本章中我们进一步介绍，大家在学习和工作中使用Frida的实际场景，比如动态查看安卓应用程序在当前内存中的状态，比如指哪儿就能hook哪儿，比如脱壳，还有使用Frida来自动化获取参数、返回值等数据，主动调用API获取签名结果sign等工作实际高频场景，最后介绍一些经常遇到的高频问题解决思路，希望可以切实地帮助到读者。
1 内存漫游
Frida只是提供了各种API供我们调用，在此基础之上可以实现具体的功能，比如禁用证书绑定之类的脚本，就是使用Frida的各种API来组合编写而成。于是有大佬将各种常见、常用的功能整合进一个工具，供我们直接在命令行中使用，这个工具便是objection。
objection功能强大，命令众多，而且不用写一行代码，便可实现诸如内存搜索、类和模块搜索、方法hook打印参数返回值调用栈等常用功能，是一个非常方便的，逆向必备、内存漫游神器。objection的界面及命令如下图图2-1所示。
图2-1 objection基本界面及命令
1.1 获取基本信息
首先介绍几个基本操作：
- 键入命令之后，回车执行；
- help：不知道当前命令的效果是什么，在当前命令前加
help比如，help env，回车之后会出现当前命令的解释信息； - 按空格：不知道输入什么就按空格，会有提示出来，上下选择之后再按空格选中，又会有新的提示出来；
- jobs：作业系统很好用，建议一定要掌握，可以同时运行多项(
hook)作业；
我们以安卓内置应用“设置”为例，来示范一下基本的用法。
在手机上启动frida-server，并且点击启动“设置”图标，手机进入设置的界面，首先查看一下“设置”应用的包名。
# frida-ps -U|grep -i setting
7107 com.android.settings
13370 com.google.android.settings.intelligence
再使用objection注入“设置”应用。
# objection -g com.android.settings explore
启动objection之后，会出现提示它的logo，这时候不知道输入啥命令的话，可以按下空格，有提示的命令及其功能出来；再按空格选中，又会有新的提示命令出来，这时候按回车就可以执行该命令，见下图2-2执行的应用环境信息命令env和frida-server版本信息命令。
图2-2 应用环境信息和frida-server版本信息
1.2 提取内存信息
- 查看内存中加载的库
运行命令memory list modules，效果如下图2-3所示。
图2-3 内存中加载的库
- 查看库的导出函数
运行命令memory list exports libssl.so，效果如下图2-4所示。
图2-4 libssl.so库的导出函数
- 将结果保存到
json文件中
当结果太多，终端无法全部显示的时候，可以将结果导出到文件中，然后使用其他软件查看内容，见下图2-5。
# memory list exports libart.so --json /root/libart.json
Writing exports as json to /root/libart.json...
Wrote exports to: /root/libart.json
图2-5 使用json格式保存的libart.so的导出函数
- 提取整个(或部分)内存
命令是memory dump all from_base，这部分内容与下文脱壳部分有重叠，我们在脱壳部分介绍用法。
- 搜索整个内存
命令是memory search --string --offsets-only，这部分也与下文脱壳部分有重叠，我们在脱壳部分详细介绍用法。
1.3 内存堆搜索与执行
- 在堆上搜索实例
我们查看AOSP源码关于设置里显示系统设置的部分，发现存在着DisplaySettings类，可以在堆上搜索是否存在着该类的实例。首先在手机上点击进入“显示”设置，然后运行以下命令，并得到相应的实例地址：
# android heap search instances com.android.settings.DisplaySettings
Using exsiting matches for com.android.settings.DisplaySettings. Use --fresh flag for new instances.
Handle Class toString()
-------- ------------------------------------ -----------------------------------------
0x252a com.android.settings.DisplaySettings DisplaySettings{69d91ee #0 id=0x7f0a0231}
- 调用实例的方法
查看源码得知com.android.settings.DisplaySettings类有着getPreferenceScreenResId()方法（后文也会介绍在objection中直接打印类的所有方法的命令），这样就可以直接调用该实例的getPreferenceScreenResId()方法，用excute命令。
# android heap execute 0x2526 getPreferenceScreenResId
Handle 0x2526 is to class com.android.settings.DisplaySettings
Executing method: getPreferenceScreenResId()
2132082764
可见结果被直接打印了出来。
- 在实例上执行
js代码
也可以在找到的实例上直接编写js脚本，输入android heap evaluate 0x2526命令后，会进入一个迷你编辑器环境，输入console.log("evaluate result:"+clazz.getPreferenceScreenResId())这串脚本，按ESC退出编辑器，然后按回车，即会开始执行这串脚本，输出结果。
# android heap evaluate 0x2526
(The handle at `0x2526` will be available as the `clazz` variable.)
console.log("evaluate result:"+clazz.getPreferenceScreenResId())
JavaScript capture complete. Evaluating...
