Hook框架Frida

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2022年1月6日01:05:23评论923 views字数 12427阅读41分25秒阅读模式

0x00 概述

Frida是个轻量级别的hook框架

是Python API，但JavaScript调试逻辑

Frida的核心是用C编写的，并将Google的V8引擎注入到目标进程中，在这些进程中，JS可以完全访问内存，挂钩函数甚至调用进程内的本机函数来执行。

使用Python和JS可以使用无风险的API进行快速开发。Frida可以帮助您轻松捕获JS中的错误并为您提供异常而不是崩溃。
。
关于frda学习路线了，Frida的学习还是蛮简单的，只需要了解两方面的内容：
1）主控端和目标进程的交互（message）
2）Python接口和js接口（查文档）

frida框架分为两部分：
1）一部分是运行在系统上的交互工具frida CLI。
2）另一部分是运行在目标机器上的代码注入工具 frida-serve。

0x01 资源和环境

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Mac Os 10.15.5
Python 3.7
Google Nexus 6P Anroid 6.0.1
Frida官网：https://www.frida.re/
Frida源码：https://github.com/frida

0x02 运行模式

Frida通过其强大的仪器核心Gum提供动态检测，Gum是用C语言编写的。因为这种检测逻辑很容易发生变化，所以通常需要用脚本语言编写，这样在开发和维护它时会得到一个简短的反馈循环。这就是GumJS发挥作用的地方。只需几行C就可以在运行时内运行一段JavaScript，它可以完全访问Gum的API，允许您挂钩函数，枚举加载的库，导入和导出的函数，读写内存，扫描模式的内存等

0x03 Frida安装

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pip install frida
pip install frida-tools
frida --version

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安卓端安装

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https://github.com/frida/frida/releases
 
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cat /proc/cpuinfo

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看到我的cpu是armv8 64位的 所以对应的去下载相应的版本

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adb push frida-server-12.11.17-android-arm64 /data/local/tmp
adb shell
su
cd /data/local/tmp
chmod 777 frida-server-12.11.17-android-arm64
./frida-server-12.11.17-android-arm64

在bash下frida-ps -U

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0x04 Hook示例的安装与分析

Frida官网给我们了一个ctf的示例，就以此为例子，开始学习frida在android逆向的使用。
rps.apk 下载地址

使用虚拟机或者自己的手机将应用安装好，发现是一个简单的石头剪刀布的游戏应用，简单的玩了一下，没什么特别的，直接分析代码吧，看看到底想干什么。

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源代码分析

使用jadx-gui反编译，发现app没有加壳和混淆，当然一来就加壳和混淆的话对我们就太不友好了，接下分析就简单了，直接看java代码。

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在MainActivity中找到OnCreate()方法，可以看到只是简单的声明了button控件以及对应的监听器。

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protected void onCreate(Bundle paramBundle) {
  super.onCreate(paramBundle);
  setContentView(2130968600);
  this.P = (Button)findViewById(2131492941);
  this.S = (Button)findViewById(2131492943);
  this.r = (Button)findViewById(2131492942);
  this.P.setOnClickListener(this);
  this.r.setOnClickListener(this);
  this.S.setOnClickListener(this);
  this.flag = 0;
}

继续查看button的onclick方法，可以看出cpu是通过随机数组出的，其判断输赢的方法在this.showMessageTask中。

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public void onClick(View paramView) {
   if (this.flag == 1)
     return; 
   this.flag = 1;
   ((TextView)findViewById(2131492946)).setText("");
   TextView textView1 = (TextView)findViewById(2131492944);
   TextView textView2 = (TextView)findViewById(2131492945);
   this.m = 0;
   this.n = (new Random()).nextInt(3);	//随机数0，1，2
   int i = this.n;
   (new String[3])[0] = "CPU: Paper";
   (new String[3])[1] = "CPU: Rock";
   (new String[3])[2] = "CPU: Scissors";
   textView2.setText((new String[3])[i]);
   if (paramView == this.P) {
     textView1.setText("YOU: Paper");
     this.m = 0;
   } 
   if (paramView == this.r) {
     textView1.setText("YOU: Rock");
     this.m = 1;
   } 
   if (paramView == this.S) {
     textView1.setText("YOU: Scissors");
     this.m = 2;
   } 
   this.handler.postDelayed(this.showMessageTask, 1000L);	//输赢判断方法
 }

跟进分析showMessageTask，可以看到如果赢了mainActivity.cnt会+1，但是一旦输了cnt就会置0，而获取flag的要求是我们得获胜1000次，…… Hook框架Frida

