修改Android源码，解放HTTPS抓包

欢迎访问我的个人网站：https://coderyuan.com

为什么HTTPS不能抓包了？

Google在Android 7.0以后的版本中，添加了“网络安全配置（Network security configuration）”的相关配置项。其旨在增强App的安全性，可以避免TargetSDK版本>=N的App内部网络请求在非测试环境下被恶意抓包。

Network Sercurity Configuration对安全性的保证，主要是通过以下几个途径：是否允许明文HTTP请求（非HTTPS）、HTTPS证书（区分系统、用户）信任设置、域名以及App的Debug或Release配置，只有符合Manifest中配置的NetworkConfig字段内容下的条件，才可以进行正常的HTTP请求，如果需要使用Charles、Fiddler等工具进行抓包，也需要利用NetworkConfig来配置可以信任的证书，否则HTTPS请求在CONNECT阶段，就会返回错误，同时LogCat会打印出类似以下的错误信息：

     Caused by: java.security.cert.CertificateException: xxx.
        at com.android.org.conscrypt.TrustManagerImpl.verifyChain(TrustManagerImpl.java:661)
        at com.android.org.conscrypt.TrustManagerImpl.checkTrustedRecursive(TrustManagerImpl.java:539)
        at com.android.org.conscrypt.TrustManagerImpl.checkTrustedRecursive(TrustManagerImpl.java:605)
        at com.android.org.conscrypt.TrustManagerImpl.checkTrusted(TrustManagerImpl.java:495)
        at com.android.org.conscrypt.TrustManagerImpl.checkServerTrusted(TrustManagerImpl.java:321)
        at android.security.net.config.NetworkSecurityTrustManager.checkServerTrusted(NetworkSecurityTrustManager.java:113)
        at android.security.net.config.NetworkSecurityTrustManager.checkServerTrusted(NetworkSecurityTrustManager.java:87)
        at android.security.net.config.RootTrustManager.checkServerTrusted(RootTrustManager.java:116)
        at com.huawei.secure.android.common.ssl.SecureX509TrustManager.checkServerTrusted(:105)
        at com.android.org.conscrypt.Platform.checkServerTrusted(Platform.java:212)
        at com.android.org.conscrypt.ConscryptFileDescriptorSocket.verifyCertificateChain(ConscryptFileDescriptorSocket.java:404)
        at com.android.org.conscrypt.NativeCrypto.SSL_do_handshake(Native Method)
        at com.android.org.conscrypt.NativeSsl.doHandshake(NativeSsl.java:375)

通常，Android开发者会将NetworkConfig按照以下XML文件进行配置：

<network-security-config>
    
    <base-config cleartextTrafficPermitted="true">
        <trust-anchors>
            
            <certificates src="system"/>
        trust-anchors>
    base-config>
    
    <debug-overrides>
        <trust-anchors>
            <certificates src="user"/>
        trust-anchors>
    debug-overrides>
network-security-config>

然而对于开发者来说，通常App发版上线会选择使用Release版本的安装包，如果希望对Release包抓包，只能使用Android 6.0及以下的手机，这样一来，有时候出现线上问题，便无法进行HTTPS抓包，并不利于测试和修正

如何解决这一问题？

基本的几个思路

• 反编译APK，修改NetworkConfig相关的XML文件，让App可以信任用户配置的证书

  这个方案局限性比较大，现在很多App都对反编译技术（主要是apktool）进行了防御，有的App使用apktool解包以后，就无法成功打包了，还有的用上了加固技术，通用的反编译工具无法直接获取真正Apk内部的文件。不过，如果能够使用apktool成功获得解码后的XML文件，且进行修改后能够重新打包成可以运行的Apk，这样做也是可行的