Handle 0x2526 is to class com.android.settings.DisplaySettings
evaluate result:2132082764
这个功能其实非常厉害，可以即时编写、出结果、即时调试自己的代码，不用再编写→注入→操作→看结果→再调整，而是直接出结果。
1.4 启动activity或service
- 直接启动
activity
直接上代码，想要进入显示设置，可以在任意界面直接运行以下代码进入显示设置：
# android intent launch_activity com.android.settings.DisplaySettings
(agent) Starting activity com.android.settings.DisplaySettings...
(agent) Activity successfully asked to start.
- 查看当前可用的
activity
可以使用android hooking list命令来查看当前可用的activities，然后使用上述命令进行调起。
# android hooking list activities
com.android.settings.ActivityPicker
com.android.settings.AirplaneModeVoiceActivity
com.android.settings.AllowBindAppWidgetActivity
com.android.settings.AppWidgetPickActivity
com.android.settings.BandMode
com.android.settings.ConfirmDeviceCredentialActivity
com.android.settings.CredentialStorage
com.android.settings.CryptKeeper$FadeToBlack
com.android.settings.CryptKeeperConfirm$Blank
com.android.settings.DeviceAdminAdd
com.android.settings.DeviceAdminSettings
com.android.settings.DisplaySettings
com.android.settings.EncryptionInterstitial
com.android.settings.FallbackHome
com.android.settings.HelpTrampoline
com.android.settings.LanguageSettings
com.android.settings.MonitoringCertInfoActivity
com.android.settings.RadioInfo
com.android.settings.RegulatoryInfoDisplayActivity
com.android.settings.RemoteBugreportActivity
com.android.settings.RunningServices
com.android.settings.SetFullBackupPassword
com.android.settings.SetProfileOwner
com.android.settings.Settings
com.android.settings.Settings
com.android.settings.Settings$AccessibilityDaltonizerSettingsActivity
com.android.settings.Settings$AccessibilitySettingsActivity
com.android.settings.Settings$AccountDashboardActivity
com.android.settings.Settings$AccountSyncSettingsActivity
com.android.settings.Settings$AdvancedAppsActivity
- 直接启动
service
也可以先使用android hooking list services查看可供开启的服务，然后使用android intent launch_service com.android.settings.bluetooth.BluetoothPairingService命令来开启服务。
2 Frida hook anywhere
很多新手在学习Frida的时候，遇到的第一个问题就是，无法找到正确的类及子类，无法定位到实现功能的准确的方法，无法正确的构造参数、继而进入正确的重载，这时候可以使用Frida进行动态调试，来确定以上具体的名称和写法，最后写出正确的hook代码。
2.1 objection（内存漫游）
- 列出内存中所有的类
# android hooking list classes
sun.util.logging.LoggingSupport
sun.util.logging.LoggingSupport$1
sun.util.logging.LoggingSupport$2
sun.util.logging.PlatformLogger
sun.util.logging.PlatformLogger$1
sun.util.logging.PlatformLogger$JavaLoggerProxy
sun.util.logging.PlatformLogger$Level
sun.util.logging.PlatformLogger$LoggerProxy
void
Found 11885 classes
- 内存中搜索所有的类
在内存中所有已加载的类中搜索包含特定关键词的类。
# android hooking search classes display
[Landroid.hardware.display.WifiDisplay;
[Landroid.icu.impl.ICUCurrencyDisplayInfoProvider$ICUCurrencyDisplayInfo$CurrencySink$EntrypointTable;
[Landroid.icu.impl.LocaleDisplayNamesImpl$CapitalizationContextUsage;
[Landroid.icu.impl.LocaleDisplayNamesImpl$DataTableType;
[Landroid.icu.number.NumberFormatter$DecimalSeparatorDisplay;
[Landroid.icu.number.NumberFormatter$SignDisplay;
[Landroid.icu.text.DisplayContext$Type;
[Landroid.icu.text.DisplayContext;
[Landroid.icu.text.LocaleDisplayNames$DialectHandling;
[Landroid.view.Display$Mode;
[Landroid.view.Display;
android.app.Vr2dDisplayProperties
android.hardware.display.AmbientBrightnessDayStats
android.hardware.display.AmbientBrightnessDayStats$1
android.hardware.display.BrightnessChangeEvent
