android ctf 分析,Android逆向笔记 - ZCTF2016题解
这是2016年zctf的一道Android题目，样本和本文用到的部分工具在文章末尾可以下载
0x01 第一部分 静态分析
安装运行apk，需要输入用户名和密码，用户名为zctf，用jeb工具反编译
文件结构如下：
图1
如图 assets目录中有三个文件，bottom、flag.bin、key.db，还有一个JNIclass库。
图2
程序开始，先检查密码的长度(至少4位)，然后调用auth方法验证用户名密码是否正确，如果正确则执行OpenNewActivity方法
auth方法的第二个参数是用户名密码的组合，第三个为另一个方法databaseopt()，看名字应该是读取数据库，看下这个方法：
图3
注：关于查找2131099679对应的字符串
先把数字转换成16进制：0x7F06001F，然后在public.xml中找到对应索引，在去strings.xml中查看字符串
先把key.db从assets目录拷贝到应用目录中，然后调用sql语句查询id为0对应字段的值
打开数据库查到key为zctf2016
继续看auth的实现：
图4
先将用户名密码组成的字符串反转，利用前面的key加密，然后和assets中的flag_bin做比较，如果相等就返回1
看下encrypt方法看到是DES加密，而且还提供了解密方法，所以可以直接解密出用户名密码：
图5
java代码解密：
public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
try {
byte[] buffer = readbytes("flag.bin");
System.out.println(buffer.length);
byte[] result = decrypt(buffer, "zctf2016");
System.out.println(new StringBuffer(new String(result)).reverse()
.toString());
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
public static byte[] readbytes(String filedir) throws IOException {
FileInputStream fis = new FileInputStream(new File(filedir));
ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
byte[] cache = new byte[1024];
int len = 0;
while ((len = fis.read(cache)) != -1) {
baos.write(cache, 0, len);// 因为一般最后一次read不能装满cache,用这种方式确保不会将cache末尾空数据写入数据流中
}
fis.close();
baos.close();
return baos.toByteArray();
}
运行打印输出:
16
zctf{Notthis}
所以密码为{Notthis}
继续往下看OpenNewActivity方法：
图6
打开了一个新的activity，把密码也传过去了
看app.class的内容：
图7
Activity启动后先接收到传过来的密码，然后调用CheckOperatorNameAndroid方法检测调试器，接着调用了dataProvider.add方法(native方法)，如果返回结果为1就退出，如果不为1则调用pushthebottom和dataProvider.sayHelloInc。最终的flag应该就藏在sayHelloInc中
再仔细分析，先看CheckOperatorNameAndroid中启动的定时任务this.task：
图8
获得当前activity的taskid，如果不为0就退出。(当前activity的taskid肯定不为0，所以一定会退出)
add方法是native方法，实现在libJNIclass.so中，用IDA打开F5查看
图9
打开/proc/pid/status，读取每一条信息到v5和v4中，计算v4的值进行反调试检测
pushthebottom方法是将assets中的bottom文件拷贝到应用安装目录中：
图10
最后看下native方法sayHelloInc，用IDA打开查看
sayHelloInc只有1个String参数，修改前两个参数的类型为JavaVM和JNIEnv
图11
这里调用了sub_14B0函数，其实就是上面的add调用的函数，用来反调试。然后就是打开bottom文件读到内存中，调用DES_Decrypt解密数据到v24中，接着free释放内存，所以需要在这个地方把解密的数据拷贝出来。
应用执行的整个流程如下：
图12
0x02 第二部分 动态调试
前面的就是整个程序的静态分析的过程，接下来需要从程序中拿到flag。
用户名密码已经通过解密算法计算出来了，还需要解决的问题有：
定时任务结束程序、add反调试和sub_14B0反调试。
在定时任务中先判断getTaskId()是否为0，如果不为0就退出程序，解决方法主要有两种：
i. 反编译修改smali代码的if语句绕过
ii. 用hook修改getTaskId的返回值
下面用xposed hook的方式修改getTaskId和add的返回值绕过干扰，相关代码：
public class HookGetTaskId implements IXposedHookLoadPackage {
@Override
public void handleLoadPackage(XC_LoadPackage.LoadPackageParam loadPackageParam) throws Throwable {
if (!loadPackageParam.packageName.equals("com.zctf.app")) return;
findAndHookMethod("android.app.Activity", loadPackageParam.classLoader, "getTaskId", new XC_MethodReplacement() {
@Override
protected Object replaceHookedMethod(MethodHookParam methodHookParam) throws Throwable {
return 0;
}
});
findAndHookMethod("com.zctf.app.JNIclass", loadPackageParam.classLoader, "add", int.class, int.class, new XC_MethodReplacement() {
@Override
protected Object replaceHookedMethod(MethodHookParam methodHookParam) throws Throwable {
return 0;
}
});
// findAndHookMethod("android.app.Activity", loadPackageParam.classLoader, "getTaskId", new XC_MethodHook() {
//
//
// @Override
// protected void beforeHookedMethod(MethodHookParam param) throws Throwable {
// XposedBridge.log("before gettaskid:" + param.getResult());
// param.setResult(0);
// }
//
// @Override
// protected void afterHookedMethod(MethodHookParam param) throws Throwable {
// XposedBridge.log("after gettaskid:" + param.getResult());
// param.setResult(0);
// }
// });
}
}
用replaceHookedMethod更省事，直接替换方法内容，修改返回值也行。
安装xposed，重启手机，运行apk就可以正常进入到sayHelloInc函数中，接下来就需要动态调试从内存中找flag。
在dvm.so中的open函数上下断点，让程序可以在加载jniclass.so的时候停下来，运行程序输入用户名密码后，so文件加载到内存中，然后在sayHelloInc处下断点，调试。
图13
F8单步运行到反调试的地方，然后修改返回值R0为0，绕过反调试
图14
单步运行结合F5查看伪代码调试，直到解密出数据到内存中：
图15
图16
DES_Decrypt函数的第一个参数存的是解密前的数据，第二个参数是数据的大小对应R11+0x100为0x1338，第三个参数是解密的密钥对应R8为{Notthis，第四个参数存的是解密后的数据对应R7，v23即0x77f9d008地址开始的就是解密后的数据，看到是png格式，在hex中选中数据保存为d.png
或者使用脚本导出：
auto fp,addr_start,addr_now,size,addr_end;
addr_start = R7;
size = 0x1338;
fp = fopen("d:\d.png","wb");
for(addr_now=addr_start;addr_now
fputc(Byte(addr_now),fp);
到导出后打开图片发现没有flag，用stegsolve打开按下边的’>’分层查看，最后在Red Plane层找到flag
图17
apk样本和stegsolve工具下载：http://pan.baidu.com/s/1nvHOOJZ