解密所有APP运行过程中的内部逻辑

0×01 前言

这年头,apk全都是加密啊,加壳啊,反调试啊,小伙伴们表示已经不能愉快的玩耍了。静态分析越来越不靠谱了,apktool、ApkIDE、jd GUI、dex2jar等已经无法满足大家的需求了。那么问题就来了,小伙伴们真正需要的是什么?好的,大家一起呐喊出你内心的欲望吧,我们的目标是——“debug apk step by step”。

0×02 那些不靠谱的工具

先来说说那些不靠谱的工具,就是今天吭了我小半天的各种工具,看官上坐,待我细细道来。

2.1 IDA pro

IDA pro6.6之后加入了dex动态调试功能,一时间普天同庆、喜大普奔。兴奋之后你才会发现IDA这东西在动态调试方面真的是很挫,就算他是静态反编译之王,我也不得不说他的动态调试功能还非常需要加强。先说说使用ida调试dex的方法。

IDA pro 调试 dex 流程:

 

图 1 ida debug 配置

图 2 ida 动态调试 apk

触发断点,在watch view和Locals窗口都能看到内存变量的值,简直就是画美不看啊,是不是有点小兴奋?!我只能说高兴的太早了,小伙伴们还是太天真了,仔细观察下,就算你勾选了“Hex display”,你还是无法以hex格式显示变量的值,就是说不可显示字符你都看不到值是什么,而且我找了很久也没找到类似windbg、od、vc6、gdb、lldb那样以各种姿势或者命令直接查看某内存地址值的功能,然后就出现了如图3的画面…… WTF!我特么忙活了半天居然还不如直接logcat来得痛快!

图 3  Locals 窗口

2.2 apktool+eclipse

其实小生一直还是很支持eclipse的,毕竟伴我度过了无数不眠之夜和懵懂的年华(当然苍老师和windbg可能占的更多),可是这次我真的有点小失望哈。由于使用apktool+eclipse和apktool+android studio的调试方法跟apktool+idea一样,调试方法后面一起说,这里我就先纯吐槽了。

当小伙伴们成功设置调试选项,带着嗨翻的心情进入调试界面的时候,我们看到了如图4的画面,细细观察和各种尝试之后,我保证你的心里一定有一万头草泥马奔腾而过!!!。

图 4 eclipse 单步调试 apk

我们都看到了啥:

1.debug 窗口表示命中第 30 行的断点

2.variables 窗口没有任何本地变量的值,寄存器的值也没有

3.单步步入、单步步过等调试按钮都是灰色的,快捷键F5678都没反应

我就想知道这你让我怎么 debug ,难道我要设无限个断点,拼命 f9 来调试?就算是这样,我该去哪儿看变量的值?

2.3 apktool+android studio

android studio 这个东西本来是蛮不错的,就是稍微有点卡,习惯了也还好。其实android studio 本身就是用 idea 改的,但是好像给改挫了。调试方法还是后面再说,直接上成功挂载到调试界面的图,如图 5 。

图 5 android studio 单步调试 apk

这次情况是这样的:

1.可以看到现在程序停在哪一行,虽然不明显

2.本地变量能看到,但是寄存器还是木有啊

3.单步按钮还有单步快捷键都能用了,看起来好多了啊

我还是想说,问题是寄存器的值还是没法直观的看到啊,对于有强迫症的我还是无法接受这种设定啊,想当年 vc6 、 od 、 windbg 、 gdb 、 lldb 是多么的给力,多么的好用!

0×03 apktool+idea

正菜来了, apktool 2.0bete9 版本推出了 -d 选项,专门用来重打包 apk 进行单步调试的,给力! apktool + idea 无源码 debug apkstep by step 简直不要太好用, 这也是我跟小波请教之后才弄好的,这个选项也是小波等人建议 apktool 作者这样做的,不禁感叹一句,波神你为何这么屌!