com.android.settings.wfd.WifiDisplaySettings$SummaryProvider
com.android.settings.wfd.WifiDisplaySettings$SummaryProvider$1
com.android.settingslib.display.BrightnessUtils
com.android.settingslib.display.DisplayDensityUtils
com.google.android.gles_jni.EGLDisplayImpl
javax.microedition.khronos.egl.EGLDisplay
Found 144 classes
- 内存中搜索所有的方法
在内存中所有已加载的类的方法中搜索包含特定关键词的方法，上文中可以发现，内存中已加载的类就已经高达11885个了，那么他们的方法一定是类的个数的数倍，整个过程会相当庞大和耗时，见下图2-6。
# android hooking search methods display
图2-6 内存中搜索所有的方法
- 列出类的所有方法
当搜索到了比较关心的类之后，就可以直接查看它有哪些方法，比如我们想要查看com.android.settings.DisplaySettings类有哪些方法：
# android hooking list class_methods com.android.settings.DisplaySettings
private static java.util.List<com.android.settingslib.core.AbstractPreferenceController> com.android.settings.DisplaySettings.buildPreferenceControllers(android.content.Context,com.android.settingslib.core.lifecycle.Lifecycle)
protected int com.android.settings.DisplaySettings.getPreferenceScreenResId()
protected java.lang.String com.android.settings.DisplaySettings.getLogTag()
protected java.util.List<com.android.settingslib.core.AbstractPreferenceController> com.android.settings.DisplaySettings.createPreferenceControllers(android.content.Context)
public int com.android.settings.DisplaySettings.getHelpResource()
public int com.android.settings.DisplaySettings.getMetricsCategory()
static java.util.List com.android.settings.DisplaySettings.access$000(android.content.Context,com.android.settingslib.core.lifecycle.Lifecycle)
Found 7 method(s)
列出的方法与源码相比对之后，发现是一模一样的。
- 直接生成
hook代码
上文中在列出类的方法时，还直接把参数也提供了，也就是说我们可以直接动手写hook了，既然上述写hook的要素已经全部都有了，objection这个“自动化”工具，当然可以直接生成代码。
# android hooking generate simple com.android.settings.DisplaySettings
Java.perform(function() {
var clazz = Java.use('com.android.settings.DisplaySettings');
clazz.getHelpResource.implementation = function() {
//
return clazz.getHelpResource.apply(this, arguments);
}
});
Java.perform(function() {
var clazz = Java.use('com.android.settings.DisplaySettings');
clazz.getLogTag.implementation = function() {
//
return clazz.getLogTag.apply(this, arguments);
}
});
Java.perform(function() {
var clazz = Java.use('com.android.settings.DisplaySettings');
clazz.getPreferenceScreenResId.implementation = function() {
//
return clazz.getPreferenceScreenResId.apply(this, arguments);
}
});
生成的代码大部分要素都有了，只是参数貌似没有填上，还是需要我们后续补充一些，看来还是无法做到完美。
2.2 objection（hook）
上述操作均是基于在内存中直接枚举搜索，已经可以获取到大量有用的静态信息，我们再来介绍几个方法，可以获取到执行时动态的信息，当然、同样地，不用写一行代码。
-
hook类的所有方法
我们以手机连接蓝牙耳机播放音乐为例为例，看看手机蓝牙接口的动态信息。首先我们将手机连接上我的蓝牙耳机——一加蓝牙耳机OnePlus Bullets Wireless 2，并可以正常播放音乐；然后我们按照上文的方法，搜索一下与蓝牙相关的类，搜到一个高度可疑的类：android.bluetooth.BluetoothDevice。运行以下命令，hook这个类：
# android hooking watch class android.bluetooth.BluetoothDevice
使用jobs list命令可以看到objection为我们创建的Hooks数为57，也就是将android.bluetooth.BluetoothDevice类下的所有方法都hook了。
这时候我们在设置→声音→媒体播放到上进行操作，在蓝牙耳机与“此设备”之间切换时，会命中这些hook之后，此时objection就会将方法打印出来，会将类似这样的信息“吐”出来：
com.android.settings on (google: 9) [usb] # (agent) [h0u5g7uclo] Called android.bluetooth.BluetoothDevice.getService()
(agent) [h0u5g7uclo] Called android.bluetooth.BluetoothDevice.isConnected()
(agent) [h0u5g7uclo] Called android.bluetooth.BluetoothDevice.getService()
(agent) [h0u5g7uclo] Called android.bluetooth.BluetoothDevice.getAliasName()
(agent) [h0u5g7uclo] Called android.bluetooth.BluetoothDevice.getAlias()
