Android安全防护之旅—Android应用”反调试”操作的几种方案解析

Android技术篇 尼古拉斯.赵四 11054℃

一、前言

在之前介绍了很多破解相关的文章,在这个过程中我们难免会遇到一些反调试策略,当时只是简单的介绍了如何去解决反调试,其实在去年我已经介绍了一篇关于Android中的安全逆向防护之战的文章:Android安全逆向防护解析;那么这篇文章就来详细总结一下,现阶段比较流行的几种反调试解决方案。

二、反调试方案分析

第一种:先占坑,自己附加

代码非常简单,在so中加上这行代码即可:ptrace(PTRACE_TRACEME, 0, 0, 0);其中PTRACE_TRACEME代表:本进程被其父进程所跟踪。其父进程应该希望跟踪子进程,一般一个进程只能被附加一次,我们在破解调试的时候都会附加需要调试应用的进程,如果我们先占坑,父进程附加自己,那么后面在附加调试就会失败。加上这段代码我们运行之后看一下效果:

我们在进行破解动态调试的时候都知道附加进程的status文件中的TracerPid字段就是被调试的进程pid,这里我们运行程序之后,查看进程对应的status文件,发现TracerPid值就是进程的父进程pid值。那么后面如果有进程在想附加调试就是会失败的。这种方式启动一定的调试作用,但是不是绝对安全的。关于解决这种反调试方案后面再说。

第二种:签名校验

其实签名校验,准备来说不算是反调试方案,但是也是一种安全防护策略,就在这里提一下了,而签名校验一般现在有很多用途,用意在于防止二次打包,一般方案有两种:

  • 第一:直接在本地做防护,如果发现签名不一致直接退出应用。
  • 第二:将签名信息携带请求参数中参与加密,服务端进行签名校验,失败就返回错误数据即可。

而这两种方式也都不是最安全的防护,因为只要有签名校验的逻辑,在本地都可以进行过滤掉。而在之前的好几篇文章中都介绍了如何过滤这种签名校验的方法,不了解的同学可以去查看:Android中一键破解签名校验工具ndroid中一键破解签名校验工具;而对于服务器签名校验以及将签名校验放到so中的文章后面会单独在介绍一篇。

第三种:调试状态检查

这种方式是纯属借助Android中的api进行检验,有两种方法:

第一:检查应用是否属于debug模式

直接调用Android中的flag属性:ApplicationInfo.FLAG_DEBUGGABLE,判断是否属于debug模式:

这个其实就是为了防止现在破解者为了调试应用将应用反编译在AndroidManifest.xml中添加:android:debuggable属性值,将其设置true。然后就可以进行调试。

添加这个属性之后,我们可以用 dumpsys package [packagename] 命令查看debug状态:

所以我们可以检查应用的AppliationInfo的flag字段是否为debuggable即可。不过这种方式也不是万能的,后面会介绍如何解决这种反调试问题。

第二:检查应用是否处于调试状态

这个也是借助系统的一个api来进行判断:android.os.Debug.isDebuggerConnected();这个就是判断当前应用有没有被调试,我们加上这段代码之后,其中有一个步骤进行jdb连接操作:

jdb -connect com.sun.jdi.SocketAttach:hostname=127.0.0.1,port=8700,当连接成功之后,这个方法就会返回true,那么我们可以利用这个api来进行判断当前应用是否处于调试状态来进行反调试操作。但是这种方式不是万能的,后面会介绍如何解决这种反调试问题。

第四种:循环检查端口

我们在之前破解逆向的时候,需要借助一个强大利器,那就是IDA,在使用IDA的时候,我们知道需要在设备中启动android_server作为通信,那么这个启动就会默认占用端口23946

我们可以查看设备的tcp端口使用情况 cat /proc/net/tcp

其中5D8A转化成十进制就是23946,而看到uid是0,因为我们运行android_server是root身份的,uid肯定是0了。所以我们可以利用端口检查方式来进行反调试策略,当然这种方式不是万能的,后面会详细介绍如何解决这样的反调试方法。

第五种:循环检查TracerPid值

在第一种方式中,我们简单的介绍了如果应用被调试了,那么他的TracerPid值就是调试进程的pid值,而在使用IDA进行调试的时候,需要在设备端启动android_server进行通信,那么被调试的进程就会被附加,这就是android_server进程的pid值了:

查看一下android_server的pid值:

所以我们可以在自己的应用中的native层加上一个循环检查自己status中的TracerPid字段值,如果非0或者是非自己进程pid(如果采用了第一种方案的话,这里也是需要做一次过滤的);那么就认为被附加调试了。当然这里还有一种方案,就是可以检查进程列表中有没有android_server进程,不过这种方式都不是万能的,后面会详细介绍如何解决这种反调试方案。

三、反调试方案总结

下面简单几句话总结这几种方案:

  • 第一、自己附加进程,先占坑,ptrace(PTRACE_TRACEME, 0, 0, 0)!
  • 第二、签名校验不可或缺的一个选择,本地校验和服务端校验双管齐下!
  • 第三、借助系统api判断应用调试状态和调试属性,最基础的防护!
  • 第四、轮训检查android_server调试端口信息和进程信息,防护IDA的一种有效方式!
  • 第五、轮训检查自身status中的TracerPid字段值,防止被其他进程附加调试的一种有效方式!

上面就简单的介绍了现在流行的几种应用反调试策略方案,这几种方案可以全部使用,也可以采用几种使用,但是要记住一点:如果要做到更安全点,记得把反调试方案放到native层中,时机最早,一般在JNI_OnUnload函数里面,为了更安全点,native中的函数可以自己手动注册,函数名自己混淆一下也是可以的。现在一些加固平台为了更有效的防护,启动的多进程之间的防护监听,多进程一起参与反调试方案,这种方式对于破解难度就会增大,但是也不是绝对安全的。文章中对于每种方式最后都说到了,都不是万能安全的,都有方法解决,而这内容放到下一篇来详细介绍了。

本文的目的只有一个就是学习更多的逆向技巧和思路,如果有人利用本文技术去进行非法商业获取利益带来的法律责任都是操作者自己承担,和本文以及作者没关系,本文涉及到的代码项目可以去编码美丽小密圈自取,欢迎加入小密圈一起学习探讨技术

四、总结

本文主要介绍了Android中应用在进行反调试反破解的几种方案,对于每种方案进行了详细原理分析,代码也给出了下载地址,可以自行运行看效果,而对于这几种反调试方案并非是绝对安全的,后面会再详细介绍如何解决这些反调试功能,但是为了应用安全,这几种方案也不可以不用,有总比没有好!

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