3.1调试基础

[email protected][CCG] 的文章,原文链接:http://www.kanxue.com/bbs/showthread.php?p=1291716

根据 android 的官方文档,如果要调试一个 apk 里面的 dex 代码,必须满足以下两个条件中的任何一个:

 

由于正常的软件发布时都不会把 android:debuggable 设置为 false (当然也不排除某些很 2 的应用偏偏就是 true ),所以要达成条件 1 需要对 app 进行重新打包,这不仅每次分析一个 apk 都重复操作,而且很多软件会对自身进行校验,重打包后执行会被检测到,所以想办法满足第 2 个条件是个一劳永逸的办法。

由于 default.prop 是保存在 boot.img 的 ramdisk 中,这部分每次重新启动都会重新从 rom 中加载,所以要到目的必须修改 boot.img 中的 ramdisk 并重新刷到设备中。修改步骤如下(我没试过,有兴趣的倒腾下):

 

3.2调试方法

这里我们还是用第一种方法来进行测试:

1.下载 apktool2.0b9 版本,下载地址:http://connortumbleson.com/2014/02/06/apktool-2-0-0-beta-9-released/

2. 使用 apktool 反编译 apk :

加上-d选项之后反编译出的文件后缀为.java,而不是.smali,每个.java文件立马都伪造成了一个类,语句全都是“a=0;”这一句,smali语句成为注释,小伙伴们自己看看打开就知道了,做这些都是为了后面欺骗idea、eclipse、androidstudio这些ide的;

3.加入android:debuggable=”true”选项;

4. 重打包 apk ,一定记得也使用 -d 选项:

 

5.对apk进行签名并安装apk到调试设备(这个不用我说怎么操作吧);

6. 下载安装并打开 idea ,新建一个空的 java 项目,本例中项目名为“ DebugOnly”,将 apk 反编译后的 smali 目录下的所有文件拷贝到刚才新建的 java 项目的 src/ 目录下,刷新,如图 6 ;

图 6 拷贝文件

7. 打开 androiddevice monitor (终端下敲命令 monitor 或者 ddms ),终端下运行命令: adb shell am start -D -n {Package Name}/.{Activity},运行效果如图7;

图 7 命令运行效果

此时在调试设备上会显示等待调试器接入:

图 8 调试设备状态

8. 从 androiddevice monitor 上发现需要调试的程序已经显示在列表里面了,记下端口号,本例中为 8700 ;

图 9 android device monitor

9. 新建远程调试:依次点击 run->edit configuration-> “+”号 ->Remote ,选中第 6步中新建的项目,填写第 8 步中获得的端口号,如图 10 ;

图 10 debug 设置

10. 找到相应位置设置断点(在想设断点的位置前后多设置几个断点),点击 run->debug->unnamed ,其中 unnamed 是第 9 步中新建的远程调试的名字;

图 11 远程调试名字

11. 不出意外的话,小伙伴们应该能看到如图 12 所示的画面,恭喜你,已经成功了!此时此刻兴奋之情简直能以言表哈~ good luck! have fun! enjoy~

图 12 idea 单步调试 apk

0×04后语

另外,阿呆曾经提到一篇文章用 jdb 远程调试 android 程序的文章,链接为:http://resources.infosecinstitute.com/android-hacking-security-part-6-exploiting-debuggable-android-applications/ ,我没有尝试过,主要是我比较懒,用 apktool+idea 已经够用了,就没去倒腾,有兴趣的小伙伴请自行倒腾,别忘了分享!

最后,其实我也不确定 ida 是不是真的不能以 hex 格式显示变量值,或许是我不会用 ida 咧;我也不确定 eclipse 到底能不能看寄存器的值,单步按钮和快捷键到底能不能用,或许是我 eclipse 版本的问题咧;我也不确定 android studio 到底能不能看到寄存器的值,或许是我 android studio 版本的问题咧,再或者我用的调试设备有问题咧,再或者我的脸有问题咧…… 以上问题,如果哪位小伙伴知道怎么解,跪求告知!