【移动安全高级篇】————12、静态分析

Android逆向就是反编译的过程，因为看不懂Android正向编译后的结果所以CTF中静态分析的前提是将出现文件反编译到我们看得懂一层源码，进行静态分析。

0X01 基础说明

Android应用的逻辑代码是由Java进行开发，所以是第一层就是java代码
Java虚拟机JVM运行的是java文件编译过后的class文件
Android虚拟机Dalvik并不是执行Java虚拟机JVM编译后生成的class文件，而是执行再重新整合打包后生成的dex文件编译之后的smali文件
APK：是编译完成后的Android应用程序安装包
dex文件：是class文件的打包文件
smali文件：是Dalvik字节码文件
class文件：是JVM字节码文件

0X02 工具使用

在CTF中Android题目不一定给你完整编译完成后的APK，可能是编译过程中任意文件类型，下面斗哥分以下文件类型利用工具来得到斗哥看得懂的java源码

类型一：class文件

这种情况比较简单，推荐工具jd-gui
直接将class文件拉进去就可以看到java源码

类型二：APK程序

Android工程编译完成会得到我们想要的APK安装包，APK文件其实是一个压缩包。
修改后缀名为zip后解压，解压后的文件如下图所示：

META-INF文件夹:
存放apk签名信息，用来保证apk包的完整性和系统的安全。
res文件夹:
存放资源文件，包括icon，xml文件。
AndroidManifest.xml文件:
应用程序配置文件，每个应用都必须定义和包含的，它描述了应用的名字、版本、权限、引用的库文件等信息。
classes.dex文件:
可以直接在Dalvik虚拟机上加载运行的文件，由java文件经过IDE编译生成。
resources.arsc文件：
二进制资源文件，包括字符串等。

反编译APK推荐工具ApkIDE、JEB

1. JEB使用：
JEB直接导入APK，反编译完成看到smali文件。

很多Android逆向工具就反编译到smali文件这步。
JEB选中smali文件中按Q，就可以看到java文件。

优点：从smali文件反编译成的java文件代码结构清晰。
缺点：无法修改。
2. ApkIDE使用：
项目->打开Apk
等待反编译完成。

看到smali文件。

选择要java源码的smali文件，点击下图按钮，打开Java源码。

ApkIDE关联了jd-gui，点击后将跳转到jd-gui。

ApkIDE是将APK反编译到class再用jd-gui拿到Java源码。
在ApkIDE的ApkIDE_v3.3\ApkIDE\Worksrc的项目目录下可以看到反编译后的class文件。

优点：功能强大，可以修改反编译出来的smali文件，重新编译生成APK。
缺点：编译成后的java代码不够清晰。
3.反编译区别
Smali文件是由Smali语法编写，Smali语法宽松式的语法
所以反编译过程不同，工具不同，java源码肯定不同
下面是同一个APK用上面两个工具逆向的结果：

斗哥作为一名Java开发的爱好者喜欢JEB的逆向结果，看着比较舒服。

类型三：dex文件

推荐工具dex2.jar
classes.dex文件，这个是Android源码编译过的字节码包
尝试使用dex2.jar工具拿到java源码命令如下
.\d2j-dex2jar.bat C:\Users\lin\Desktop\classes.dex

jar文件可以理解为classes文件的压缩包，java虚拟机可以直接运行
用Jd-gui打开classes-dex2jar.jar就可以看到java源码

类型四：smali文件

当只有一个单独的smali文件时就无法用上述的工具直接进行反编译
斗哥想到ApkIDE可以对一个APK进行反编译到smali文件，对smali文件进行增删改查的操作
于是用ApkIDE打开任意一个完整的APK然后添加smali文件（APK可以用自己开发的）

