移动安全——从零开始root

admin 2023年4月10日23:01:54评论79 views字数 6480阅读21分36秒阅读模式

移动安全——从零开始root

本文为看雪论坛优秀文章

看雪论坛作者ID:Thehepta


上一篇发了如何写一个hook框架,但是还是依赖于root权限,而在android平台,magisk就是root的代名词,所以有了这篇文章。


越狱概论


软件安全的崛起


软件安全所要解决的问题是什么: 防攻击、防代码泄露。


那么为什么会有软件安全的问题。因为软件运行平台不安全,而软件的载体是编译后的应用文件,不安全的平台导致了这些应用文件会被攻击者获得,因而产生了软件安全。


所以软件安全的崛起,本质还是因为,运行平台端的不安全。


为什么运行平台端不安全那,pc而言,本身不提供也不担任应用保护的角色。而移动端,有一定程度的保护,甚至我觉得,开始他们是想做起来的,但是后续发现,基本不可能,为什么,正是因为越狱。


目前软件保护做的最好的是ios,假如,ios手机系统无法越狱,你能拿到他的真正的编译程序吗?


加固混淆这些安全技术就是用来对抗静态分析的,符号执行、模拟执行、混合执行、动态运行,就是用来破解加固混淆的。


反调试、反反反调试,特征检测,可信任执行环境,就是用来对抗动态执行的。


越狱种类:

有根root:就是在使用越狱之后,root权限一直存在,随用随取,重启不消失。


无根root:使用了越狱之后,获取了root权限,但是重启后会消失,重启后想要再使用root权限,需要再次使用越狱工具获取权限。


越狱方式:


(1)漏洞提权(系统级别)


这一种比较普遍和通用,不仅仅是移动设备,pc设备也通用。能够提权的漏洞一般都是比较严重的品相较好的漏洞,一年也没几个,但是一般都有。例如ios,号称安全性比andorid高,但是从开始到现在,一直有漏洞,虽然最新版本的漏洞还没有更新出来,但是迟早会有,andriod也是一样。漏洞可能还分为硬件和软件漏洞,这种就不细说了,主要还是看严重程度。大部分漏洞提权,都只能获得无根root,ios听说以前有一些有根的root,这种很少。


(2)固件提权


① 普通固件提权


这种在理论上来说,是百分之百可能,但是利用的门槛比较高,要过很多的坑,开源的可能比闭源的好做,如果遇到闭源的,例如无法修改固件,不知道格式等等,android 由于是开源的,解锁的手机,可以直接通过magisk修改rom,然后刷进行,也可以寻找源码直接编译一个新的有root权限的固件刷进去,或者ios,目前研究不多,后续有时间这部分会补上。


但是这种通过固件提权的方式,有个问题,就是有可能会被反击,也就是厂家内置了一些固件验证,必须要过了这些验证,才能正常启动,否则是不允许启动的。这就需要修改更多固件的信息,对固件足够了解。


② 板载驱动提权(可能写的不是很严谨)


这个我开始没打算写的,只听过,没见过。但是参加mosec 看见大神亲手演示。


首先,要知道有很多设备,是不提供刷写功能的,比如向android这种刷写系统的功能,华为,小米这些手机,都是需要申请解锁的,对了还有sony,很多年前sony就有这个功能,而且是网络锁,如果没有解开网络锁,就无法刷写系统,改了固件刷不进去也没用。


但是,在系统固件之上还有一层程序,用于刷写镜像,管理板子是否解锁,板载驱动啥的,soc这些,芯片程序,这一部分可能也是有漏洞的,而你可以运用这部分漏洞,攻击他的保护程序,从而打到可以刷写固件的目的。去年的mosec就演示了这个。


芯片那些程序是开源的,通过分析找到了漏洞,然后进行攻击。我还听说过闭源程序,直接通过硬件手段,将程序搞下来然后用ida进行分析,寻找漏洞,或者寻找算法解锁的。


安全性:


越狱的人,基本已经很少考虑这个问题。


目前ios越狱用的就是无根越狱,而android用的是magisk,就是修改固件越狱。就安全性而言,一般来说,固件越狱是比漏洞越狱更加安全。


漏洞越狱,预示这你的手机存在root提权漏洞,不仅你可以提权,任何一个第三方app,都有和你一样的提权机会,从而获取root权限。


而固件提权,只有手机主人才拥有固件提权的机会,只要管控好嵌入的root管理程序,保证root权限不外泄,就能保证安全问题。


ios越狱 (研究中,后续会补上)