(agent) [h0u5g7uclo] Called android.bluetooth.BluetoothDevice.getName()
(agent) [h0u5g7uclo] Called android.bluetooth.BluetoothDevice.equals(java.lang.Object)
(agent) [h0u5g7uclo] Called android.bluetooth.BluetoothDevice.getService()
(agent) [h0u5g7uclo] Called android.bluetooth.BluetoothDevice.isConnected()
(agent) [h0u5g7uclo] Called android.bluetooth.BluetoothDevice.getService()
(agent) [h0u5g7uclo] Called android.bluetooth.BluetoothDevice.getAliasName()
(agent) [h0u5g7uclo] Called android.bluetooth.BluetoothDevice.getAlias()
(agent) [h0u5g7uclo] Called android.bluetooth.BluetoothDevice.getName()
(agent) [h0u5g7uclo] Called android.bluetooth.BluetoothDevice.equals(java.lang.Object)
(agent) [h0u5g7uclo] Called android.bluetooth.BluetoothDevice.equals(java.lang.Object)
(agent) [h0u5g7uclo] Called android.bluetooth.BluetoothDevice.getBatteryLevel()
(agent) [h0u5g7uclo] Called android.bluetooth.BluetoothDevice.equals(java.lang.Object)
(agent) [h0u5g7uclo] Called android.bluetooth.BluetoothDevice.getBatteryLevel()
(agent) [h0u5g7uclo] Called android.bluetooth.BluetoothDevice.equals(java.lang.Object)
(agent) [h0u5g7uclo] Called android.bluetooth.BluetoothDevice.getBondState()
(agent) [h0u5g7uclo] Called android.bluetooth.BluetoothDevice.getAliasName()
(agent) [h0u5g7uclo] Called android.bluetooth.BluetoothDevice.getAlias()
(agent) [h0u5g7uclo] Called android.bluetooth.BluetoothDevice.getName()
(agent) [h0u5g7uclo] Called android.bluetooth.BluetoothDevice.getBatteryLevel()
(agent) [h0u5g7uclo] Called android.bluetooth.BluetoothDevice.equals(java.lang.Object)
(agent) [h0u5g7uclo] Called android.bluetooth.BluetoothDevice.getBatteryLevel()
(agent) [h0u5g7uclo] Called android.bluetooth.BluetoothDevice.equals(java.lang.Object)
(agent) [h0u5g7uclo] Called android.bluetooth.BluetoothDevice.getBondState()
(agent) [h0u5g7uclo] Called android.bluetooth.BluetoothDevice.getAliasName()
(agent) [h0u5g7uclo] Called android.bluetooth.BluetoothDevice.getAlias()
(agent) [h0u5g7uclo] Called android.bluetooth.BluetoothDevice.getName()
(agent) [h0u5g7uclo] Called android.bluetooth.BluetoothDevice.getService()
可以看到我们的切换操作，调用到了android.bluetooth.BluetoothDevice类中的多个方法。
-
hook方法的参数、返回值和调用栈
在这些方法中，我们对哪些方法感兴趣，就可以查看哪些个方法的参数、返回值和调用栈，比如想看getName()方法，则运行以下命令：
# android hooking watch class_method android.bluetooth.BluetoothDevice.getName --dump-args --dump-return --dump-backtrace
注意最后加上的三个选项--dump-args --dump-return --dump-backtrace，为我们成功打印出来了我们想要看的信息，其实返回值Return Value就是getName()方法的返回值，我的蓝牙耳机的型号名字OnePlus Bullets Wireless 2；从调用栈可以反查如何一步一步调用到getName()这个方法的；虽然这个方法没有参数，大家可以再找个有参数的试一下。
-
hook方法的所有重载
objection的help中指出，在hook给出的单个方法的时候，会hook它的所有重载。
# help android hooking watch class_method
Command: android hooking watch class_method
Usage: android hooking watch class_method <fully qualified class method> <optional overload>
(optional: --dump-args) (optional: --dump-backtrace)
(optional: --dump-return)
Hooks a specified class method and reports on invocations, together with
the number of arguments that method was called with. This command will
also hook all of the methods available overloads unless a specific
overload is specified.
If the --include-backtrace flag is provided, a full stack trace that
lead to the methods invocation will also be dumped. This would aid in
discovering who called the original method.
