Android逆向破解入门

前言

前年的时候搞过一点Android逆向,好久没搞了,最近有个哥们让我帮他做个Android逆向的小题目,于是拾起来Android逆向的知识重新来搞搞吧,这个apk十分简单,属于入门级的Android逆向分析程序,所以本文面向的对象主要是想涉足Android逆向的读者,让读者能够了解一下Android逆向是怎么回事。我这里附上apk文件,感兴趣的最好下载下来实操一下:

https://pan.baidu.com/s/17d7zKMjh8rKjj9mUl3J_0Q

提取码:htrx

引言

Android程序一般是使用Java语言开发,通过生成一个apk文件安装到Android手机上来运行,apk我们很容易获得,我们通过使用一些反汇编工具可以得知apk文件内部的逻辑,甚至得到他最初的Java源代码(不完全等同于开发时的源代码,但是大体上相同)。同时,也可以通过反汇编工具得到类似于smali代码,smali代码是一种类似于汇编语言的代码,适合机器执行,但对于程序员来说就相对晦涩难懂了。

首先,使用apktools和jad-gui工具或者Androidkiller得到反汇编后的smali代码和java代码,这两款工具可以很容易在网上搜到,使用方法也很简单,这里就不赘述了。下面开始进入代码分析阶段,java代码比较容易看懂,所以这里就先上java代码吧:

通过java得到flag

通过上述两款工具得到的MainActivity的java源码如下所示:

package com.a.sample.androidtest;

import android.content.Context;
import android.os.Bundle;
import android.support.v7.app.AppCompatActivity;
import android.view.View;
import android.view.View.OnClickListener;
import android.widget.EditText;
import android.widget.Toast;

public class MainActivity extends AppCompatActivity {
    private EditText editText;
    private byte[] s = new byte[]{(byte) 113, (byte) 123, (byte) 118, (byte) 112, (byte) 108, (byte) 94, (byte) 99, (byte) 72, (byte) 38, (byte) 68, (byte) 72, (byte) 87, (byte) 89, (byte) 72, (byte) 36, (byte) 118, (byte) 100, (byte) 78, (byte) 72, (byte) 87, (byte) 121, (byte) 83, (byte) 101, (byte) 39, (byte) 62, (byte) 94, (byte) 62, (byte) 38, (byte) 107, (byte) 115, (byte) 106};

    public boolean check() {
        byte[] chars = this.editText.getText().toString().getBytes();
        if (chars.length != this.s.length) {
            return false;
        }
        int i = 0;
        while (i < this.s.length && i < chars.length) {
            if (this.s[i] != (chars[i] ^ 23)) {
                return false;
            }
            i++;
        }
        return true;
    }

    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView((int) R.layout.activity_main);
        final Context context = this;
        this.editText = (EditText) findViewById(R.id.edit_text);
        findViewById(R.id.button).setOnClickListener(new OnClickListener() {
            public void onClick(View v) {
                if (MainActivity.this.check()) {
                    Toast.makeText(context, "You got the flag!", 1).show();
                } else {
                    Toast.makeText(context, "Sorry your flag is wrong", 1).show();
                }
            }
        });
    }
}

猛一看这一段代码可能有点懵,没那个耐心去看这段代码在干嘛,这里可以先尝试使用安卓模拟器运行后观察一下程序的运行逻辑,打开后发现是一个输入框,然后一个check按钮。如图所示:
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再结合代码进行分析可知,当点击check按钮时,会触发onClick函数,即如下代码段:

if (MainActivity.this.check()) {
                    Toast.makeText(context, "You got the flag!", 1).show();
                } else {
                    Toast.makeText(context, "Sorry your flag is wrong", 1).show();

由此可知如果check函数返回true,会提示You got the flag! 否则,提示Sorry your flag is wrong。下面对check函数进行分析:

public boolean check() {
        byte[] chars = this.editText.getText().toString().getBytes();
        if (chars.length != this.s.length) {
            return false;
        }
        int i = 0;
        while (i < this.s.length && i < chars.length) {
            if (this.s[i] != (chars[i] ^ 23)) {
                return false;
            }
            i++;
        }
        return true;
    }

其中,this.s是一个byte型的数组:

private byte[] s = new byte[]{(byte) 113, (byte) 123, (byte) 118, (byte) 112, (byte) 108, (byte) 94, (byte) 99, (byte) 72, (byte) 38, (byte) 68, (byte) 72, (byte) 87, (byte) 89, (byte) 72, (byte) 36, (byte) 118, (byte) 100, (byte) 78, (byte) 72, (byte) 87, (byte) 121, (byte) 83, (byte) 101, (byte) 39, (byte) 62, (byte) 94, (byte) 62, (byte) 38, (byte) 107, (byte) 115, (byte) 106};

首先看到check函数先是检查输入的flag和s数组的长度是否相等,之后进行while循环,其中if中的判断条件为:

this.s[i] != (chars[i] ^ 23)

这里^指的是二进制按位异或。这样整个逻辑就分析清楚了,那么如何得到正确的flag呢?