由于有些东西还并未全部弄懂,所以不敢乱写。


android越狱和防护


android的越狱,我们一般都是来说android系统的越狱。


固件方面


目前普遍需要接bl锁,当然有的品牌目前已经禁止解锁了。


1、根文件系统可以读写年代,并且没有selinux

权限管控,只有DAC,没有mac,也就是说,只要获取了root权限,就可以拥有一切,而且,根文件系统可读写,就可以修改文件系统,进行永久root

当时,根本不需要内核漏洞,只需要应用漏洞,提权到root,修改rom,就可以永久提权了。


2、开启固件rom,加入selinux

在这个时期,效果一般,selinux ,杜绝了应用层root权限泄露,但是rom固件的效果一般,当时的手机普遍能解锁,然后刷机,而且android当时自带一个recovery,配合当年很火的supersu,直接就能刷进去一个su权限,获取root。他的原理就是把根文件系统重新打包,再刷进去,覆盖以前的rom。

+ 3、固件验证(avb)、回滚保护、system as root、 ab分区(更新较快,没跟上)
固件验证,Android Verified Boot(这个没仔细查,研究的时候已经是2.0了),多了一个vbmeta.img分区,用于校验 boot.img system.img vendor.img 这些分区,确保不被篡改(可以解锁,关闭)。
system as root,原来的就是将system.img变成根文件系统,原来都是boot.img里面的ramdisk 是根文件系统的
回滚保护,直接修改system.img镜像,无效,数据在启动的时候如果有vbmeta验证,会将数据修正。
ab分区,分区修改,反正就是将recovery 分区删掉了,要想使用twrp,没法刷写进recovery了,需要用fastboot 直接应道twrp镜像


漏洞方面

+ selinux
linux下有两种权限管控,传统的DAC(直接访问控制),和MAC(强制访问控制)安全机制(selinx)。 关于selinux,我看了很多资料,很长时间没弄明白,所以在这里就我自己的理解详细写一下。
+ MAC和DAC
+ DAC
是以用户为主体,比如,就像现实世界中的人,你运动,你学习,你考大学,你装修,把自己的房子烧了,没人管你的,你的这些行为,就是进程,而你烧房子,花钱,等等,就是操作文件,房子就是文件,钱,就是文件,你怎么操作,没人管你,因为他们是属于你的,你是主体。
+ MAC
mac以进程为主体,文件,属性为客体,就像现实世界中,以事件为主体,物质为客体,这种情况下,假如你要烧你的房子,假如假如你要花你的钱,在DAC中是允许的,但是在mac中,会首先判断你的行为事件,比如你的行为事件是装修,是需要对房子进行操作的,但是你的操作确是烧房子,拆房子,就会被禁止,比如你要吃饭,是要花钱的,但是你的操作是花钱买法拉利了,这也是没有权限的。粒度为进程(有安全上下文标签),管控行为,为读写,执行,等等,被执行者(文件)贴上标签,进程操作被文件的时候,通过进程和文件的标签判断,是否可以操作。
selinux,是在mac基础上进行的加强和扩展
+ selinux 工作原理
+ 在编译的时候,确定了大致的安全策略,尤其一些比较重要,权限高的文件。这些安全策略会将这些文件管理的死死的,不会给予他们任何多余的权限
+ 全文件加标签,会将每一个文件都加上安全上下文的标签,彻彻底底的管控
+ 主要工作点是内核模块,在内核各个操作点,添加钩子,当操作发生的时候,会首先通过安全策略进行判断。(只要钩子写的全,就不可能绕过去)
+ selinux 对于漏洞的防御
selinux能防御应用层的root权限漏洞,对于内核层的root权限漏洞,存在直接从内核关闭selinux的可能。但是如果无法关闭selinux,root权限将无法外泄,因为selinux权限的策略对于root用户、权限的非root用户访问默认是禁止的。
对于selinux 而言,是不是root,没有任何区别,root这个概念是DAC所提供的的用户概念,而selinux是策略控制的,不会因为,你是root用户,就不对你进行策略管控
root用户在DAC权限来说是有关闭selinux的权限的(android上,别的linux没搞过,不清楚),但是如果selinux打开了,你就要拥有关闭selinux权限的MAC策略权限。
内核漏洞如果无法直接从内核层面关闭selinux,那么即使获取了root,也是无法绕过selinux策略的,跟用户层的root提权漏洞会面临一样的结果。


magisk和固件


关于magisk,本来写了一些的,但是架不住大佬是在写的太好了,我就删除了。

https://bbs.kanxue.com/thread-276361.htm#msg_header_h3_4



越狱实践


提权


从上面的分析,我们知道了,越狱只有两种,漏洞越狱和固件。而这两种都是有很多成品的。固件越狱就是magisk,漏洞越狱,我们需要一个android的内核漏洞,品相要好,要能关闭selinux。


