某车联网App 通讯协议加密分析(三) Trace Block

一、目标

之前我们已经用unidbg跑通了libencrypt.so，那么如何判断跑出来的结果是对是错？再如何纠正unidbg跑错误的流程，是我们今天的目标。

v6.1.0

二、步骤

找到明显的接口来判断

checkcode是加密，加密的结果确实不好判断是否正确。不过我们可以试试解密，能解密就是对的，简单粗暴。这里解密函数是 decheckcode 。

public void callB() {
    String strA = "FlK6XicivmCwPSE3sk6b71m9WbWd/gYZtlajqGXhEXXjmWEZziR51rVWSEDwUUi4UN9RnoCGbLNmqI80Fiog4Sw==";
    String methodName = "decheckcode(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/String;";
    DvmObject ret = dvmClass.callStaticJniMethodObject(emulator, methodName,strA);
    String strOut = (String)ret.getValue();
    System.out.println("call decheckcode: " + strOut);
}

跑一下，这个结果明显不对，死心了

call decheckcode: fac34ffa581987c7a1ffa5b876ca96ce

分析问题

结果不对，肯定是过程不对。

那么解决方案就是分析对比unidbg运行的流程和app运行的流程有哪里有不同?

对比运行流程有三个粒度，函数、代码块和代码。 (在ida里按空格，出现的流程图中的每个块就是代码块)

我们今天主要要对比 decheckcode函数，所以先从代码块的粒度来做Trace。

Trace Block

unidbg提供一个BlockHook，每运行到一个代码块就触发这Hook，我们就利用他来做Trace Block

// 保存需要用frida Hook的Block的地址
public static Map<Integer, Integer> subTraceMap = new HashMap<Integer, Integer>();
// 保存命中的Block地址的次数，命中次数太多的就忽略掉。
public static Map<Integer, Integer> calcMap = new HashMap<Integer, Integer>();

// 入参是so基地址，   需要Trace代码的开始地址和结束地址
private void traceBlock(final long baseAddr, final long starAddr, final long endAddr) {
    emulator.getBackend().hook_add_new(new BlockHook() {
        @Override
        public void hookBlock(Backend backend, long address, int size, Object user) {
            // 代码块需要大于20个字节，  块太小 影响 frida的 hook
            if (size > 20) {
                Instruction[] insns = emulator.disassemble(address, 4, 0);

                int iSize = insns[0].getSize();
                int iUseAddr = 0;

                if (iSize == 4) {
                    // ARM模式 4字节
                    iUseAddr = (int) (address - baseAddr);
                } else {
                    // THUMB模式 2 字节 ，hook的时候 + 1 ，
                    iUseAddr = (int) (address - baseAddr) + 1;
                }

                if (calcMap.containsKey(iUseAddr)) {
                // 保存命中次数
                    int iValue = calcMap.get(iUseAddr);
                    calcMap.put(iUseAddr, iValue + 1);

                    // 4次以上的调用就不显示了, 也不用frida Trace了
                    if (iValue > 3) {
                        subTraceMap.remove(iUseAddr);
                    } else {
                        System.out.println("  " + "sub_" + Integer.toHexString((int) (address - baseAddr)) + " ");
                    }

                } else {
                    calcMap.put(iUseAddr, 1);
                    subTraceMap.put(iUseAddr, 1);

                    System.out.println("  " + "sub_" + Integer.toHexString((int) (address - baseAddr)) + " ");
                }
            }
        }

        @Override
        public void onAttach(UnHook unHook) {

        }

        @Override
        public void detach() {

        }

    }, starAddr, endAddr, 0);

}

Trace Block结束之后，把命中的代码块地址都打印出来，用于在Frida中去hook

public void PrintHookSubInfo(){
    System.out.println("subTrace len = " + subTraceMap.size());
    String strOut = "";
    for (Map.Entry<Integer, Integer> entry : subTraceMap.entrySet()) {
        int iShow = entry.getKey();
        // 为了和unidbg显示一致这里处理下
        if(iShow % 2 != 0){
            iShow = iShow -1;
        }
        strOut = strOut + "  ,['sub_" + Integer.toHexString(iShow ) + "','0x" + Integer.toHexString((int)entry.getKey() ) + "']";
    }
    System.out.println(strOut);
}

有了这两个函数就可以干活了

public void callB() {
    traceBlock(module.base,module.base,module.base  + module.size);
  ...
        String methodName = "decheckcode(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/String;";
        DvmObject ret = dvmClass.callStaticJniMethodObject(emulator, methodName,strA);
  ...
    PrintHookSubInfo();
}

在执行 decheckcode 之前去做Trace，执行之后去打印所有命中的Block地址。

Find native function Java_com_bangcle_comapiprotect_CheckCodeUtil_decheckcode => RX@0x4002b1bc[libencrypt.so]0x2b1bc
  sub_2b1bc
  sub_2b20c
  sub_2b238
  sub_2b254
  sub_2b270
  sub_2b28c
  sub_2b2a8
  sub_2b2c4
  sub_2b2e0
  sub_2b2fc
  sub_2b318
  sub_2b334
    ...

subTrace len = 127
  ,['sub_21400','0x21400']  ,['sub_21c00','0x21c00']  ,['sub_22200','0x22200']  ,['sub_2b604','0x2b604']  ...