有一个需要记住的实用技巧,就是两次按位异或运算会得到自身,所以我们对s数组再进行一次异或即可得到真实的flag;python脚本如下:

# -*- coding: utf-8 -*-
def ascii2str():
    asciis=[113,123,118,112,108,94,99,72,38,68,72,87,89,72,36,118,100,78,72,87,121,83,101,39,62,94,62,38,107,115,106]
    strs=[]
    for ascii in asciis:
        str=chr(ascii^23)
        strs.append(str)
    print(''.join(strs))

if __name__ == '__main__':
    print("begin!")
    ascii2str()
    print("finished!")

运行后输出结果为:flag{[email protected][email protected])I)1|d},
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输入后可知显示You got the flag!如图所示:
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通过smali修改跳转进行破解

前面提到除了Java源码,还有smali代码,那既然对Java源码都已经分析清楚了,为啥还要看smali代码?smali的好处在于能回编译,实现破解效果,即不需要对他的算法进行分析,无需知道真实的flag即可让他显示You got the flag!那么我们就用smali来搞一下;

MainActivity的smali源码check函数如下所示:

.method public check()Z
    .locals 5

    .prologue
    const/4 v2, 0x0

    .line 15
    iget-object v3, p0, Lcom/a/sample/androidtest/MainActivity;->editText:Landroid/widget/EditText;

    invoke-virtual {v3}, Landroid/widget/EditText;->getText()Landroid/text/Editable;

    move-result-object v3

    invoke-virtual {v3}, Ljava/lang/Object;->toString()Ljava/lang/String;

    move-result-object v3

    invoke-virtual {v3}, Ljava/lang/String;->getBytes()[B

    move-result-object v0

    .line 16
    .local v0, "chars":[B
    array-length v3, v0

    iget-object v4, p0, Lcom/a/sample/androidtest/MainActivity;->s:[B

    array-length v4, v4

    if-eq v3, v4, :cond_1

    .line 22
    :cond_0
    :goto_0
    return v2

    .line 18
    :cond_1
    const/4 v1, 0x0

    .local v1, "i":I
    :goto_1
    iget-object v3, p0, Lcom/a/sample/androidtest/MainActivity;->s:[B

    array-length v3, v3

    if-ge v1, v3, :cond_2

    array-length v3, v0

    if-ge v1, v3, :cond_2

    .line 19
    iget-object v3, p0, Lcom/a/sample/androidtest/MainActivity;->s:[B

    aget-byte v3, v3, v1

    aget-byte v4, v0, v1

    xor-int/lit8 v4, v4, 0x17

    if-ne v3, v4, :cond_0

    .line 18
    add-int/lit8 v1, v1, 0x1

    goto :goto_1

    .line 22
    :cond_2
    const/4 v2, 0x1

    goto :goto_0
.end method

看起来比Java源码难懂了很多,其实我们目前只需要知道一些关键语句的含义就够了,当然后面如果想深入学习肯,smali代码越熟悉越好,这里对这里的部分smali进行解释一下,.method public check()Z 中的Z表示这是bool类型的函数;.locals 5 表明了在这个函数中最少要用到的本地寄存器的个数。.line 15 表明了该代码在原Java文件中的行数。其余的命令我也忘记了不少,为了避免误人子弟,我就大概解释一下主要的内容吧?

invoke-virtual {v3}, Landroid/widget/EditText;->getText()Landroid/text/Editable;

invoke-virtual是调用函数,invoke-static后面有一对大括号“{}”,其实是调用该方法的实例+参数列表。对v3进行分析就会发现它就是我们输入框输入的flag,v4就是上述数组里的s;看到这里:

if-eq v3, v4, :cond_1

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其实我们已经找到了跳转点,if-eq 也就是v3 v4相等时跳转到某处,那么如果我们把它直接改成不相等时跳转,岂不是输入除真实的flag外的任何值都会提示You got the flag! 那我们就来试试直接将if-eq改成if-ne,然后使用Androidkiller中的回编译功能,对他进行签名,重新安装运行,发现随便输入都提示You got the flag!
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