漏洞:CVE-2019-2215。

这个漏洞品相极好,而且分析的人不少,另外宣传一下,买手机可以找r0ysue,我用的是手机就是pixel。

https://bbs.kanxue.com/thread-264932.htm#msg_header_h1_9

https://bbs.kanxue.com/thread-266198.htm


提权之后,我们要做到无感知,还需要打开selinux,并让root权限泄露出来。


selinux 和 root权限泄露


(1)root权限泄露


这个肯定是su程序,或者supersu,这个是有android成品的。


但是很遗憾不行,在关闭selinux后,su就断开了。因为selinux,的策略阻止root权限外泄。


(2)修改selinux策略


selinux测策略文件是在编译后产生的,也就是说文件不能更改,而启动的时候会加载这个策略文件。


有兴趣的可以看一下这个

https://source.android.google.cn/docs/security/features/selinux?hl=zh-cn


但是有些大神就是这么牛逼,他们开发了一种selinux 注入工具

https://github.com/phhusson/sepolicy-inject


如果有幸能关闭selinxu,那么就可以使用这种工具修改selinux策略,而magisk 也是有这个工具叫supolicy,我使用的magisk的工具测试的。


① supolicy工具操作:


selinux如果报错,后台会显示如下日志

avc: denied { execute } for name="12456" dev="tmpfs" ino=472904 scontext=u:r:untrusted_app:s0:c153,c256,c512,c768 tcontext=u:object_r:unlabeled:s0 tclass=file permissive=0


我们可以先根据上面的报错的信息,修改selinxu的规则,然后用supolicy加载进去。


加载字符串规则

./magiskpolicy  --live "allow untrusted_app shell_data_file file { execute execute_no_trans }"


加载文件

supolicy --apply root.te --live


我们根据selinux的报错信息,来一直不断的修改策略,直到成功为止。


+ 修改selinux策略     修改了很多次策略,自己都麻了,但是总结起来,就三个阶段    + 1、adb 获取root权限         我们虽然在adb中运行漏洞获得了权限,但是我们想要把这个权限外泄给别的adb终端,在selinux打开的情况下,策略是关闭的,所以我一次一次的重启,一次一次的根据报错信息更新策略,最后通过了。    + 2、应用获取root权限         前面搞完了我以为可以过年了,回头应用用的时候才发现,不能使用,因为,selinux限制非系统应用获取root权限。对于这个策略,目前有两种方案绕过,第一种,就是接着改策略,第二种是magisk使用的,就是在root权限和获取的应用之间在套一层shell,先用shell获取root权限,然后在用应用和shell通讯,由这个持有root的shell,执行操作。这也是magisk su 和 supersu 他们两个程序在源代码上的差别。     + 3、梭哈         我照着supersu 和magisk 写了一个简洁的好读的su程序使用,但是我没用实现magisk间接调用的那一部分,所以在改第二个应用获取root权限的时候,改了一天,一直改策略,改到了怀疑人生,然后一条规则在我脑海中形成了        ```        allow kernel * *  *        ```        成品策略文件root.te        ```        allow shell kernel unix_stream_socket  *        allow shell devpts chr_file  *        allow untrusted_app shell_data_file file  *        allow untrusted_app kernel unix_stream_socket  *        ```        上面这个,直接把selinux 很多策略直接通过了,使用需谨慎。


mount --bind


前面搞完了后,还有点问题,就是找不到可执行文件,因为rom是只读的,无法复制文件到系统可执行文件路径,所以应用无法找到,填绝对路径?又是否要修改策略那?


所以上我们的神器mount --bind 他可以将两个目录合并到一起,但是又不改变文件。这么形容那,就像文件系统的hook,而magisk也是使用了这个。magisk 虽然代码体量不小,而且有很多对系统启动修改,已经挂载这些,但是我觉得如果没有mount --bind,代码体量将会更大,所解决的问题可能也会更多,更麻烦。


在tmp2下有一个文件supersu

1|walleye:/data/local/tmp/tmp2 # lssupersuwalleye:/data/local/tmp/tmp2 #


不能复制过去,只读文件系统

walleye:/data/local/tmp/tmp2 # cp supersu /sbin/                                                                                                                                                                                                            cp: /sbin//supersu: Read-only file system1|walleye:/data/local/tmp/tmp2 #


mount --bind

1|walleye:/data/local/tmp # mount --bind tmp2 /     sbin                                                                                                                                                                                                         walleye:/data/local/tmp # cd /sbin/                                                                                                                                                                                                                         walleye:/sbin # lssupersuwalleye:/sbin #


然后就可以使用了。



最后


无感知的root工具,你可以将su文件的名字随意更改,然后配合上一篇的rxposed完成全局hook工作。


工具和一些selinux的策略文件,还有我自己写了一个demo su放在github上,地址:https://github.com/Thehepta/android-jailbreak




移动安全——从零开始root


看雪ID:Thehepta

https://bbs.kanxue.com/user-home-767217.htm

*本文由看雪论坛 Thehepta 原创,转载请注明来自看雪社区

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原文始发于微信公众号(看雪学苑):移动安全——从零开始root

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  • 本文由 发表于 2023年4月10日23:01:54
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