iOS安全攻防：Fishhook、数据保护API以及基于脚本实现动态库注入

iOS安全攻防（十七）：Fishhook

 

众所周知，Objective-C的首选hook方案为Method Swizzle，于是大家纷纷表示核心内容应该用C写。

 

接下来进阶说说iOS下C函数的hook方案，先介绍第一种方案--- fishhook .

 

什么是fishhook

fishhook是facebook提供的一个动态修改链接Mach-O符号表的开源工具。

 

什么是Mach-O

Mach-O为Mach Object文件格式的缩写,也是用于iOS可执行文件，目标代码，动态库，内核转储的文件格式。

 

Mach-O有自己的dylib规范。

 

fishhook的原理

详见官方的How it works，这里我作个简要说明。

 

dyld链接2种符号，lazy和non-lazy，fishhook可以重新链接/替换本地符号。

 

如图所示，__DATA区有两个section和动态符号链接相关：__nl_symbol_ptr 、__la_symbol_ptr。__nl_symbol_ptr为一个指针数组，直接对应non-lazy绑定数据。__la_symbol_ptr也是一个指针数组，通过dyld_stub_binder辅助链接。的section头提供符号表的偏移量。

 

图示中，1061是间接符号表的偏移量，*（偏移量+间接符号地址）=16343，即符号表偏移量。符号表中每一个结构都是一个nlist结构体，其中包含字符表偏移量。通过字符表偏移量最终确定函数指针。

 

fishhook就是对间接符号表的偏移量动的手脚，提供一个假的nlist结构体，从而达到hook的目的。

 

 

fishhook替换符号函数：

int rebind_symbols(struct rebinding rebindings[], size_t rebindings_nel) {
  int retval = prepend_rebindings(rebindings, rebindings_nel);
  if (retval < 0) {
    return retval;
  }
  // If this was the first call, register callback for image additions (which is also invoked for
  // existing images, otherwise, just run on existing images
  if (!rebindings_head->next) {
    _dyld_register_func_for_add_image(rebind_symbols_for_image);
  } else {
    uint32_t c = _dyld_image_count();
    for (uint32_t i = 0; i < c; i++) {
      rebind_symbols_for_image(_dyld_get_image_header(i), _dyld_get_image_vmaddr_slide(i));
    }
  }
  return retval;
}

 

关键函数是 _dyld_register_func_for_add_image，这个函数是用来注册回调，当dyld链接符号时，调用此回调函数。 rebind_symbols_for_image 做了具体的替换和填充。

 

fishhook替换Core Foundation函数的例子

 

以下是官方提供的替换Core Foundation中open和close函数的实例代码

#import

#import

#import "AppDelegate.h"
#import "fishhook.h"

static int (*orig_close)(int);
static int (*orig_open)(const charchar *, int, ...);

void save_original_symbols() {
  orig_close = dlsym(RTLD_DEFAULT, "close");
  orig_open = dlsym(RTLD_DEFAULT, "open");
}

int my_close(int fd) {
  printf("Calling real close(%d)\n", fd);
  return orig_close(fd);
}

int my_open(const charchar *path, int oflag, ...) {
  va_list ap = {0};
  mode_t mode = 0;

  if ((oflag & O_CREAT) != 0) {
    // mode only applies to O_CREAT
    va_start(ap, oflag);
    mode = va_arg(ap, int);
    va_end(ap);
    printf("Calling real open('%s', %d, %d)\n", path, oflag, mode);
    return orig_open(path, oflag, mode);
  } else {
    printf("Calling real open('%s', %d)\n", path, oflag);
    return orig_open(path, oflag, mode);
  }
}

int main(int argc, charchar * argv[])
{
  @autoreleasepool {
    save_original_symbols();
    //fishhook用法
    rebind_symbols((struct rebinding[2]){{"close", my_close}, {"open", my_open}}, 2);

    // Open our own binary and print out first 4 bytes (which is the same
    // for all Mach-O binaries on a given architecture)
    int fd = open(argv[0], O_RDONLY);
    uint32_t magic_number = 0;
    read(fd, &magic_number, 4);
    printf("Mach-O Magic Number: %x \n", magic_number);
    close(fd);

    return UIApplicationMain(argc, argv, nil, NSStringFromClass([AppDelegate class]));
  }
}

 

注释//fishhook用法 

rebind_symbols((struct rebinding[2]){{"close", my_close}, {"open", my_open}}, 2);

传入rebind_symbols的第一个参数是一个结构体数组，大括号中为对应数组内容。

 不得不说，facebook忒NB。

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iOS安全攻防（十八）：数据保护API

开篇先扯几句题外话，许多朋友都问我怎么不写防啊，我确实有点犹豫。

 

hackers总是想象如果自己是开发者会怎么写，然后才能找到入手点。同理，开发者们也要想象自己是hackers会怎么做，才能采取相应的防御措施。然后，就是一场递归的博弈。

 

拿越狱检测这件事来说，起初大家只需判断有无安装Cydia就好了，hackers们说好，那我就不安装Cydia也可以动手脚。开发者们又说，那你一定得用的上MobileSubstrate，bash，ssh吧，我去检测手机有没有安装这些工具。可是又有什么用呢？你判断什么我绕过去什么。

 

当class-dump大肆流行，函数符号都被暴露，开发者想尽办法藏起自己的敏感函数代码。hackers们也知道class-dump的死穴在哪里，于是新的检索办法油然而生。也就说，当一个防御手段成为流行，它就不会再是个让hackers大骂“真特么费劲”的防御手段了。比如之前介绍的一个小技巧：内存数据擦除  ，hackers知道开发者都去擦数据了，那我hook memset在你擦之前去读就好了。开发者说：我直接写硬盘上然后删除！hackers说：难道你没听说过文件恢复？

