Android中通过进程注入技术修改系统返回的Mac地址

Android技术篇 尼古拉斯.赵四 7661℃ 0评论

致谢

感谢看雪论坛中的这位大神,分享了这个技术:http://bbs.pediy.com/showthread.php?t=186054,从这篇文章中学习到了很多内容,如果没有这篇好文章,我在研究的过程中会遇到很多困难,说不定我就放弃了~~在此感谢他。

前言

之前的几篇文章都是在介绍了OC的相关知识,之前的半个月也都是在搞IOS的相关东西,白天上班做Android工作,晚上回家还有弄IOS,感觉真的很伤了。不过OC的知识也学习了差不多了。不过在这段时间遗留了很多Android方面的问题都没有进行解决和总结。所以从这段时间开始,需要将解决的问题都总结一下吧。

问题

Android中通过注入技术修改系统返回的Mac地址

技术准备

下面来看一下这个技术需要哪些知识点

1、如何将非native方法变成native方法

2、如何将native方法直接注册(不需要jni这样的头文件了)

3、Android中的类加载器相关知识

4、如何编译Android系统引用系统头文件的NDK项目

虽然这里有这四个知识点,但是其中有两个我在之前的blog中已经介绍了:

Android中的类加载器:http://blog.csdn.net/jiangwei0910410003/article/details/41384667

如何编译Android系统引用系统头文件的NDK项目:http://blog.csdn.net/jiangwei0910410003/article/details/40949475

不过在这篇文章中,我们在介绍一种新的编译方式

项目测试

第一、Android项目

package com.example.testar;

import android.net.wifi.WifiInfo;
import android.net.wifi.WifiManager;
import android.os.Bundle;
import android.app.Activity;
import android.content.Context;
import android.util.Log;
import android.view.Menu;
import android.view.View;
import android.widget.Button;

public class MainActivity extends Activity {
	
	@Override
	protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
		super.onCreate(savedInstanceState);
		setContentView(R.layout.activity_main);

		Button btn = (Button) findViewById(R.id.button1);
		btn.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {

			@Override
			public void onClick(View v) {
				WifiManager wifi = (WifiManager) getSystemService(Context.WIFI_SERVICE);
				WifiInfo info = wifi.getConnectionInfo();
				System.out.println("Wifi mac :" + info.getMacAddress());
				Log.d("DEMO", "Wifi mac:"+info.getMacAddress());
			}
		});
	}

}

我们看到,这里的代码很简单,就是打印一下设备的Mac地址,现在我们要做的就是:注入这个Demo进程,然后修改Mac的值。

第二、底层的实现

首先来看一下inject.c

这个是注入进程的核心文件,由于代码比较多,这里只看核心的部分:

int main(int argc, char** argv) {
	char *pn = "com.example.testar";
	char *is = "/data/local/libso.so";
	printf("%s\n",pn);
	printf("%s\n",is);
	
	pid_t target_pid;
	target_pid = find_pid_of(pn);
	printf("pid: %d\n",target_pid);
	int ret = inject_remote_process(target_pid, is, "InjectInterface", (void*)"I'm parameter!", strlen("I'm parameter!") );
	printf("result: %d\n",ret);
}

就是他的主函数代码

我们看到有一个重要的函数:

inject_remote_process

 

第一个参数:注入进程的id

第二个参数:需要注入到目标进程的so文件

第三个参数:so文件中需要执行的函数名

第四个参数:执行函数的参数

第五个参数:执行函数的参数的长度

主要还是前面三个参数。

这里我们通过find_pid_of(pn)函数来获取进程id

传递进去的是进程名

Android中应用的进程名就是包名

char *pn = "com.example.testar";

看到上面注入到目标进程的so文件

char *is = "/data/local/libso.so";

下面再来看一下这个so文件的源代码

so.cpp

#include "jni.h"
#include <android_runtime/AndroidRuntime.h>
#include "android/log.h"
#include "stdio.h"
#include "stdlib.h"
#include "MethodHooker.h"
#include <utils/CallStack.h>
#define log(a,b) __android_log_write(ANDROID_LOG_INFO,a,b); // LOGÀàÐÍ:info
#define log_(b) __android_log_write(ANDROID_LOG_INFO,"JNI_LOG_INFO",b); // LOGÀàÐÍ:info


extern "C" void InjectInterface(char*arg){
	log_("*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*");
	log_("*-*-*-*-*-* Injected so *-*-*-*-*-*-*-*");
	log_("*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*");
	Hook();
	log_("*-*-*-*-*-*-*- End -*-*-*-*-*-*-*-*-*-*");
}

extern "C" JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_example_testar_InjectApplication_test(JNIEnv *env, jclass clazz)
{
    return env->NewStringUTF("haha ");
}

