抓包是流量分析的基础，也是安全研究重要的一环。抓包软件有很多种，如 Burpsuite、mitmproxy 以及 Fiddle，抓包方式常见的有设置系统代理、AP 热点抓包、透明代理等。不同方式有不同优缺点，也有不同的应用场景。相信很多安全研究者一定会遇到各种无法抓取流量的问题，本次就来简单总结一下 Android 环境中常用的抓包技术，包括一些应用常用的 SSLpinning、不走系统代理等对抗逆向技术。
这里不会重复搬运大部分博客已经总结过的抓包原理和经验，主要是想总结一下如何抓取任意应用的流量包，按照常规思路，假设现在我们想抓取某个应用的流量。
本文总结了如下 4 种抓包方案：
1 设置系统代理
设置系统代理是最为常见的一种方法，Android 提供了相应的设置功能，将系统代理指向 Burpsuite 所在的 IP 地址，即可使用 Burpsuite 抓取流量。抓包步骤如下：
- 将 Burpsuite 证书导入 Android 设备
- 在 Android 设备上设置系统代理
- Burpsuite 设置本机代理，进行抓包
绕过 SSL Pinning (如果需要的化)
这种方式可以解决部分应用的抓包问题，但是如今很多应用使用了 SSL Pinning，即证书绑定，应用只会信任自己本地绑定的证书，并不会信任系统根证书，也就是即使导入了 CA，仍然可能无法抓包。
OWASP 安全验证标准中，将对抗逆向称之为韧性要求，属于额外的管控方法，根据应用敏感性，开发者选择需不需要添加。而 SSL Pinning 就属于对抗逆向的一种手段。
2 利用 iptables 设置透明代理
尽管绕过了 SSL pinning，仍然有可能无法抓到 App 的流量，这是因为应用开发者完全可以不使用系统或其他的 HTTP 库，不理睬系统变量如 HTTP_PROXY，也就是应用不会理会我们设置的系统代理。这个时候就可以使用终极方法了，iptables + Burpsuite 透明代理，步骤如下：
- 将 Burpsuite 证书导入 Android 设备
- 使用 iptables 进行流量转发
- 设置 Burpsuite 透明代理
绕过 SSL Pinning (如果需要的化)
iptables 是一个在应用层实现内核框架 Netfilter 的工具，常见于防火墙配置，而 Netfilter 是内核处理网络数据包的模块。
通过如下命令，即可将内核 OUTPUT 数据转发到我们的目标设备上。
D:\> adb shell iptables -t nat -A OUTPUT -p tcp -j DNAT --to-destination 127.0.0.1:8080
此时再利用 adb 反向代理功能，将 Android 手机某个网卡流量通过 adb 的方式转发到我们使用的 PC 上。
D:\> adb reverse tcp:8080 tcp:8080
设置 Burpsuite 透明代理即可抓包。
当然，也可以指定抓包特定应用，加入如下 iptables 参数即可
-m owner --uid-owner 4000
参数简介
iptables [-t table] {
-A|-C|-D} chain rule-specification
-t nat，设置iptables表为网络地址地址转发
-A Append，附加后续规则到相应的表上
chain, PREROUTING/INPUT/OUTPUT/POSTROUTING，来源于内核中的Netfilter模块，OUTPUT表示所有从本地发往远端的数据包
rule-specification, -j DNAT, 修改数据包的目标地址
adb reverse 和 adb forward 的区别就是，前者是反向代理，后者是正向代理，前者是将所有手机流量导入到 PC，后者是将所有 PC 流量导入到手机。
关于 iptables 的原理以及更多配置，透明代理入门，iptables在Android抓包中的妙用 等文章已经给了很好的解释，不再赘述。frida-skeleton 就是一个典型的使用 iptables 抓包的工具，但是如果只是抓包，可能用不到 skeleton，且此工具在不同环境下兼容性一般，可能会出现一些奇怪的问题。
3 r0capture hook 抓包
r0capture 是一个典型的通过 hook SSL 类库实现抓包的工具。既然是 hook，离不开 Frida。
下载脚本
git clone https://github.com/r0ysue/r0capture.git
Attach 模式
python3 r0capture.py -U com.qiyi.video -v -p iqiyi.pcap
Spawn 模式
python3 r0capture.py -U -f com.qiyi.video -v
经过实际测试，虽然工具声称是安卓应用层抓包通杀脚本，无需考虑证书，但是还是有很多厂商的应用数据包无法解密。
4 基于 eBPF 技术实现的 eCapture
同样，eCapture 也是一个无需 CA 证书抓 https网络明文通讯的工具。直接下载编译好的二进制，放到 Android 设备上，即可使用。
./ecapture tls -i eth0 -w pcapng -p 443
由于 eCapture 基于 eBPF，需要内核支持该特性，依赖系统内核是否支持 eBPF。目前支持在操作系统上，支持了 X86_64\ARM64 的 Linux kernel 4.18以 上内核，支持了 ARM64 Android(Linux) kernel 5.4 以上版本。
绕过 SSL Pinning
在设置系统代理抓包无果后，需要继续尝试 SSL Pinning 绕过。绕过证书绑定并不难，但是需要有系统 root 权限，使用 Frida 对相应校验证书的函数进行 Hook。已有多个现成的 Frida 脚本 可以解决此问题，以下是一个简单示例。
// $ frida --codeshare pcipolloni/universal-android-ssl-pinning-bypass-with-frida -f YOUR_BINARY
setTimeout(function(){
Java.perform(function (){
console.log("");
console.log("[.] Cert Pinning Bypass/Re-Pinning");
var CertificateFactory = Java.use("java.security.cert.CertificateFactory");
var FileInputStream = Java.use("java.io.FileInputStream");
var BufferedInputStream = Java.use("java.io.BufferedInputStream");
var X509Certificate = Java.use("java.security.cert.X509Certificate");
var KeyStore = Java.use("java.security.KeyStore");
var TrustManagerFactory = Java.use("javax.net.ssl.TrustManagerFactory");
var SSLContext = Java.use("javax.net.ssl.SSLContext");
// Load CAs from an InputStream
console.log("[+] Loading our CA...")