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private final Runnable showMessageTask = new Runnable() {
    public void run() {
      TextView textView = (TextView)MainActivity.this.findViewById(2131492946);
      if (MainActivity.this.n - MainActivity.this.m == 1) {
        MainActivity mainActivity = MainActivity.this;
        mainActivity.cnt++;
        textView.setText("WIN! +" + String.valueOf(MainActivity.this.cnt));
      } else if (MainActivity.this.m - MainActivity.this.n == 1) {
        MainActivity.this.cnt = 0;
        textView.setText("LOSE +0");
      } else if (MainActivity.this.m == MainActivity.this.n) {
        textView.setText("DRAW +" + String.valueOf(MainActivity.this.cnt));
      } else if (MainActivity.this.m < MainActivity.this.n) {
        MainActivity.this.cnt = 0;
        textView.setText("LOSE +0");
      } else {
        MainActivity mainActivity = MainActivity.this;
        mainActivity.cnt++;
        textView.setText("WIN! +" + String.valueOf(MainActivity.this.cnt));
      } 
      if (1000 == MainActivity.this.cnt)
        textView.setText("SECCON{" + String.valueOf((MainActivity.this.cnt + MainActivity.this.calc()) * 107) + "}"); 
      MainActivity.this.flag = 0;
    }
  };

简单分析一下获取flag需要的条件，总结有3个办法:

  1. 分析calc()方法能算出答案，但这个方法在so中，得分析汇编代码才行，当然可以尝试使用ida pro，F5查看C代码分析，前提是算法不难。
  2. 获取calc函数的返回值，从而计算答案。
  3. 还有一个方法就是，直接将MainActivity.this.cnt的值构造成1000。

接下来就用frida，使用后两种思路来解这个简单的示例。但在这之前得先了解Frida自带的Messages机制，了解frida怎么从通过一个python脚本发送和接收message消息是一个提升理解frida的好方法。

0x04 Frida自带的Messages机制与进程交互

先来看看一个Messages的模板，这里用到的语言分别是python和javascript，他们之间的关系是python作为载体，javascript作为在android中真正执行代码。

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# -*-coding:utf-8-*-
import frida, sys
 
#hook代码，采用javascript编写
jscode = """
//javascript代码，重点
"""
 
#自定义回调函数
def on_message(message, data):
    if message['type'] == 'send':
        print("[*] {0}".format(message['payload']))
    else:
        print(message)
 
#重点的4行代码
process = frida.get_usb_device().attach('应用完整包名')
script = process.create_script(jscode)
script.on('message', on_message)
script.load()
sys.stdin.read()

当然如果是对此简单的使用，只需要编写jscode，以及填写你要hook的应用完整包名就行了，不过如果单纯只会用可能在以后会被模板限制，所以一探究竟还是很有必要。
可以在Bash中，使用python终端的help()函数找到frida库的源代码的绝对路径。

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import frida
help(frida)

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接下来就来具体看看这几句代码做了什么事情。

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process = frida.get_usb_device().attach('应用完整包名')
script = process.create_script(jscode)
script.on('message', on_message)
script.load()
sys.stdin.read()

首先使用了frida.get_usb_device()，返回了一个_get_device函数，跟进_get_device方法。

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def get_usb_device(timeout = 0):
    return _get_device(lambda device: device.type == 'tether', timeout)

在_get_device中，通过get_device_manager()实例化DeviceManager类，并调用该类中的enumerate_devices()方法。

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def _get_device(predicate, timeout):
    mgr = get_device_manager()                //获取设备管理
    def find_matching_device():               //寻找匹配设备
        usb_devices = [device for device in mgr.enumerate_devices() if predicate(device)]
        if len(usb_devices) > 0:
            return usb_devices[0]
        else:
            return None
    device = find_matching_device()
   ...省略

get_device_manager()代码

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def get_device_manager():
    global _device_manager
    if _device_manager is None:
        from . import core
        _device_manager = core.DeviceManager(_frida.DeviceManager())
    return _device_manager

DeviceManager中enumerate_devices(）方法，可以看到enumerate_devices()方法实际上是返回了一个Device()类的实例化对象List。

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class DeviceManager(object):
    def __init__(self, impl):
        self._impl = impl
 
    def __repr__(self):
        return repr(self._impl)
 
    //返回了一个Device()类的实例化。
    def enumerate_devices(self):
        return [Device(device) for device in self._impl.enumerate_devices()]
 
    def add_remote_device(self, host):
        return Device(self._impl.add_remote_device(host))
 
    def remove_remote_device(self, host):
        self._impl.remove_remote_device(host)
 
    def get_device(self, device_id):
        devices = self._impl.enumerate_devices()
        if device_id is None:
            return Device(devices[0])
        for device in devices:
            if device.id == device_id:
                return Device(device)
        raise _frida.InvalidArgumentError("unable to find device with id %s" % device_id)
 
    def on(self, signal, callback):
        self._impl.on(signal, callback)
 
    def off(self, signal, callback):
        self._impl.off(signal, callback)