Examples:
android hooking watch class_method com.example.test.login
android hooking watch class_method com.example.test.helper.executeQuery
android hooking watch class_method com.example.test.helper.executeQuery "java.lang.String,java.lang.String"
android hooking watch class_method com.example.test.helper.executeQuery --dump-backtrace
android hooking watch class_method com.example.test.login --dump-args --dump-return
那我们可以用File类的构造器来试一下效果。
# android hooking watch class_method java.io.File.$init --dump-args
可以看到objection为我们hook了File构造器的所有重载，一共是6个。在设置界面随意进出几个子设置界面，可以看到命中很多次该方法的不同重载，每次参数的值也都不同，见下图2-9。
图2-9 方法重载的参数和值都不同
2.3 ZenTracer（hook）
前文中介绍的objection已经足够强大，优点是hook准确、粒度细。这里再推荐个好友自己写的批量hook查看调用轨迹的工具ZenTracer，可以更大范围地hook，帮助读者辅助分析。
# pyenv install 3.8.0
# git clone https://github.com/hluwa/ZenTracer
# cd ZenTracer
# pyenv local 3.8.0
# python -m pip install --upgrade pip
# pip install PyQt5
# pip install frida-tools
# python ZenTracer.py
上述命令执行完毕之后，会出现一个PyQt画出来的界面，如图2-10所示。
图2-10 PyQt窗口
点击Action之后，会出现匹配模板（Match RegEx）和过滤模板（Black RegEx）。匹配就是包含的关键词，过滤就是不包含的关键词，见下图2-11。其代码实现就是
图2-11 匹配模板和过滤模板
通过如下的代码实现，hook出来的结果需要通过匹配模板进行匹配，并且筛选剔除掉过滤模板中的内容。
var matchRegEx = {MATCHREGEX};
var blackRegEx = {BLACKREGEX};
Java.enumerateLoadedClasses({
onMatch: function (aClass) {
for (var index in matchRegEx) {
// console.log(matchRegEx[index]);
// 通过匹配模板进行匹配
if (match(matchRegEx[index], aClass)) {
var is_black = false;
for (var i in blackRegEx) {
//如果也包含在过滤模板中，则剔除
if (match(blackRegEx[i], aClass)) {
is_black = true;
log(aClass + "' black by '" + blackRegEx[i] + "'");
break;
}
}
if (is_black) {
break;
}
log(aClass + "' match by '" + matchRegEx[index] + "'");
traceClass(aClass);
}
}
},
onComplete: function () {
log("Complete.");
}
});
通过下述代码实现的模糊匹配和精准匹配：
function match(ex, text) {
if (ex[1] == ':') {
var mode = ex[0];
if (mode == 'E') {
ex = ex.substr(2, ex.length - 2);
return ex == text;
} else if (mode == 'M') {
ex = ex.substr(2, ex.length - 2);
} else {
log("Unknown match mode: " + mode + ", current support M(match) and E(equal)")
}
}
return text.match(ex)
}
通过下述代码实现的导入导出调用栈及观察结果：
def export_onClick(self):
jobfile = QFileDialog.getSaveFileName(self, 'export', '', 'json file(*.json)')
if isinstance(jobfile, tuple):
jobfile = jobfile[0]
if not jobfile:
return
f = open(jobfile, 'w')
export = {}
export['match_regex'] = self.app.match_regex_list
export['black_regex'] = self.app.black_regex_list
tree = {}
for tid in self.app.thread_map:
tree[self.app.thread_map[tid]['list'][0].text()] = gen_tree(self.app.thread_map[tid]['list'][0])
export['tree'] = tree
f.write(json.dumps(export))
f.close()
def import_onClick(self):
jobfile = QFileDialog.getOpenFileName(self, 'import', '', 'json file(*.json)')
if isinstance(jobfile, tuple):
jobfile = jobfile[0]
if not jobfile:
return
f = open(jobfile, 'r')