在这个文件中,我们看到了函数InjectInterface了,因为so是C++程序,但是inject是C程序,为了兼容,就有这种方式了

extern “C”  函数{

//do something

}

这个代码没什么难度和复杂性

这个函数中调用了Hook函数,下面在来看一下Hook函数的定义

MethodHooker.cpp的实现

#include "MethodHooker.h"
#include "jni.h"
#include "android_runtime/AndroidRuntime.h"
#include "android/log.h"
#include "stdio.h"
#include "stdlib.h"
#include "native.h"
#include <dlfcn.h>
#define ANDROID_SMP 0
#include "Dalvik.h"
#include "alloc/Alloc.h"

#define ALOG(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_VERBOSE, __VA_ARGS__)

static bool g_bAttatedT;
static JavaVM *g_JavaVM;

void init()
{
	g_bAttatedT = false;
	g_JavaVM = android::AndroidRuntime::getJavaVM();
}

static JNIEnv *GetEnv()
{
	int status;
	JNIEnv *envnow = NULL;
	status = g_JavaVM->GetEnv((void **)&envnow, JNI_VERSION_1_4);
	if(status < 0)
	{
		status = g_JavaVM->AttachCurrentThread(&envnow, NULL);
		if(status < 0)
		{
			return NULL;
		}
		g_bAttatedT = true;
	}
	return envnow;
}

static void DetachCurrent()
{
	if(g_bAttatedT)
	{
		g_JavaVM->DetachCurrentThread();
	}
}

static int computeJniArgInfo(const DexProto* proto)
{
    const char* sig = dexProtoGetShorty(proto);
    int returnType, jniArgInfo;
    u4 hints;

    /* The first shorty character is the return type. */
    switch (*(sig++)) {
    case 'V':
        returnType = DALVIK_JNI_RETURN_VOID;
        break;
    case 'F':
        returnType = DALVIK_JNI_RETURN_FLOAT;
        break;
    case 'D':
        returnType = DALVIK_JNI_RETURN_DOUBLE;
        break;
    case 'J':
        returnType = DALVIK_JNI_RETURN_S8;
        break;
    case 'Z':
    case 'B':
        returnType = DALVIK_JNI_RETURN_S1;
        break;
    case 'C':
        returnType = DALVIK_JNI_RETURN_U2;
        break;
    case 'S':
        returnType = DALVIK_JNI_RETURN_S2;
        break;
    default:
        returnType = DALVIK_JNI_RETURN_S4;
        break;
    }

    jniArgInfo = returnType << DALVIK_JNI_RETURN_SHIFT;

    hints = dvmPlatformInvokeHints(proto);

    if (hints & DALVIK_JNI_NO_ARG_INFO) {
        jniArgInfo |= DALVIK_JNI_NO_ARG_INFO;
    } else {
        assert((hints & DALVIK_JNI_RETURN_MASK) == 0);
        jniArgInfo |= hints;
    }

    return jniArgInfo;
}

int ClearException(JNIEnv *jenv){
	jthrowable exception = jenv->ExceptionOccurred();
	if (exception != NULL) {
		jenv->ExceptionDescribe();
		jenv->ExceptionClear();
		return true;
	}
	return false;
}