继续跟进Device类中的，就找到了attach()方法。在attach方法这是设置断点，看看传入的数据。

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接下来提供的“应用完整名”是通过self._pid_of()函数去找到对应的进程号pid，然后将pid后通过Session类初始化。到此第一句代码过程就算是明白了，最终得到的是一个对应进程号pid的Session实例化对象process。

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class Device(object):
    def __init__(self, device):
        self.id = device.id
        self.name = device.name
        self.icon = device.icon
        self.type = device.type
        self._impl = device
 
    def __repr__(self):
        return repr(self._impl)
 
    ...节省空间删除部分方法，详细内容可自行查看源码
 
    def kill(self, target):
        self._impl.kill(self._pid_of(target))
 
    //返回了一个Session的实例化对象
    def attach(self, target):
        return Session(self._impl.attach(self._pid_of(target)))
 
    def inject_library_file(self, target, path, entrypoint, data):
        return self._impl.inject_library_file(self._pid_of(target), path, entrypoint, data)
 
    def inject_library_blob(self, target, blob, entrypoint, data):
        return self._impl.inject_library_blob(self._pid_of(target), blob, entrypoint, data)
 
    def on(self, signal, callback):
        self._impl.on(signal, callback)
 
    def off(self, signal, callback):
        self._impl.off(signal, callback)
 
    def _pid_of(self, target):
        if isinstance(target, numbers.Number):
            return target
        else:
            return self.get_process(target).pid

第二句，紧接着process.create_script(jscode)，可以看到它返回一个Script类的实例化，参数不确定。

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def create_script(self, *args, **kwargs):
        return Script(self._impl.create_script(*args, **kwargs))

跟进Script类，可以找到on()方法，在on方法中可以设置自定义回调函数。

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class Script(object):
    def __init__(self, impl):
        self.exports = ScriptExports(self)
 
        self._impl = impl
        self._on_message_callbacks = []
        self._log_handler = self._on_log
 
        self._pending = {}
        self._next_request_id = 1
        self._cond = threading.Condition()
 
        impl.on('destroyed', self._on_destroyed)
        impl.on('message', self._on_message)
 
   ...节省空间删除部分类方法，详细内容可自行查看源码
 
    def load(self):
        self._impl.load()
 
   //设置自定义回调函数
    def on(self, signal, callback):
        if signal == 'message':
            self._on_message_callbacks.append(callback)
        else:
            self._impl.on(signal, callback)
 
在IDE中可以看到_on_message_callbacks中存放的on_message函数地址。

Hook框架Frida
接下来调用load()方法，在服务端就启动javascript脚本了，至于在frida-server服务端怎么执行的，可逆向研究一下frida-server，它才是真正的核心。

0x05 Javascript代码构造与执行

方法一：获取calc()返回值

第一种思路就是直接获取calc的返回值，从native函数定义上知道它的返回值是int类型，当然直接获取calc函数的返回值是解出问题最简单的方法。

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public native int calc();

那怎么获取calc()函数的返回值呢，这个函数在MainActivity类中，直接引用该类下的calc()方法，不就ok了吗，原理是这样，下面就来构造一下Javascript代码。

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//Java.Perform 开始执行JavaScript脚本。
Java.perform(function () {
//定义变量MainActivity，Java.use指定要使用的类
    var MainActivity = Java.use('com.example.seccon2015.rock_paper_scissors.MainActivity');
    //hook该类下的onCreate方法，重新实现它
    MainActivity.onClick.implementation = function () {
        send("Hook Start...");
        //调用calc()方法，获取返回值
        var returnValue = this.calc();
        send("Return:"+returnValue);
        var result = (1000+returnValue)*107;
        //解出答案
        send("Flag:"+"SECCON{"+result.toString()+"}");
    }
});

JavaScript代码就是这样，如果不是很理解，学习一下JavaScript基础即可，下面看看完整的python脚本。

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# -*-coding:utf-8-*-
import frida, sys


def on_message(message, data):
    if message['type'] == 'send':
        print("[*] {0}".format(message['payload']))
    else:
        print(message)


jscode = """
Java.perform(function () {
    var MainActivity = Java.use('com.example.seccon2015.rock_paper_scissors.MainActivity');
    MainActivity.onClick.implementation = function () {
        send("Hook Start...");
        var returnValue = this.calc();
        send("Return:"+returnValue);
        var result = (1000+returnValue)*107;
        send("Flag:"+"SECCON{"+result.toString()+"}");
    }
});
"""

process = frida.get_usb_device().attach('com.example.seccon2015.rock_paper_scissors')
script = process.create_script(jscode)
script.on('message', on_message)
script.load()
sys.stdin.read()