export = json.loads(f.read())
for regex in export['match_regex']: self.app.match_regex_list.append(
regex), self.app.match_regex_dialog.setupList()
for regex in export['black_regex']: self.app.black_regex_list.append(
regex), self.app.black_regex_dialog.setupList()
for t in export['tree']:
tid = t[0: t.index(' - ')]
tname = t[t.index(' - ') + 3:]
for item in export['tree'][t]:
put_tree(self.app, tid, tname, item)
我们来完整的演示一遍，比如现在看java.io.File类的所有方法，我们可以这样操作，首先是精准匹配：
- 点击打开“设置”应用；
- 选择
Action→Match RegEx - 输入
E:java.io.File，点击add，然后关闭窗口 - 点击
Action→Start
可以观察到java.io.File类的所有方法都被hook了，，并且像java.io.File.createTempFile方法的所有重载也被hook了，见下图2-12。
图2-12 ZenTracer正在进行类的方法hook
- 在“设置”应用上进行操作，打开几个子选项的界面之后，观察方法的参数和返回值；
图2-13 观察参数和返回值
- 导出
json来观察方法的调用树，选择File→Export json，导出为tmp.json，使用vscode来format Document之后，效果如下：
{
"match_regex": [
"E:java.io.File"
],
"black_regex": [],
"tree": {
"2 - main": [
{
"clazz": "java.io.File",
"method": "exists()",
"args": [],
"child": [],
"retval": "false"
},
{
"clazz": "java.io.File",
"method": "toString()",
"args": [],
"child": [
{
"clazz": "java.io.File",
"method": "getPath()",
"args": [],
"child": [],
"retval": "/data/user/0/com.android.settings"
}
],
"retval": "/data/user/0/com.android.settings"
},
{
"clazz": "java.io.File",
"method": "equals(java.lang.Object)",
"args": [
"/data/user/0/com.android.settings"
],
"child": [
{
"clazz": "java.io.File",
"method": "toString()",
"args": [],
"child": [
{
"clazz": "java.io.File",
"method": "getPath()",
"args": [],
"child": [],
"retval": "/data/user/0/com.android.settings"
}
],
"retval": "/data/user/0/com.android.settings"
},
{
"clazz": "java.io.File",
"method": "compareTo(java.io.File)",
"args": [
"/data/user/0/com.android.settings"
],
"child": [
{
"clazz": "java.io.File",
"method": "getPath()",
"args": [],
"child": [],
"retval": "/data/user_de/0/com.android.settings"
},
{
"clazz": "java.io.File",
"method": "getPath()",
"args": [],
"child": [],
"retval": "/data/user/0/com.android.settings"
}
],
"retval": "48"
}
],
"retval": "false"
},
- 点击
Action→Stop，再点击Action→Clean，本次观察结束。 - 也可以使用模糊匹配模式，比如输入
M:java.io.File之后，会将诸如java.io.FileOutputStream类的诸多方法也都hook上，见下图2-14。
图2-14 模糊匹配模式
ZenTracer的目前已知的缺点，无法打印调用栈，无法hook构造函数，也就是$init。当然这些“缺点”无非也就是加几行代码的事情，整个工具非常不错，值得用于辅助分析。
3 Frida用于抓包
我们拿到一个app，做的第一件事情往往是先抓包来看，它发送和接收了哪些数据。收包发包是一个app的命门，企业为用户服务过程中最为关键的步骤——注册、流量商品、游戏数据、点赞评论、下单抢票等行为，均通过收包发包来完成。如果对收包发包的数据没有校验，黑灰产业可以直接制作相应的协议刷工具，脱离app本身进行实质性业务操作，为企业和用户带来巨大的损失。
3.1 推荐抓包环境
由上所述，抓包是每一位安全工程师必须掌握的技能。而抓包一般又分为以下两种情形：
- 应用层：
Http(s)协议抓包 - 会话层：
Socket端口通信抓包
在抓包工具的选择上，如果是抓应用层Http(s)，推荐的专业工具是BurpSuite，如果只是想简单的抓包、用的舒服轻松，也可以使用花瓶（Charles）。推荐不要使用fiddle，因为它无法导入客户端证书(p12、Client SSL Certificates)，对于服务器校验客户端证书的情况无法Bypass；如果是会话层抓包，则选择tcpdump和WireShark相组合的方式。
使用jnettop还可以实时查看流量走势和对方IP地址，更为直观和生动。