Trace的结果出来了，命中的地址列表也打印出来了，一共命中了127个地址块。

frida Hook 对比

把命中的地址列表导入到frida里面去hook，然后就可以对比出来 unidbg跑的流程和App跑的流程的差别了。

function hook_suspected_function(targetSo) {
    const funcs = [
        ['sub_21400','0x21400']  ,['sub_21c00','0x21c00']  ,['sub_  ...
          ];

    for (var i in funcs) {
        let relativePtr = funcs[i][1];
        let funcPtr = targetSo.add(relativePtr);
        let describe = funcs[i][0];
        let handler = (function() {
            return function(args) {
                // console.log("\n");
                console.log(TAG + describe);
            };
        })();
        Interceptor.attach(funcPtr, {onEnter: handler});
    }
}


function traceNative() {
    var targetSo = Module.findBaseAddress('libencrypt.so');
    console.log(TAG +" Trace ############# libencrypt.so: " +targetSo);
    hook_suspected_function(targetSo);
}

// 然后在hook  decheckcode的时候打印Trace结果
Interceptor.attach(targetSo.add(0x2B1BC ),{
    onEnter: function(args){
        traceNative();

        var strCls = Java.use('java.lang.String');

        var strA = Java.cast(this.context.x2, strCls);
        console.log(TAG + "-------- decheckcode a = " + strA);

    },
    onLeave: function(retval){
        var strCls = Java.use('java.lang.String');
        var strRc = Java.cast(retval, strCls);
        console.log(TAG + "-------- decheckcode rc = " + strRc);

    }
});

对比结果

对比的方法比较low，先把unidbg Trace Block的结果复制到文本文件1，然后把frida hook打印的结果复制到文本文件2。最后开启 Beyond Compare 来对比

过程虽然很low，但是结果可一点都不low，从对比的结果看，大家之前都是好朋友，不过 sub_18650 之后就开始分道扬镳了。

这时候就需要问问ida了。

这里fopen了一个文件，文件名是做了base64。

base64谁不会呢，随便写两行代码就可以解出来了 /proc/%d/cmdline

这又在考我们的android编程知识了，问了下谷哥，哥说了，这是在读进程名，对于apk来说，进程名就是他的包名。

回想在 unidbg中有个不起眼的报错

[11:26:48 927]  INFO [com.github.unidbg.linux.ARM64SyscallHandler] (ARM64SyscallHandler:1309) - openat dirfd=-100, pathname=/proc/2256/cmdline, oflags=0x0, mode=0

这也是在提醒我们，读取进程名失败了。

重定向io

unidbg是支持这种情况的，先让 CaranywhereDemo 多继承一个 IOResolver 来做io重定向

public class CaranywhereDemo  extends AbstractJni implements IOResolver<AndroidFileIO> {
    ...

    public Caranywhere(String apkFilePath) throws DecoderException, IOException {
      ...
            emulator.getSyscallHandler().addIOResolver(this);
      ...
    }

    FileResult<AndroidFileIO> f1;

    public FileResult<AndroidFileIO> getF1(String pathname, int oflags) {
        if (f1 == null) {
            f1 = FileResult.<AndroidFileIO>success(new ByteArrayFileIO(oflags, pathname, "com.xxx.aeri.caranywhere".getBytes()));
        }
        System.out.println("new f1==" + pathname + "===" + vm.getPackageName());
        return f1;
    }

    @Override
    public FileResult<AndroidFileIO> resolve(Emulator<AndroidFileIO> emulator, String pathname, int oflags) {
        System.out.println(pathname);
        if ("/proc/self/cmdline".equals(pathname) || ("/proc/" + emulator.getPid() + "/cmdline").equals(pathname)) {
                        return getF1(pathname, oflags);
        }

        return null;
    }
}

ok了，这几步又和App跑的一样了，大家又是好朋友了。

不过问题还是没有解决，跑出来的结果还是不对，木有解密成功。而且貌似这个app还有坑，hook点一多就摆烂，直接崩溃。

得找新武器对付它了，期待下一章的大结局吧。

三、总结

何以解忧，唯有Trace。

能下断点Debug的App，一定就逃不出手心了。所以现在App的关注点都是抵抗Debug，抵抗下断点。

结果不对，就和正确的结果去对比流程，跑的和你一模一样，总没毛病吧？

凡说之难在知所说之心可以吾说当之

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