将smali文件添加ApkIDE项目中。

重新编译生成APK。

编译成功后将在原APK目录生成一个APK。

再用JEB等工具打开就能看到Ezreal.smali文件。

其他工具：

编辑器：notepad++、Sublime等
Android模拟器：夜神模拟器等

0X04 例题分析

将应用安装到模拟器查看界面是否有提示。
在文本框输入字符点击按钮提示错误，猜想是否用来判断正确的flag。

使用JEB工具编译成java文件，Android文件下是sdk文件，我们要分析是com包下的源码文件。

代码量不多就三个类，先从程序入口MainActivity分析，找到关键代码块。
这句if就是判断flag是否正确。

搜索类查看哪里调用了此方法。
分析得到arg12就是界面要输入的参数，这时我们知道了v5的值就是我们要的flag

onCreate函数调用了checkSN方法并传入两个参数为：
MainActivity.this.edit_userName.trim()
MainActivity.this.edit_sn.getText().toString().trim()

//OnCreate是Android中的一个特别的函数，用来“表示一个窗口正在生成”。
//其不产生窗口，只是在窗口显示前设置窗口的属性如风格、位置颜色等。
public void onCreate(Bundle arg3) {
   super.onCreate(arg3);
   this.setContentView(0x7F040019);
   this.setTitle(0x7F06001D);
   this.edit_userName = "Tenshine";
   this.edit_sn = this.findViewById(0x7F0C0051);
   this.btn_register = this.findViewById(0x7F0C0052);
   this.btn_register.setOnClickListener(new View$OnClickListener() {
       public void onClick(View arg5) {
           if(!MainActivity.this.checkSN(MainActivity.this.edit_userName.trim(), MainActivity.this.edit_sn.getText().toString().trim())) {
               Toast.makeText(MainActivity.this, 0x7F06001E, 0).show();
           }
           else {
               Toast.makeText(MainActivity.this, 0x7F06001B, 0).show();
               MainActivity.this.btn_register.setEnabled(false);
               MainActivity.this.setTitle(0x7F060019);
           }
       }
   });
}

分析v5的值，v5是由v3和v4生成的，v4是一个int并直接赋值为0用于循环就可以直接使用
而v3则是toHexString方法的返回值，并要传入，v1是v1.update(arg11.getBytes());生成
arg11就是传入的参数"Tenshine"

private boolean checkSN(String arg11, String arg12) {
   boolean v7 = false;
   if(arg11 != null) {
       try {
           if(arg11.length() == 0) {
               return v7;
           }

           if(arg12 == null) {
               return v7;
           }

           if(arg12.length() != 22) {
               return v7;
           }

           MessageDigest v1 = MessageDigest.getInstance("MD5");
           v1.reset();
           v1.update(arg11.getBytes());
           String v3 = MainActivity.toHexString(v1.digest(), "");
           StringBuilder v5 = new StringBuilder();
           int v4;
           for(v4 = 0; v4 < v3.length(); v4 += 2) {
               v5.append(v3.charAt(v4));
           }

           if(!"flag{" + v5.toString() + "}".equalsIgnoreCase(arg12)) {
               return v7;
           }
       }
       catch(NoSuchAlgorithmException v2) {
           goto label_40;
       }

       v7 = true;
   }

   return v7;
label_40:
   v2.printStackTrace();
   return v7;
}

将上面的分析结果，取出生成v5的关系代码
都是纯java代码，不需要Android的包引入，只需引入java的依赖包。

import java.security.MessageDigest;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;

public class Code {

   static String toHexString(byte[] arg8, String arg9) {
       StringBuilder v3 = new StringBuilder();
       byte[] v0 = arg8;
       int v5 = v0.length;
       int v4;
       for(v4 = 0; v4 < v5; ++v4) {
           String v2 = Integer.toHexString(v0[v4] & 255);
           if(v2.length() == 1) {
               v3.append('0');
           }

           v3.append(v2).append(arg9);
       }

       return v3.toString();
   }
   public static void main(String[] args)throws NoSuchAlgorithmException{
       MessageDigest v1 = MessageDigest.getInstance("MD5");
       v1.reset();
       v1.update("Tenshine".getBytes());
       String v3 = Code.toHexString(v1.digest(), "");
       StringBuilder v5 = new StringBuilder();
       int v4;
       for(v4 = 0; v4 < v3.length(); v4 += 2) {
           v5.append(v3.charAt(v4));
       }
       System.out.println("flag{" + v5.toString() + "}");
   }

}

用IDEA编辑运行，拿到flag。