不知道为什么hook的为应用的onCreate方法始终不行所以hook对应的onClick方法进行结果如下

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方法二：修改cnt的值为1000

第二种思路也比较简单，我们需要修改cnt的值，但如果直接修改cnt的初始值为1000的话，在游戏中可能存在不确定因素，比如输了会置0，赢了cnt值就变成1001了，所以还得控制一下输赢，而输赢的条件是电脑出什么，所以最终hook的方法就在onClick中。
从onClick()中可以知道，控制输赢的在于修改this.n 和 this.m的值，再来看看源代码。

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private final Runnable showMessageTask = new Runnable() {
        public void run() {
            TextView tv3 = (TextView) MainActivity.this.findViewById(R.id.textView3);
            MainActivity mainActivity;
            //我方:布 CPU：石头 or 我方：石头 CUP：剪刀 ，则为赢
            if (MainActivity.this.n - MainActivity.this.m == 1) {
                mainActivity = MainActivity.this;
                mainActivity.cnt++;
                tv3.setText("WIN! +" + String.valueOf(MainActivity.this.cnt));
             //反过来当然是输咯
            } else if (MainActivity.this.m - MainActivity.this.n == 1) {
                MainActivity.this.cnt = 0;
                tv3.setText("LOSE +0");
             //一样则打平
            } else if (MainActivity.this.m == MainActivity.this.n) {
                tv3.setText("DRAW +" + String.valueOf(MainActivity.this.cnt));
             //我布  cup:剪刀
            } else if (MainActivity.this.m < MainActivity.this.n) {
                MainActivity.this.cnt = 0;
                tv3.setText("LOSE +0");
            } else {
                mainActivity = MainActivity.this;
                mainActivity.cnt++;
                tv3.setText("WIN! +" + String.valueOf(MainActivity.this.cnt));
            }
            //获胜1000次则能够获取flag
            if (1000 == MainActivity.this.cnt) {
                tv3.setText("SECCON{" + String.valueOf((MainActivity.this.cnt + MainActivity.this.calc()) * 107) + "}");
            }
            MainActivity.this.flag = 0;
        }
    };

JavaScript代码编写如下

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Java.perform(function () {
    var MainActivity = Java.use('com.example.seccon2015.rock_paper_scissors.MainActivity');
    //hook onClick方法，此处要注意的是onClick方法是传递了一个View参数v
    MainActivity.onClick.implementation = function (v) {
        send("Hook Start...");
        //调用onClick,模拟点击事件
        this.onClick(v);
        //修改参数  满足第一个if 或者 最后一个else即可
        this.n.value = 0;
        this.m.value = 2;
        this.cnt.value = 999;
        send("Success!")
    }
});

完整python代码

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import frida, sys
 
def on_message(message, data):
    if message['type'] == 'send':
        print("[*] {0}".format(message['payload']))
    else:
        print(message)
 
jscode = """
Java.perform(function () {
    var MainActivity = Java.use('com.example.seccon2015.rock_paper_scissors.MainActivity');
    MainActivity.onClick.implementation = function (v) {
        send("Hook Start...");
        this.onClick(v);
        this.n.value = 0;
        this.m.value = 2;
        this.cnt.value = 999;
        send("Success!")
    }
});
"""
 
process = frida.get_usb_device().attach('com.example.seccon2015.rock_paper_scissors')
script = process.create_script(jscode)
script.on('message', on_message)
script.load()
sys.stdin.read()

执行python脚本，任意点击按钮，答案就出来了。

image-20200924112142535

方法三：分析calc()方法算出答案

calc() 这个方法在so中，对应的分析汇编代码

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6
 

static {
  System.loadLibrary("calc");
}

public native int calc();

直接使用ida pro或者radare2分析汇编代码也是可以的。这里给出用radare2反汇编出来的代码。可以看到，calc()函数就单纯的返回了int值7

image-20200924113024992

image-20200924114127105

0x06 总结

一般分析流程

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3
 
1.反编译apk，分析代码寻找hook点。
2.编写js代码，调用类的方法或者替换。
3.在python中执行即可。

0x07 参考链接

https://bbs.pediy.com/thread-227232.htm

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  • 本文由 发表于 2022年1月6日01:05:23
  • 转载请保留本文链接(CN-SEC中文网:感谢原作者辛苦付出)：
                   Hook框架Fridahttp://cn-sec.com/archives/720979.html

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