bool isArt(){
	return true;
}

static jclass findAppClass(JNIEnv *jenv,const char *apn){
	jclass clazzApplicationLoaders = jenv->FindClass("android/app/ApplicationLoaders");
	jthrowable exception = jenv->ExceptionOccurred();
	if (ClearException(jenv)) {
		ALOG("Exception","No class : %s", "android/app/ApplicationLoaders");
		return NULL;
	}
	jfieldID fieldApplicationLoaders = jenv->GetStaticFieldID(clazzApplicationLoaders,"gApplicationLoaders","Landroid/app/ApplicationLoaders;");
	if (ClearException(jenv)) {
		ALOG("Exception","No Static Field :%s","gApplicationLoaders");
		return NULL;
	}
	jobject objApplicationLoaders = jenv->GetStaticObjectField(clazzApplicationLoaders,fieldApplicationLoaders);
	if (ClearException(jenv)) {
		ALOG("Exception","GetStaticObjectField is failed [%s","gApplicationLoaders");
		return NULL;
	}
	jfieldID fieldLoaders = jenv->GetFieldID(clazzApplicationLoaders,"mLoaders","Ljava/util/Map;");
	if (ClearException(jenv)) {
		ALOG("Exception","No Field :%s","mLoaders");
		return NULL;
	}
	jobject objLoaders = jenv->GetObjectField(objApplicationLoaders,fieldLoaders);
	if (ClearException(jenv)) {
		ALOG("Exception","No object :%s","mLoaders");
		return NULL;
	}
	jclass clazzHashMap = jenv->GetObjectClass(objLoaders);
	jmethodID methodValues = jenv->GetMethodID(clazzHashMap,"values","()Ljava/util/Collection;");
	jobject values = jenv->CallObjectMethod(objLoaders,methodValues);

	jclass clazzValues = jenv->GetObjectClass(values);
	jmethodID methodToArray = jenv->GetMethodID(clazzValues,"toArray","()[Ljava/lang/Object;");
	if (ClearException(jenv)) {
		ALOG("Exception","No Method:%s","toArray");
		return NULL;
	}

	jobjectArray classLoaders = (jobjectArray)jenv->CallObjectMethod(values,methodToArray);
	if (ClearException(jenv)) {
		ALOG("Exception","CallObjectMethod failed :%s","toArray");
		return NULL;
	}

		int size = jenv->GetArrayLength(classLoaders);

		for(int i = 0 ; i < size ; i ++){
			jobject classLoader = jenv->GetObjectArrayElement(classLoaders,i);
			jclass clazzCL = jenv->GetObjectClass(classLoader);
			jmethodID loadClass = jenv->GetMethodID(clazzCL,"loadClass","(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/Class;");
			jstring param = jenv->NewStringUTF(apn);
			jclass tClazz = (jclass)jenv->CallObjectMethod(classLoader,loadClass,param);
			if (ClearException(jenv)) {
				ALOG("Exception","No");
				continue;
			}
			return tClazz;
		}
	ALOG("Exception","No");
	return NULL;
}



bool HookDalvikMethod(jmethodID jmethod){
	Method *method = (Method*)jmethod;
	SET_METHOD_FLAG(method, ACC_NATIVE);

	int argsSize = dvmComputeMethodArgsSize(method);
    if (!dvmIsStaticMethod(method))
        argsSize++;

    method->registersSize = method->insSize = argsSize;

    if (dvmIsNativeMethod(method)) {
        method->nativeFunc = dvmResolveNativeMethod;
        method->jniArgInfo = computeJniArgInfo(&method->prototype);
    }
}

bool ClassMethodHook(HookInfo info){

	JNIEnv *jenv = GetEnv();

	jclass clazzTarget = jenv->FindClass(info.tClazz);
	if (ClearException(jenv)) {
		ALOG("Exception","ClassMethodHook[Can't find class:%s in bootclassloader",info.tClazz);

	    clazzTarget = findAppClass(jenv,info.tClazz);
	    if(clazzTarget == NULL){
	    	ALOG("Exception","%s","Error in findAppClass");
	    	return false;
	    }
	}

	jmethodID method = jenv->GetMethodID(clazzTarget,info.tMethod,info.tMeihodSig);
	if(method==NULL){
		ALOG("Exception","ClassMethodHook[Can't find method:%s",info.tMethod);
		return false;
	}

	/*
	if(isArt()){
		HookArtMethod(jenv,method);
	}else{
		HookDalvikMethod(method);
	}
	*/

	HookDalvikMethod(method);

    JNINativeMethod gMethod[] = {
        {info.tMethod, info.tMeihodSig, info.handleFunc},
    };

    if(info.handleFunc != NULL){
		if (jenv->RegisterNatives(clazzTarget, gMethod, 1) < 0) {
			ALOG("RegisterNatives","err");
			return false;
		}
    }

