frida的用法--Hook Java代码篇
frida是一款方便并且易用的跨平台Hook工具，使用它不仅可以Hook Java写的应用程序，而且还可以Hook原生的应用程序。
1. 准备
frida分客户端环境和服务端环境。在客户端我们可以编写Python代码，用于连接远程设备，提交要注入的代码到远程，接受服务端的发来的消息等。在服务端，我们需要用Javascript代码注入到目标进程，操作内存数据，给客户端发送消息等操作。我们也可以把客户端理解成控制端，服务端理解成被控端。
假如我们要用PC来对Android设备上的某个进程进行操作，那么PC就是客户端，而Android设备就是服务端。
1.1 准备frida服务端环境
本文，服务端在Android平台测试。服务端环境准备步骤如下：
-
根据自己的平台下载frida服务端并解压
https://github.com/frida/frida/releases
frida_server
-
执行以下命令将服务端推到手机的/data/local/tmp目录
adb push frida-server /data/local/tmp/frida-server -
执行以下命令修改frida-server文件权限
adb shell chmod 777 /data/local/tmp/frida-server
注：Windows系统执行命令可以在CMD中进行；Linux和MacOS执行命令可以在终端中进行。adb是Android一个调试工具，具体安装方法不是本文的重点。
1.2 准备客户端环境
在PC上安装Python的运行环境，安装完成后执行下面的命令安装frida
pip install frida
1.3 客户端命令参数
下面是frida客户端命令行的参数解释，看一下就好
Usage: frida [options] target
Options:
--version show program's version number and exit
-h, --help show this help message and exit
-D ID, --device=ID connect to device with the given ID
-U, --usb connect to USB device
-R, --remote connect to remote frida-server
-H HOST, --host=HOST connect to remote frida-server on HOST
-f FILE, --file=FILE spawn FILE
-n NAME, --attach-name=NAME
attach to NAME
-p PID, --attach-pid=PID
attach to PID
--debug enable the Node.js compatible script debugger
--enable-jit enable JIT
-l SCRIPT, --load=SCRIPT
load SCRIPT
-c CODESHARE_URI, --codeshare=CODESHARE_URI
load CODESHARE_URI
-e CODE, --eval=CODE evaluate CODE
-q quiet mode (no prompt) and quit after -l and -e
--no-pause automatically start main thread after startup
-o LOGFILE, --output=LOGFILE
output to log file
如果将一个脚本注入到Android目标进程
frida -U -l myhook.js com.xxx.xxxx
参数解释：
- -U 指定对USB设备操作
- -l 指定加载一个Javascript脚本
- 最后指定一个进程名，如果想指定进程pid,用
-p选项。正在运行的进程可以用frida-ps -U命令查看
frida运行过程中，执行%resume重新注入，执行%reload来重新加载脚本；执行exit结束脚本注入
2. Hook Java方法
2.1 载入类
Java.use方法用于声明一个Java类，在用一个Java类之前首先得声明。比如声明一个String类，要指定完整的类名：
var StringClass=Java.use("java.lang.String");
2.2 修改函数的实现
修改一个函数的实现是逆向调试中相当有用的。修改一个函数的实现后，如果这个函数被调用，我们的Javascript代码里的函数实现也会被调用。
2.2.1 函数参数类型表示
不同的参数类型都有自己的表示方法
- 对于基本类型，直接用它在Java中的表示方法就可以了，不用改变，例如：
- int
- short
- char
- byte
- boolean
- float
- double
- long
- 基本类型数组，用左中括号接上基本类型的缩写
基本类型缩写表示表：
| 基本类型 | 缩写 |
|---|---|
| boolean | Z |
| byte | B |
| char | C |
| double | D |
| float | F |
| int | I |
| long | J |
| short | S |
例如：int[]类型，在重载时要写成[I
- 任意类，直接写完整类名即可
例如：java.lang.String
- 对象数组，用左中括号接上完整类名再接上分号
例如：[java.lang.String;
2.2.2 带参数的构造函数
修改参数为byte[]类型的构造函数的实现
ClassName.$init.overload('[B').implementation=function(param){
//do something
}
注：ClassName是使用Java.use定义的类;param是可以在函数体中访问的参数
修改多参数的构造函数的实现
ClassName.$init.overload('[B','int','int').implementation=function(param1,param2,param3){
//do something
}
2.2.3 无参数构造函数
ClassName.$init.overload().implementation=function(){
//do something
}
调用原构造函数
ClassName.$init.overload().implementation=function(){
//do something
this.$init();
//do something
}
注意：当构造函数(函数)有多种重载形式，比如一个类中有两个形式的func：
void func()和void func(int)，要加上overload来对函数进行重载，否则可以省略overload
2.2.4 一般函数
修改函数名为func，参数为byte[]类型的函数的实现
ClassName.func.overload('[B').implementation=function(param){
//do something
//return ...