• 使用Hook

  使用Xposed框架在App请求过程中进行Hook，依赖的基础仍然是反编译，且Xposed框架需要建立在Root后的基础上，成功率比较低，且成本还比较高

• 修改Android源码

  这个应该是最成功且一劳永逸的办法了，但成本不小，需要有一台性能不错的电脑（至少硬盘空间够大）和一台Google的手机，具体如何实现，下面详细来说

寻求一个适合自己的办法

这里并不是说修改源码就是最好的，举例来讲，能使用6.0手机，是最简单的办法，但随着现在最低SDK版本的提升，在不久的将来，一些App或许就不会再支持6.0了，所以我只是在寻找一个更为靠谱的方案

如何改Android源码

准备工作

首先需要将AOSP的源码准备好，这里就不在赘述了，跟着Google官方的文档下载即可：https://source.android.com/setup/build/downloading

如果没法访问Google，可以使用清华大学的镜像：https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/help/AOSP/

分析源码

AOSP的源码非常的庞大，如果是初次接触，可能会完全摸不着头脑，当然，我们也不可能完全把它的结构和内容摸索清楚再进行修改，学会用文本查找很重要

这里安利VSCode，我们不需要使用Android Studio这样的工具，因为太慢！

首先去搜索一下NetworkSecurityConfig，就会发现有以下相关的文件

其中NetworkSucurityConfig.java和XmlConfigSource.java就和证书判断逻辑相关

仔细分析一波NetworkSucurityConfig类，可以发现这个类使用了Android中常见的Builder模式来进行创建，其中包括一个返回默认配置Builder的静态方法

public static final Builder getDefaultBuilder(ApplicationInfo info)

在Android 9以前，这个方法的参数为两个int型字段：int targetSdkVersion, int targetSandboxVesrsion

这里列出这个方法的详细代码

    /**
     * Return a {@link Builder} for the default {@code NetworkSecurityConfig}.
     *
     * 

     * The default configuration has the following properties:
     * 

     * 
If the application targets API level 27 (Android O MR1) or lower then cleartext traffic
     * is allowed by default.
     * 
Cleartext traffic is not permitted for ephemeral apps.
     * 
HSTS is not enforced.
     * 
No certificate pinning is used.
     * 
The system certificate store is trusted for connections.
     * 
If the application targets API level 23 (Android M) or lower then the user certificate
     * store is trusted by default as well for non-privileged applications.
     * 
Privileged applications do not trust the user certificate store on Android P and higher.
     * 
     * 
     *
     * @hide
     */
    public static Builder getDefaultBuilder(ApplicationInfo info) {
        Builder builder = new Builder()
                .setHstsEnforced(DEFAULT_HSTS_ENFORCED)
                // System certificate store, does not bypass static pins.
                .addCertificatesEntryRef(
                        new CertificatesEntryRef(SystemCertificateSource.getInstance(), false));
        final boolean cleartextTrafficPermitted = info.targetSdkVersion < Build.VERSION_CODES.P
                && info.targetSandboxVersion < 2;
        builder.setCleartextTrafficPermitted(cleartextTrafficPermitted);
        // Applications targeting N and above must opt in into trusting the user added certificate
        // store.
        if (info.targetSdkVersion <= Build.VERSION_CODES.M && !info.isPrivilegedApp()) {
            // User certificate store, does not bypass static pins.
            builder.addCertificatesEntryRef(
                    new CertificatesEntryRef(UserCertificateSource.getInstance(), false));
        }
        return builder;
    }

可以看出以下几个特点：

1. Android 9（假设Target和系统版本一样）以下默认允许明文传输（非HTTPS）

2. 默认只信任系统内置的根证书，Android 7以下添加对用户配置的证书信任

3. HSTS不强制开启

于是再次搜索这个方法的调用

其中，第一个调用的地方是重写了XmlConfigSource实现的ConfigSource类中的方法getDefaultConfig

而第二个地方则是在private void parseNetworkSecurityConfig(XmlResourceParser parser)这个方法当中，根据方法名，就知道这是在解析XML配置中的网络安全配置

那么再分别查看它们的调用

那么，系统读取App网络安全配置的基本流程就可以猜想出来了：

1. 首先是解析AndroidMainfest.xml文件

2. 中间会初始化一个XmlConfigSource实例用来解析NetworkConfig

3. 当需要用到网络配置的具体内容时，会调用XmlConfigSource实例的getDefaultConfig方法，其中ensureInitialized会具体负责解析XML文件中的证书、域名、是否允许明文等配置