	DetachCurrent();
	return true;
}

int Hook(){
	init();
	void* handle = dlopen("/data/local/libTest.so",RTLD_NOW);
	const char *dlopen_error = dlerror();
	if(!handle){
		ALOG("Error","cannt load plugin :%s",dlopen_error);
		return -1;
	}
	SetupFunc setup = (SetupFunc)dlsym(handle,"getpHookInfo");
	const char *dlsym_error = dlerror();
	if (dlsym_error) {
		ALOG("Error","Cannot load symbol 'getpHookInfo' :%s" , dlsym_error);
		dlclose(handle);
		return 1;
	}

	HookInfo *hookInfo;
	setup(&hookInfo);

	ALOG("LOG","Target Class:%s",hookInfo[0].tClazz);
	ALOG("LOG","Target Method:%s",hookInfo[0].tMethod);

	ClassMethodHook(hookInfo[0]);
}

这个代码就有点多了,而且核心功能的代码都是在这里实现的。

首先来看一下Hook函数:

int Hook(){
	init();
	void* handle = dlopen("/data/local/libTest.so",RTLD_NOW);
	const char *dlopen_error = dlerror();
	if(!handle){
		ALOG("Error","cannt load plugin :%s",dlopen_error);
		return -1;
	}
	SetupFunc setup = (SetupFunc)dlsym(handle,"getpHookInfo");
	const char *dlsym_error = dlerror();
	if (dlsym_error) {
		ALOG("Error","Cannot load symbol 'getpHookInfo' :%s" , dlsym_error);
		dlclose(handle);
		return 1;
	}

	HookInfo *hookInfo;
	setup(&hookInfo);

	ALOG("LOG","Target Class:%s",hookInfo[0].tClazz);
	ALOG("LOG","Target Method:%s",hookInfo[0].tMethod);

	ClassMethodHook(hookInfo[0]);
}

这个函数中,我们看到使用了dlopen系列的函数,主要是用来打开so文件,然后执行文件中的指定函数

我们看到主要还是执行getpHookInfo函数,我们就去看一下这个函数的定义

Test.c

#include "native.h"
#include <android/log.h>
#include "stdio.h"
#include "stdlib.h"
#include "MethodHooker.h"

#define log(a,b) __android_log_print(ANDROID_LOG_VERBOSE,a,b); 
#define log_(b) __android_log_print(ANDROID_LOG_VERBOSE,"JNI_LOG_INFO",b); 

int getpHookInfo(HookInfo** pInfo);

JNIEXPORT void JNICALL Java_com_example_testar_InjectClassloader_hookMethodNative
  (JNIEnv * jenv, jobject jboj, jobject jobj, jclass jclazz, jint slot)
{
	//log("TestAE","start Inject other process");
}

JNIEXPORT jstring JNICALL test(JNIEnv *env, jclass clazz)  
{  
    //__android_log_print(ANDROID_LOG_VERBOSE, "tag", "call <native_printf> in java");
    return (*env)->NewStringUTF(env,"haha ");;
}

HookInfo hookInfos[] = {
		{"android/net/wifi/WifiInfo","getMacAddress","()Ljava/lang/String;",(void*)test},
		//{"com/example/testar/MainActivity","test","()Ljava/lang/String;",(void*)test},
		//{"android/app/ApplicationLoaders","getText","()Ljava/lang/CharSequence;",(void*)test},
};

int getpHookInfo(HookInfo** pInfo){
	*pInfo = hookInfos;
	return sizeof(hookInfos) / sizeof(hookInfos[0]);
}

看一下getHookInfo函数

int getpHookInfo(HookInfo** pInfo){
	*pInfo = hookInfos;
	return sizeof(hookInfos) / sizeof(hookInfos[0]);
}

传递的参数是HookInfo的二级指针类型,我们在看一下HookInfo类型的定义

MethodHooker.h

typedef struct{
	const char *tClazz;
	const char *tMethod;
	const char *tMeihodSig;
	void *handleFunc;
} HookInfo;

typedef int(*SetupFunc)(HookInfo**);

int Hook();

HookInfo是一个结构体

有四个成员字段

tClazz:类的全称

tMethod:方法名

tMethodSig:方法签名

handleFounc:函数的指针

关于这四个字段的作用,我们来看一下HookInfo的内容:

Test.c

HookInfo hookInfos[] = {
		{"android/net/wifi/WifiInfo","getMacAddress","()Ljava/lang/String;",(void*)test},
		//{"com/example/testar/MainActivity","test","()Ljava/lang/String;",(void*)test},
		//{"android/app/ApplicationLoaders","getText","()Ljava/lang/CharSequence;",(void*)test},
};