}
2.2.5 无参数的函数
ClassName.func.overload().implementation=function(){
//do something
}
注： 在修改函数实现时，如果原函数有返回值，那么我们在实现时也要返回合适的值
ClassName.func.overload().implementation=function(){
//do something
return this.func();
}
3. 调用函数
和Java一样，创建类实例就是调用构造函数，而在这里用$new表示一个构造函数。
var ClassName=Java.use("com.luoye.test.ClassName");
var instance = ClassName.$new();
实例化以后调用其他函数
var ClassName=Java.use("com.luoye.test.ClassName");
var instance = ClassName.$new();
instance.func();
4. 类型转换
用Java.cast方法来对一个对象进行类型转换，如将variable转换成java.lang.String：
var StringClass=Java.use("java.lang.String");
var NewTypeClass=Java.cast(variable,StringClass);
5. Java.available字段
这个字段标记Java虚拟机（例如： Dalvik 或者 ART）是否已加载, 操作Java任何东西之前，要确认这个值是否为true
6. Java.perform方法
Java.perform(fn)在Javascript代码成功被附加到目标进程时调用，我们核心的代码要在里面写。格式：
Java.perform(function(){
//do something...
});
7. 实例讲解
有了以上的基础知识，我们就可以进行编写代码了
7.1 修改返回值
7.1.1 场景
假设有以下的程序，给isExcellent方法传入两个值，通过计算，返回一个布尔值，表示是否优秀。默认情况下，它是只会显示是否优秀：false的，因为我们默认传入的数很小:
exp1_before
public class MainActivity extends AppCompatActivity {
private String TAG="Crackme";
private TextView textView;
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
textView =findViewById(R.id.tv);
textView.setText("是否优秀："+isExcellent(46,54));
}
private boolean isExcellent(int chinese, int math){
if( chinese + math >=180){
return true;
}
else{
return false;
}
}
}
我们编写一个脚本来Hook isExcellent函数，使它返回true，显示为是否优秀：true
对于这种简单的场景，直接修改返回值就可以了，因为只有结果是重要的。
7.1.2 代码
想直接返回结果很简单，直接在匿名方法里return即可。
if(Java.available){
Java.perform(function(){
var MainActivity = Java.use("com.luoyesiqiu.crackme.MainActivity");
MainActivity.isExcellent.implementation=function(){
return true;
}
});
}
-
将上面的代码保存为：
exp1.js -
执行
adb shell 'su -c /data/local/tmp/frida-server'启动服务端 -
运行目标App
-
执行
frida -U -l exp1.js com.luoyesiqiu.crackme注入代码 -
按返回键返回桌面，再重新打开App,发现达到预期
-
在命令行输入
exit，回车，停止注入代码
exp1_after
注：这里为什么要打开两次App？第一打开是为了让frida能够找到进程，第二次打开是为了验证结果，即使Hook成功了，界面是有缓存的，并不能实时显示Hook结果，所以需要重新打开App
7.2 修改参数
7.2.1 场景
假设有以下场景，isExcellent除了返回是否优秀以外，方法的内部还把分数打印出来。
exp2_before
public class MainActivity extends AppCompatActivity {
private String TAG="Crackme";
private TextView textView;
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
textView =findViewById(R.id.tv);
textView.append("是否优秀："+isExcellent(46,54)+"\n");
}
private boolean isExcellent(int chinese, int math){
textView.append("语文+数学总分："+(chinese+math)+"\n");
if( chinese + math >=180){
return true;
}