在手机上设置代理时，推荐使用VPN来将流量导出到抓包软件上，而不是通过给WIFI设置HTTP代理的方式。使用VPN可以同时抓到Http(s)和Socket的包，且不管其来自Java层还是so层。我们常用的代理软件是老牌的Postern，开VPN服务通过连接到开启Socks5服务端的抓包软件，将流量导出去。
当然有些应用会使用System.getProperty(“http.proxyHost”)、System.getProperty(“http.proxyPort”);这两个API来查看当前系统是否挂了VPN，这时候只能用Frida或Xposed来hook这个接口、修改其返回值，或者重打包来nop掉。当然还有一种最为终极、最为强悍的方法，那就是制作路由器，抓所有过网卡的包。
制作路由器的方法也很简单，给笔记本电脑装Kali Linux，eth0口插网线上网，wlan0口使用系统自带的热点功能，手机连上热点上网。史上最强，安卓应用是无法对抗的。
另外，曾经有人问我，像这样的一个场景如何抓包：
问：最近在分析手机搬家类软件的协议，不知道用什么去抓包，系统应用，不可卸载那种。搬家场景：两台手机打开搬家软件，一台会创建热点，另一台手机连接该热点后，通过搬家软件传输数据。求大佬指点抓包方法。
这个场景是有点和难度的，我们把开热点的手机假设为A，连接热点的手机假设为B。另外准备一台抓包电脑，连接上A开的热点。在B上安装VPN软件Postern，服务器设置为抓包电脑，这样B应该可以正常连接到A，B的所有流量也是从抓包电脑走的，可以抓到所有的包。
在抓包的对抗上体现的也是两个原则，一是理解的越成熟思路越多，二是对抗的战场越深上层越无法防御。
3.2 Http(s)多场景分析
从防护的强度来看，Https的强度是远远大于Http的；从大型分布式C/S架构的设计来看，如果服务器数量非常多、app版本众多，app在实现Https的策略上通常会采取客户端校验服务器证书的策略，如果服务器数量比较少，全国就那么几台、且app版本较少、对app版本管控较为严格，app在实现Https的策略时会加上服务器校验客户端证书的策略。
接下来我们具体分析每一种情况。
- Http
对于Http的抓包，只要在电脑的Charles上配置好Socks5服务器，手机上用Postern开启VPN连上电脑上的Charles的Socks5服务器，所有流量即可导出到Charles上。当然使用BurpSuite也是一样的道理。至于具体的操作步骤网上文档浩如烟海，读者可以自行取阅。
一般大型app、服务器数量非常多的，尤其还配置了多种CDN在全国范围、三网内进行内容分发和加速分发的，通常app里绝大多数内容都是走的Http。
当然他们会在最关键的业务上，比如用户登录时，配置Https协议，来保证最基本的安全。
- Https客户端校验服务器
这时候我们抓app的Http流量的时候一切正常，图片、视频、音乐都直接下载和转储。
但是作为用户要登录的时候，就会发现抓包失败，这时候开启Charles的SSL抓包功能，手机浏览器输入Charles的证书下载地址chls.pro/ssl，下载证书并安装到手机中。
注意在高版本的安卓上，用户安装的证书并不会安装到系统根证书目录中去，需要
root手机后将用户安装的证书移动到系统根证书目录中去，具体操作步骤网上非常多，这里不再赘述。
当Charles的证书安装到系统根目录中去之后，系统就会信任来自Charles的流量包了，我们的抓包过程就会回归正常。
当然，这里还是会有读者疑惑，为什么导入Charles的证书之后，app抓包就正常了呢？这里我们就需要理解一下应用层Https抓包的根本原理，见下图2-15（会话层Socket抓包并不是这个原理，后文会介绍Socket抓包的根本原理）。
图2-15 应用层Https抓包的根本原理
有了Charles置于中间之后，本来C/S架构的通信过程会“分裂”为两个独立的通信过程，app本来验证的是服务器的证书，服务器的证书手机的根证书是认可的，直接内置的；但是分裂成两个独立的通信过程之后，app验证的是Charles的证书，它的证书手机根证书并不认可，它并不是由手机内置的权威根证书签发机构签发的，所以手机不认，然后app也不认；所以我们要把Charles的证书导入到手机根证书目录中去，这样手机就会认可，如果app没有进行额外的校验（比如在代码中对该证书进行校验，也就是SSL pinning系列API，这种情况下一小节具体阐述)的话，app也会直接认可接受。
- Https服务器校验客户端
既然app客户端会校验服务器证书，那么服务器可不可能校验app客户端证书呢？答案是肯定的。
在许多业务非常聚焦并且当单一，比如行业应用、银行、公共交通、游戏等行业，C/S架构中服务器高度集中，对应用的版本控制非常严格，这时候就会在服务器上部署对app内置证书的校验代码。
上一小节中已经看到，单一通信已经分裂成两个互相独立的通信，这时候与服务器进行通信的已经不是app、而是Charles了，所以我们要将app中内置的证书导入到Charles中去。
这个操作通常需要完成两项内容：
- 找到证书文件
- 找到证书密码
找到证书文件很简单，一般apk进行解包，直接过滤搜索后缀名为p12的文件即可，一般常用的命令为tree -NCfhl |grep -i p12，直接打印出p12文件的路径，当然也有一些app比较“狡猾”，比如我们通过搜索p12没有搜到证书，然后看jadx反编译的源码得出它将证书伪装成border_ks_19文件，我们找到这个文件用file命令查看果然不是后缀名所显示的png格式，将其改成p12的后缀名尝试打开时要求输入密码，可见其确实是一个证书，见下图2-17。
图2-17 伪装成png的证书文件
想要拿到密码也很简单，一般在jadx反编译的代码中或者so库拖进IDA后可以看到硬编码的明文；也可以使用下面这一段脚本，直接打印出来，终于到了Frida派上用场的时候。
function hook_KeyStore_load() {
Java.perform(function () {
var StringClass = Java.use("java.lang.String");
var KeyStore = Java.use("java.security.KeyStore");
KeyStore.load.overload('java.security.KeyStore$LoadStoreParameter').implementation = function (arg0) {
printStack("KeyStore.load1");
console.log("KeyStore.load1:", arg0);
this.load(arg0);
