窃听风云――关机窃听原理与实现

前言

斯诺登此前在接受采访时曾指出美国国家安全局（NSA）可以对手机进行窃听，即使是在关机的情况下也不能幸免。

就在不久前的GeekPwn大赛（一个旨在演示智能设备安全漏洞利用、宣传安全意识的会议）上，来自KeenTeam的高手现场演示了Android手机在关机状态下被黑客通过听筒进行窃听的全过程，如此炫酷的神技原来果真存在。
视频地址：http://v.qq.com/page/v/e/x/v0141kvwrex.html
“没有想不到，只有做不到”。在强烈的好奇心的驱使下，笔者根据猜想，分析和模仿实现了一个类似的场景。技术原理就是在Android手机上安装用于窃听的程序伪装成关机状态后实现监听、偷拍等操作，并远程发送给坏人。
先看看效果，手机虽然被“关机”了，但是电话仍然可以拨通，这时声音会通过电话传给黑客而让用户毫不察觉。

安卓系统源码分析

要对关机做手脚，先要了解它到底是怎么关机的。来看下Android源码对关机事件的处理。从按电源键开始，下面是PhoneWindowManager.interceptKeyBeforeQueueing方法的部分代码，如图1。

图 1
interceptKeyBeforeQueueing方法主要做一些对特殊按键的处理，这里可以看到当电源键按下时做一些处理，最后进入了interceptPowerKeyDown。

图 2
如图2，在interceptPowerKeyDown中，判断参数handled，如果为false就延时500ms触发一个Runnable，这里主要负责检测长按事件。

图 3
如图3，进入LONG_PRESS_POWER_GLOBAL_ACTIONS这个case，分别执行以下动作：

1.     发起振动；

2.     请求关闭所有窗口；

3.     显示关机对话框。
关注一下第三步，这里调用showGlobalActionsDialog显示一个关机选择对话框，进入这个方法后后直接转入GlobalActions.showDialog，如图4。

图 4
如图4，在showDialog中再调用createDialog创建一个对话框列表供用户选择“关机”、“飞行模式”、“静音”等操作，以下为createDialog的部分代码，如图5。

图 5
注意图5的onPress方法，这里调用mWindowManagerFuncs.shutdown。代码执行到这里framework层的工作基本就结束了，再往下分析就是关闭系统服务，还有Power.cpp中实现的电源管理，执行系统调用关闭内核等。要实现之前说的关机窃听不用再往下看，只要了解到这一步就够了。
不过还有个问题，mWindowManagerFuncs这个引用是怎么得到的，从刚才的代码开始向上回溯，最终找到了PhoneWindowManager类的init方法，如图6。

图 6

 

Xposed模块实现
了解了Android处理关机的流程以后，想一想怎么关机窃听呢？断电了还怎么窃听？你问我，我也不知道。不过要实现看上去像是“关机窃听”，这我倒是知道怎么做。无非就是播放关机动画，然后让手机装死，让用户以为它真的关机了，其实只是屏幕黑了、声音没了、按键没反应了而已。
现在要做的是当用户要关机的时候阻止用户关机，并且实施自己的“关机窃听”计划。劫持关机动作只需要挂钩mWindowManagerFuncs对象的shutdown方法。挂钩的话这里我们采用的是xposed框架。
之前说到mWindowManagerFuncs的引用是在PhoneWindowManager的init中传过来的，从这里入手吧，Hook之，如图7。

图 7
如图8，在init方法结尾处插入一段代码，把this对象（即phoneWindowManager的引用）保存下来，取到this.mWindowManagerFuncs，反射它，利用它再次Hook它自己的shutdown方法。

图 8

如图9在shutdown执行之前保存一个关机flag，然后显示关机动画，直接返回方法，阻止系统真实关机。在播放关机动画的同时还延时5秒抛了一个Runnable。

图 9
关机时保存的flag主要用来阻止一些系统事件，如按键、屏幕唤醒等，使伪装关机更加真实，如图10。

图 10
5秒以后关闭关机窗口，关闭系统音量，休眠机器，放一个Recriver监听来电，一有来电自动接听，如图11。

图 11

发现与防御
要发现这种攻击其实也很简单，只要抓住他的弱点――关机状态下检查手机和SIM卡的使用情况，如通话记录、流量记录等，实在有强迫症的同学可以把手机电池抠出来（要是你是高大上的iPhone系列那就把手机放远点，再远一点）。
至于防御，要及时更新系统，不要安装未知来源的APP。总之还是一句话：珍爱Android，远离root。

文中提到的工具可以在“腾讯安全应急响应中心”的实验室中下载到
地址：http://security.tencent.com/index.php/opensource/detail/14