else{
return false;
}
}
}
这种情况下我们不可能只返回是否优秀吧，显示的总分很低，但是却返回优秀，是很尴尬的...所以我们要修改isExcellent方法的参数，使其通过计算打印和返回合理的值。
7.2.2 代码
if(Java.available){
Java.perform(function(){
var MainActivity = Java.use("com.luoyesiqiu.crackme.MainActivity");
MainActivity.isExcellent.overload("int","int").implementation=function(chinese,math){
return this.isExcellent(95,96);
}
});
}
上面的代码，通过overload方法重载参数，修改isExcellent方法实现，并在实现函数里调用原来的方法，得到新的返回值
-
将上面的代码保存为：
exp2.js -
执行
adb shell 'su -c /data/local/tmp/frida-server'启动服务端（如果上面启动的服务端还开着可省略这一步） -
运行目标App
-
执行
frida -U -l exp2.js com.luoyesiqiu.crackme注入代码 -
按返回键，再重新打开App,发现达到预期
-
在命令行输入
exit，回车，停止注入代码
exp2_after
8. 配合Python脚本注入
在本文刚开始的时候说到，我们可以编写Python代码来配合Javascript代码注入。下面我们来看看，怎么使用，先看一段代码：
# -*- coding: UTF-8 -*-
import frida, sys
jscode = """
if(Java.available){
Java.perform(function(){
var MainActivity = Java.use("com.luoyesiqiu.crackme.MainActivity");
MainActivity.isExcellent.overload("int","int").implementation=function(chinese,math){
console.log("[javascript] isExcellent be called.");
send("isExcellent be called.");
return this.isExcellent(95,96);
}
});
}
"""
def on_message(message, data):
if message['type'] == 'send':
print("[*] {0}".format(message['payload']))
else:
print(message)
pass
# 查找USB设备并附加到目标进程
session = frida.get_usb_device().attach('com.luoyesiqiu.crackme')
# 在目标进程里创建脚本
script = session.create_script(jscode)
# 注册消息回调
script.on('message', on_message)
print('[*] Start attach')
# 加载创建好的javascript脚本
script.load()
# 读取系统输入
sys.stdin.read()
-
将上面的代码，保存为
exp3.py -
执行
adb shell 'su -c /data/local/tmp/frida-server'启动服务端（如果上面启动的服务端还开着可省略这一步） -
运行目标App
-
执行
python exp3.py注入代码 -
按返回键，再重新打开App,发现达到预期
-
按
Ctrl+C停止脚本和停止注入代码
上面是一段Python代码，我们来分析它的步骤：
- 通过调用
frida.get_usb_device()方法来得到一个连接中的USB设备（Device类）实例 - 调用Device类的
attach()方法来附加到目标进程并得到一个会话（Session类）实例，该方法有一个参数，参数是需要注入的进程名或者进程pid。如果需要Hook的代码在App的启动期执行，那么在调用attach方法前需要先调用Device类的spawn()方法，这个方法也有一个参数，参数是进程名，该方法调用后会重启对应的进程，并返回新的进程pid。得到新的进程pid后，我们可以将这个进程pid传递给attach()方法来实现附加。 - 接着调用Session类的
create_script()方法创建一个脚本，传入需要注入的javascript代码并得到Script类实例 - 调用Script类的
on()方法添加一个消息回调，第一个参数是信号名，乖乖传入message就行，第二个是回调函数 - 最后调用Script类的
load()方法来加载刚才创建的脚本。
注：如果想在javascript输出日志，可以调用
console.log()方法。如果想给客户端发送消息，可以在javascript代码里调用send()方法，并在客户端Python代码里注册一个消息回调来接收服务端发来的消息。
可以看到，结合python代码，使注入更加的灵活了。如果想看Python端frida模块的代码，可以访问：https://github.com/frida/frida-python/blob/master/frida/core.py
9. 参考
- https://www.frida.re/docs/home/