var cf = CertificateFactory.getInstance("X.509");
try {
var fileInputStream = FileInputStream.$new("/data/local/tmp/cert-der.crt");
}
catch(err) {
console.log("[o] " + err);
}
var bufferedInputStream = BufferedInputStream.$new(fileInputStream);
var ca = cf.generateCertificate(bufferedInputStream);
bufferedInputStream.close();
var certInfo = Java.cast(ca, X509Certificate);
console.log("[o] Our CA Info: " + certInfo.getSubjectDN());
// Create a KeyStore containing our trusted CAs
console.log("[+] Creating a KeyStore for our CA...");
var keyStoreType = KeyStore.getDefaultType();
var keyStore = KeyStore.getInstance(keyStoreType);
keyStore.load(null, null);
keyStore.setCertificateEntry("ca", ca);
// Create a TrustManager that trusts the CAs in our KeyStore
console.log("[+] Creating a TrustManager that trusts the CA in our KeyStore...");
var tmfAlgorithm = TrustManagerFactory.getDefaultAlgorithm();
var tmf = TrustManagerFactory.getInstance(tmfAlgorithm);
tmf.init(keyStore);
console.log("[+] Our TrustManager is ready...");
console.log("[+] Hijacking SSLContext methods now...")
console.log("[-] Waiting for the app to invoke SSLContext.init()...")
SSLContext.init.overload("[Ljavax.net.ssl.KeyManager;", "[Ljavax.net.ssl.TrustManager;", "java.security.SecureRandom").implementation = function(a,b,c) {
console.log("[o] App invoked javax.net.ssl.SSLContext.init...");
SSLContext.init.overload("[Ljavax.net.ssl.KeyManager;", "[Ljavax.net.ssl.TrustManager;", "java.security.SecureRandom").call(this, a, tmf.getTrustManagers(), c);
console.log("[+] SSLContext initialized with our custom TrustManager!");
}
});
},0);
当然，笔者正常使用的方法是在 Linux 环境中，直接使用 objection，已经集成了绕过 SSL pinning 等多个有用的 Frida 脚本，两行脚本搞定 SSL Pinning。
objection -g com.android.phone explore
Using USB device `Android Emulator 5554`
Agent injected and responds ok!
_ _ _ _
___| |_|_|___ ___| |_|_|___ ___
| . | . | | -_| _| _| | . | |
|___|___| |___|___|_| |_|___|_|_|
|___|(object)inject(ion) v1.11.0
Runtime Mobile Exploration
by: @leonjza from @sensepost
[tab] for command suggestions
com.android.phone on (Android: 11) [usb] # android sslpinning disable
总结
不同抓包方案各有利弊，如果你只是想抓所有应用的 HTTPS 报文，使用 iptables 路由转发可以解决绝大多数 HTTPS 抓包问题，且没有环境依赖；如果你拥有最新版本 Android，内核大于 5.4，那么可以直接使用 eCapture；如果你还想抓其他应用层协议报文，例如 Smtp，那么可以使用 r0capture。方案对比如下
| 抓包方案 | HTTPS | 其他应用层协议 | 上手难度 | 依赖工具 | 缺点 |
|---|---|---|---|---|---|
| 设置系统代理 | 部分 | 不支持 | 容易 | Burpsuite | 某些应用不使用系统代理，无法抓包 |
| iptables 路由转发 | 全部 | 不支持 | 容易 | Burpsuite | |
| r0capture hook 抓包 | 部分 | 支持 | 容易 | Wireshark | 数据包部分混乱，缺失 |
| 基于 eBPF 技术实现的 eCapture | 全部 | 不支持 | 容易 | Wireshark | 需要高版本内核支持 |
撰写本文最大目的在于，让我们快速掌握任意 Android 应用的抓包，因为现实场景中，往往会遇到常规方法无法抓包的问题。而只需要通过 iptables 即可解决绝大多数问题。除了设置系统代理、iptables路由转发，还可以通过 tcpdump + keylog 以及 SSL read/write 的方式，但是这两种都需要 Hook，因此，对于大多数安全研究者来说，掌握 iptables 设置透明代理的方式就足够了。