include <stdlib.h>  
  5. #include <string.h>  
  6. #include <unistd.h>  
  7. #include <sys/types.h>  
  8. #include <elf.h>  
  9. #include <sys/mman.h>  
  10. #include <Android/log.h>  
  11. //这里对 Java_com_example_jni02_CallSo_plus这个方法进行加密保护  
  12. jint JNICALL Java_com_example_jni02_CallSo_plus(JNIEnv* env, jobject obj, jint a, jint b)  __attribute__((section (".mytext")));  
  13. JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_example_jni02_CallSo_getString  
  14.   (JNIEnv* env, jobject obj){  
  15.     return (*env)->NewStringUTF(env,"Hello");  
  16. }  
  17. JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_example_jni02_CallSo_plus  
  18.   (JNIEnv* env, jobject obj, jint a, jint b){  
  19.   
  20.     return a+b;  
  21. }  
  22. //在调用so文件进行解密  
  23. void init_Java_com_example_jni02_CallSo_plus() __attribute__((constructor));  
  24. unsigned long getLibAddr();  
  25.   
  26. void init_Java_com_example_jni02_CallSo_plus(){  
  27.     char name[15];  
  28.     unsigned int nblock;  
  29.     unsigned int nsize;  
  30.     unsigned long base;  
  31.     unsigned long text_addr;  
  32.     unsigned int i;  
  33.     Elf32_Ehdr *ehdr;  
  34.     Elf32_Shdr *shdr;  
  35.     base=getLibAddr();  
  36.     ehdr=(Elf32_Ehdr *)base;  
  37.     text_addr=ehdr->e_shoff+base;  
  38.     nblock=ehdr->e_entry >>16;  
  39.     nsize=ehdr->e_entry&0xffff;  
  40.     __android_log_print(ANDROID_LOG_INFO, "JNITag", "nblock =  0x%d,nsize:%d", nblock,nsize);  
  41.     __android_log_print(ANDROID_LOG_INFO, "JNITag", "base =  0x%x", text_addr);  
  42.     printf("nblock = %d\n", nblock);  
  43.    //修改内存权限  
  44.      if(mprotect((void *) (text_addr / PAGE_SIZE * PAGE_SIZE), 4096 * nsize, PROT_READ | PROT_EXEC | PROT_WRITE) != 0){  
  45.        puts("mem privilege change failed");  
  46.         __android_log_print(ANDROID_LOG_INFO, "JNITag", "mem privilege change failed");  
  47.      }  
  48.      //进行解密，是针对加密算法的  
  49.      for(i=0;i<nblock;i++){  
  50.          char *addr=(char*)(text_addr+i);  
  51.          *addr=~(*addr);  
  52.      }  
  53.       if(mprotect((void *) (text_addr / PAGE_SIZE * PAGE_SIZE), 4096 * nsize, PROT_READ | PROT_EXEC) != 0){  
  54.         puts("mem privilege change failed");  
  55.       }  
  56.       puts("Decrypt success");  
  57. }  
  58. //获取到SO文件加载到内存中的起始地址，只有找到起始地址才能够进行解密；  
  59. unsigned long getLibAddr(){  
  60.     unsigned long ret=0;  
  61.     char name[]="libaddcomputer.so";  
  62.     char buf[4096];  
  63.     char *temp;  
  64.     int pid;  
  65.     FILE *fp;  
  66.     pid=getpid();  
  67.     sprintf(buf,"/proc/%d/maps",pid);  
  68.     fp=fopen(buf,"r");  
  69.     if(fp==NULL){  
  70.         puts("open failed");  
  71.         goto _error;  
  72.     }  
  73.     while (fgets(buf,sizeof(buf),fp)){  
  74.         if(strstr(buf,name)){  
  75.             temp = strtok(buf, "-");  
  76.             ret = strtoul(temp, NULL, 16);  
  77.             break;  
  78.         }  
  79.     }  
  80.     _error:  
  81.       fclose(fp);  
  82.       return ret;  
  83. }  

  
  
在这里重点解释这个解密函数：
首先看到的是getLibAddr()这个函数：在介绍这个函数之前首先了解一个内存映射问题：
和Linux一样，Android提供了基于/proc的“伪文件”系统来作为查看用户进程内存映像的接口(cat /proc/pid/maps)。可以说，这是Android系统内核层开放给用户层关于进程内存信息的一扇窗户。通过它，我们可以查看到当前进程空间的内存映射情况，模块加载情况以及虚拟地址和内存读写执行（rwxp）属性等。