};
KeyStore.load.overload('java.io.InputStream', '[C').implementation = function (arg0, arg1) {
printStack("KeyStore.load2");
console.log("KeyStore.load2:", arg0, arg1 ? StringClass.$new(arg1) : null);
this.load(arg0, arg1);
};
console.log("hook_KeyStore_load...");
});
}
打印出来的效果如下图2-18，直接将密码打印了出来。
图2-18 直接打印出密码
当然其实也并不一定非要用
Frida，用Xposed也可以，只是Xposed很久不更新了，最近流行的大趋势是Frida。
有了证书和密码之后，就可以将其导入到抓包软件中，在Charles中是位于Proxy→SSL Proxy Settings→Client Certificates→Add添加新的证书，输入指定的域名或IP使用指定的证书即可，见下图2-19。
图2-19 Charles导入客户端证书的界面
3.3 SSL Pinning Bypass
上文中我们还有一种情况没有分析，就是客户端并不会默认信任系统根证书目录中的证书，而是在代码里再加一层校验，这就是证书绑定机制——SSL pinning，如果这段代码的校验过不了，那么客户端还是会报证书错误。
- Https客户端代码校验服务器证书
遇到这种情况的时候，我们一般有三种方式，当然目标是一样的，都是hook住这段校验的代码，使这段判断的机制失效即可。
-
hook住checkServerTrusted，将其所有重载都置空；
function hook_ssl() {
Java.perform(function() {
var ClassName = "com.android.org.conscrypt.Platform";
var Platform = Java.use(ClassName);
var targetMethod = "checkServerTrusted";
var len = Platform[targetMethod].overloads.length;
console.log(len);
for(var i = 0; i < len; ++i) {
Platform[targetMethod].overloads[i].implementation = function () {
console.log("class:", ClassName, "target:", targetMethod, " i:", i, arguments);
//printStack(ClassName + "." + targetMethod);
}
}
});
}
- 使用
objection，直接将SSL pinning给disable掉
# android sslpinning disable
图2-20 使用objection的ssl pinning diable功能
- 如果还有一些情况没有覆盖的话，可以来看看大佬的代码
- 目录ObjectionUnpinningPlus增加了ObjectionUnpinning没覆盖到的锁定场景.(objection)
- 使用方法1 attach : frida -U com.example.mennomorsink.webviewtest2 —no-pause -l hooks.js
- 使用方法2 spawn : python application.py com.example.mennomorsink.webviewtest2
- 更为详细使用方法:参考我的文章 Frida.Android.Practice(ssl unpinning) 实战ssl pinning bypass 章节 .
- ObjectionUnpinningPlus hook list:
- SSLcontext(ART only)
- okhttp
- webview
- XUtils(ART only)
- httpclientandroidlib
- JSSE
- network_security_config (android 7.0+)
- Apache Http client (support partly)
- OpenSSLSocketImpl
- TrustKit
应该可以覆盖到目前已知的所有种类的证书绑定了。
3.4 Socket多场景分析
当我们在使用Charles进行抓包的时候，会发现针对某些IP的数据传输一直显示CONNECT，无法Complete，显示Sending request body，并且数据包大小持续增长，这时候说明我们遇到了Socket端口通信。
Socket端口通信运行在会话层，并不是应用层，Socket抓包的原理与应用层Http(s)有着显著的区别。准确的说，Http(s)抓包是真正的“中间人”抓包，而Socket抓包是在接口上进行转储；Http(s)抓包是明显的将一套C/S架构通信分裂成两套完整的通信过程，而Socket抓包是在接口上将发送与接收的内容存储下来，并不干扰其原本的通信过程。
对于安卓应用来说，Socket通信天生又分为两种Java层Socket通信和Native层Socket通信。
-
Java层：使用的是java.net.InetAddress、java.net.Socket、java.net.ServerSocket等类，与证书绑定的情形类似，也可能存在着自定义框架的Socket通信，这时候就需要具体情况具体分析，比如谷歌的protobuf框架等； -
Native层：一般使用的是C Socket API，一般hook住send()和recv()函数可以得到其发送和接受的内容
抓包方法分为三种，接口转储、驱动转储和路由转储：
- 接口转储：比如给
outputStream.write下hook，把内容存下来看看，可能是经过压缩、或加密后的包，毕竟是二进制，一切皆有可能； - 驱动转储：使用
tcpdump将经过网口驱动时的数据包转储下来，再使用Wireshark进行分析； - 路由转储：自己做个路由器，运行
jnettop，观察实时进过的流量和IP，可以使用WireShark实时抓包，也可以使用tcpdump抓包后用WireShark分析。
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