4. parseNetworkSecurityConfig方法会首先利用NetworkSecurityConfig类的getDefaultBuilder方法获取一个通用的Builder，构建一个默认配置，再根据XML中的实际情况进行补充

修改相关源码

了解了网络安全配置加载的流程，那么从理论上来说，我们可以在任一环境进行修改，即可去掉HTTPS的抓包限制，其中，修改的几个点如下：

1. 首先修改NetworkSecurityConfig的默认Builder，让它能够和Android 6.0以下的配置一样，默认添加对用户配置的证书信任，具体修改如下：

       // NetworkSecurityConfig.java
       
       // 修改前
       public static Builder getDefaultBuilder(ApplicationInfo info) {
           Builder builder = new Builder()
                   .setHstsEnforced(DEFAULT_HSTS_ENFORCED)
                   // System certificate store, does not bypass static pins.
                   .addCertificatesEntryRef(
                           new CertificatesEntryRef(SystemCertificateSource.getInstance(), false));
           final boolean cleartextTrafficPermitted = info.targetSdkVersion < Build.VERSION_CODES.P
                   && info.targetSandboxVersion < 2;
           builder.setCleartextTrafficPermitted(cleartextTrafficPermitted);
           // Applications targeting N and above must opt in into trusting the user added certificate
           // store.
           if (info.targetSdkVersion <= Build.VERSION_CODES.M && !info.isPrivilegedApp()) {
               // User certificate store, does not bypass static pins.
               builder.addCertificatesEntryRef(
                       new CertificatesEntryRef(UserCertificateSource.getInstance(), false));
           }
           return builder;
       }
   

       // NetworkSecurityConfig.java
       
       // 修改后
       public static final Builder getDefaultBuilder(ApplicationInfo info) {
           Builder builder = new Builder()
                   .setHstsEnforced(DEFAULT_HSTS_ENFORCED)
                   // System certificate store, does not bypass static pins.
                   .addCertificatesEntryRef(
                           new CertificatesEntryRef(SystemCertificateSource.getInstance(), false));
           final boolean cleartextTrafficPermitted = info.targetSdkVersion < Build.VERSION_CODES.P
                   && info.targetSandboxVersion < 2;
           builder.setCleartextTrafficPermitted(true);
           // 修改点1：忽略targetSdkVersion的判断，直接添加UserCertificateSource
           builder.addCertificatesEntryRef(new CertificatesEntryRef(UserCertificateSource.getInstance(), false));
           return builder;
       }
   

2. 其次我们需要忽略App内置的配置，直接忽略XmlConfigSource中的解析结果，getDefaultConfig方法直接返回我们改过的DefaultConfig：

       // XmlConfigSource.java
       // 修改前
       public NetworkSecurityConfig getDefaultConfig() {
           ensureInitialized();
           return mDefaultConfig;
       }
   

       // XmlConfigSource.java
       // 修改后
       public NetworkSecurityConfig getDefaultConfig() {
           // 防止出现其他异常，其他初始化操作不进行修改（保留ensureInitialized方法的调用）
           ensureInitialized();
           // 修改点2：不使用解析后的mDefaultConfig，重新获取一个DefaultConfig
           NetworkSecurityConfig.Builder builder = NetworkSecurityConfig.getDefaultBuilder(null);
           return builder.build();
       }
   

刷机验证

确认没有基本的Java语法问题以后，lunch、make一波走起！！

如果还不会编译AOSP，戳这里：https://source.android.com/setup/build/building

稍等片刻，刷机试验……

注意：刷完机后，先不要着急连上WiFi挂上代理抓包，很多手机刷完以后时间会还原，所以先去设置中把时间调成正确的，否则无论如何证书都是过期的……

调整好时间后，连上Charles或者Fiddler的代理，装上它们的证书，即可对任意的App进行HTTPS抓包了！

终于不是满屏红叉了！！