OK，贫的有点多了，本文介绍一下防御相关的话题————iOS的数据保护API。

 

数据保护API

文件系统中的文件、keychain中的项，都是加密存储的。当用户解锁设备后，系统通过UDID密钥和用户设定的密码生成一个用于解密的密码密钥，存放在内存中，直到设备再次被锁，开发者可以通过Data Protection API 来设定文件系统中的文件、keychain中的项应该何时被解密。

 

1）文件保护

/* 为filePath文件设置保护等级 */
NSDictionary *attributes = [NSDictionary dictionaryWithObject:NSFileProtectionComplete
                                                       forKey:NSFileProtectionKey];
[[NSFileManager defaultManager] setAttributes:attributes
                                 ofItemAtPath:filePath
                                        error:nil];

//文件保护等级属性列表
NSFileProtectionNone                                    //文件未受保护，随时可以访问 （Default）
NSFileProtectionComplete                                //文件受到保护，而且只有在设备未被锁定时才可访问
NSFileProtectionCompleteUntilFirstUserAuthentication    //文件收到保护，直到设备启动且用户第一次输入密码
NSFileProtectionCompleteUnlessOpen                      //文件受到保护，而且只有在设备未被锁定时才可打开，不过即便在设备被锁定时，已经打开的文件还是可以继续使用和写入

2）keychain项保护

/* 设置keychain项保护等级 */
NSDictionary *query = @{(__bridge id)kSecClass: (__bridge id)kSecClassGenericPassword,
                        (__bridge id)kSecAttrGeneric:@"MyItem",
                        (__bridge id)kSecAttrAccount:@"username",
                        (__bridge id)kSecValueData:@"password",
                        (__bridge id)kSecAttrService:[NSBundle mainBundle].bundleIdentifier,
                        (__bridge id)kSecAttrLabel:@"",
                        (__bridge id)kSecAttrDescription:@"",
                        (__bridge id)kSecAttrAccessible:(__bridge id)kSecAttrAccessibleWhenUnlocked};

OSStatus result = SecItemAdd((__bridge CFDictionaryRef)(query), NULL);

 

应用实例

把一段信息infoStrng字符串写进文件，然后通过Data Protection API设置保护。

NSString *documentsPath =[NSSearchPathForDirectoriesInDomains(NSDocumentDirectory, NSUserDomainMask, YES) firstObject];
NSString *filePath = [documentsPath stringByAppendingPathComponent:@"DataProtect"];
[infoString writeToFile:filePath
             atomically:YES
               encoding:NSUTF8StringEncoding
                  error:nil];
NSDictionary *attributes = [NSDictionary dictionaryWithObject:NSFileProtectionComplete
                                                       forKey:NSFileProtectionKey];
[[NSFileManager defaultManager] setAttributes:attributes
                                 ofItemAtPath:filePath
                                        error:nil];

 

设备锁屏（带密码保护）后，即使是越狱机，在root权限下cat读取那个文件信息也会被拒绝。

 

 

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 iOS安全攻防（十九）：基于脚本实现动态库注入

MobileSubstrate可以帮助我们加载自己的动态库，于是开发者们谨慎的采取了对MobileSubstrate的检索和防御措施。

那么，除了依靠MobileSubstrate帮忙注入dylib，还有别的攻击入口吗？

理理思路，条件、目的很明确：

1）必须在应用程序启动之前，把dylib的环境变量配置好

2）dylib的位置必须能被应用程序放问到

3）最后再启动应用程序

再点击应用程序图标-->程序启动这个过程中，在我们看来程序是被动执行的。为了让特定功能的脚本被执行，我们可以把脚本改成应用程序二进制的名字伪装成应用程序，让系统调用启动。在脚本中，配置好dylib，然后再手动启动真的应用程序，假装什么也没发生，挥一挥衣袖不带走一片云彩～

 

将真的支付宝程序改名为oriPortal：

mv Portal oriPortal

将待执行的脚本改名为支付宝： 

mv Portal.sh Portal

脚本代码：

#!/bin/bash

#得到第一个参数
C=$0

#第一个参数是二进制的绝对路径 比如 :
#/private/var/mobile/Applications/4763A8A5-2E1D-4DC2-8376-6CB7A8B98728/Portal.app/
#截取最后一个 / 之前的内容
C=${C%/*}

#库和二进制放在一起
export DYLD_INSERT_LIBRARIES=${C:-.}/wq.dylib
#执行原来APP $@ 别忘了把原来的参数保留
exec "${C:-.}"/oriPortal "$@"

结果不尽人意，失败了……

错误信息如下：

在打开某个加密信息时出了错误，大概猜一下应该是类似加密签名校验的步骤，但是我们无法去了解其中详细的操作到底是什么样的，没关系，那么就把原始的可执行文件环境全部给他造出来，因为检验文件属性肯定不会带着路径信息的。

备份一份Portal.app目录Portal_ori.app，修改脚本为：

#!/bin/bash
C=$0
C=${C%/*}
export DYLD_INSERT_LIBRARIES=${C:-.}/wq.dylib
exec "${C:-.}"/../Portal_ori.app/Portal "$@"

运行支付宝app验证一下，

好消息是，在iOS6上，成功加载了动态库wq.dylib

坏消息是，在iOS7上，失败了，错误信息如下：

应该是因为iOS7的沙盒机制升了级，把我们这套小把戏拦在门外了……

那又怎么样，面包总会有的～