接下来包括内存权限的修改以及函数的解密算法，最后包括内存权限的修改回去，应该都比较好理解。ok，以上编写完以后就编译生成.so文件。
2.对得到的.so文件进行加密：
这一块也是一个重点，大致上逻辑我们可以这么认为：先找到那个我们自己所定义的节，然后找到对应的offset和size，最后进行加密，加密完以后重新的写到另一个新的.so文件中，这块是需要建立在对ELF了解的基础上
这里重点了解一下这个加密函数，在自己写的时候可以在这个基础上进行改进。
首先看一下这个核心加密代码：

  
  

   
   

    
    

     
     [java] view plain copy

     
     

     
      
    
    

   
   

   
   
  1. private static void encodeSection(byte[] fileByteArys){  
  2.         //读取String Section段  
  3.         System.out.println();  
  4.           
  5.         int string_section_index = Utils.byte2Short(type_32.hdr.e_shstrndx);  
  6.         elf32_shdr shdr = type_32.shdrList.get(string_section_index);  
  7.         int size = Utils.byte2Int(shdr.sh_size);  
  8.         int offset = Utils.byte2Int(shdr.sh_offset);  
  9.   
  10.         int mySectionOffset=0,mySectionSize=0;  
  11.         for(elf32_shdr temp : type_32.shdrList){  
  12.             int sectionNameOffset = offset+Utils.byte2Int(temp.sh_name);  
  13.             if(Utils.isEqualByteAry(fileByteArys, sectionNameOffset, encodeSectionName)){  
  14.                 //这里需要读取section段然后进行数据加密  
  15.                 mySectionOffset = Utils.byte2Int(temp.sh_offset);  
  16.                 mySectionSize = Utils.byte2Int(temp.sh_size);  
  17.                 byte[] sectionAry = Utils.copyBytes(fileByteArys, mySectionOffset, mySectionSize);  
  18.                 for(int i=0;i<sectionAry.length;i++){  
  19.                     //sectionAry[i] = (byte)(sectionAry[i] ^ 0xFF);  
  20.                     sectionAry[i]=(byte) ~sectionAry[i];  
  21.                 }  
  22.                 Utils.replaceByteAry(fileByteArys, mySectionOffset, sectionAry);  
  23.             }  
  24.         }  
  25.   
  26.         //修改Elf Header中的entry和offset值  
  27.         int nSize = mySectionSize/4096 + (mySectionSize%4096 == 0 ? 0 : 1);  
  28.         byte[] entry = new byte[4];  
  29.         entry = Utils.int2Byte((mySectionSize<<16) + nSize);  
  30.         Utils.replaceByteAry(fileByteArys, 24, entry);  
  31.         byte[] offsetAry = new byte[4];  
  32.         offsetAry = Utils.int2Byte(mySectionOffset);  
  33.         Utils.replaceByteAry(fileByteArys, 32, offsetAry);  
  34.     }  

  
  
以上加密是没有问题的，但是对于最后so文件头的修改简单的说明一下：
修改so文件为什么不会报错的原因进行简单的说明：
我们在这考虑一个问题就是Section与Segment的区别，由于OS在映射ELF到内存时，每一个段会占用是页的整数倍，这样会产生浪费，在操作系统的层面来讲，可以吧相同权限的section放在一起成为一个Segment再进行映射，这样一来减少浪费，但是在映射的时候会有一部分信息不会映射到内存中，可以看这个图：
、
因此来说修改这些不会报错。
3.对于文件替换后没有什么问题，运行结果为：
总结：
该篇是在有源码的基础上进行对特定的section进行加密，但是试想一下，有多少情况下才能有源码，因此局限性比较大，
下一篇是基于二进制级别的特定函数的加密，链接为：点击打开链接
源码是：http://download.csdn.NET/detail/feibabeibei_beibei/9532172
转自：http://blog.csdn.net/feibabeibei_beibei/article/details/51498285

声明：本文内容由网友自发贡献，不代表【wpsshop博客】立场，版权归原作者所有，本站不承担相应法律责任。如您发现有侵权的内容，请联系我们。转载请注明出处：https://www.wpsshop.cn/w/我家小花儿/article/detail/766796
推荐阅读
相关标签

Copyright © 2003-2013 www.wpsshop.cn 版权所有，并保留所有权利。

  

闽ICP备14008679号