这里看到了,我们现在需要修改Mac地址,Android中提供给我的的接口是WifiInfo这个类中的getMacAddress方法

第一个字段类的名称:android/net/wifi/WifiInfo,是全称

第二个字段方法名:getMacAddress

第三个字段方法的签名:()Ljava/lang/String;

第四个字段函数指针:test函数

因为我们是通过WifiInfo这个类中的getMacAddress方法来获取Mac地址的

看一下test函数

JNIEXPORT jstring JNICALL test(JNIEnv *env, jclass clazz)  
{  
    //__android_log_print(ANDROID_LOG_VERBOSE, "tag", "call <native_printf> in java");
    return (*env)->NewStringUTF(env,"haha ");
}

这个函数直接返回一个字符串:“haha “

再回到MethodHooker.cpp中的Hook函数

int Hook(){
	init();
	void* handle = dlopen("/data/local/libTest.so",RTLD_NOW);
	const char *dlopen_error = dlerror();
	if(!handle){
		ALOG("Error","cannt load plugin :%s",dlopen_error);
		return -1;
	}
	SetupFunc setup = (SetupFunc)dlsym(handle,"getpHookInfo");
	const char *dlsym_error = dlerror();
	if (dlsym_error) {
		ALOG("Error","Cannot load symbol 'getpHookInfo' :%s" , dlsym_error);
		dlclose(handle);
		return 1;
	}

	HookInfo *hookInfo;
	setup(&hookInfo);

	ALOG("LOG","Target Class:%s",hookInfo[0].tClazz);
	ALOG("LOG","Target Method:%s",hookInfo[0].tMethod);

	ClassMethodHook(hookInfo[0]);
}

使用dlsym来获取函数指针:

SetupFunc是一个函数指针类型的,在MethodHooker.h中定义的

typedef int(*SetupFunc)(HookInfo**);

然后我们就开始执行函数了

HookInfo *hookInfo;
setup(&hookInfo);

因为我们之前看了getpHookInfo函数,他的参数是一个HookInfo的二级指针,所以可以进行值传递的。

执行完这个函数之后,hookInfo就有值了

其实上面的那段代码的功能就是:

获取HookInfo类型的内容

下面在来看一下ClassMethodHook函数

我们传递进去的是hookInfo[0],在Test.c代码中,我们定义了HookInfo数组,大小就是1,所以这里就直接传递第一个元素值。

HookInfo hookInfos[] = {
		{"android/net/wifi/WifiInfo","getMacAddress","()Ljava/lang/String;",(void*)test},
		//{"com/example/testar/MainActivity","test","()Ljava/lang/String;",(void*)test},
		//{"android/app/ApplicationLoaders","getText","()Ljava/lang/CharSequence;",(void*)test},
};

看一下ClassMethodHook函数的定义

bool ClassMethodHook(HookInfo info){

	//获取JNIEnv对象
	JNIEnv *jenv = GetEnv();

	//查找类
	jclass clazzTarget = jenv->FindClass(info.tClazz);
	if (ClearException(jenv)) {
		ALOG("Exception","ClassMethodHook[Can't find class:%s in bootclassloader",info.tClazz);

	    clazzTarget = findAppClass(jenv,info.tClazz);
	    if(clazzTarget == NULL){
	    	ALOG("Exception","%s","Error in findAppClass");
	    	return false;
	    }
	}

	//在类中查找方法
	jmethodID method = jenv->GetMethodID(clazzTarget,info.tMethod,info.tMeihodSig);
	if(method==NULL){
		ALOG("Exception","ClassMethodHook[Can't find method:%s",info.tMethod);
		return false;
	}

	//将这个方法变成native
	HookDalvikMethod(method);

    JNINativeMethod gMethod[] = {
        {info.tMethod, info.tMeihodSig, info.handleFunc},
    };

    //注册native方法
    if(info.handleFunc != NULL){
		if (jenv->RegisterNatives(clazzTarget, gMethod, 1) < 0) {
			ALOG("RegisterNatives","err");
			return false;
		}
    }

	DetachCurrent();
	return true;
}

这个函数中有其他的函数调用,我们先来看看他们是怎么定义的

1、GetEnv()

static JNIEnv *GetEnv()
{
	int status;
	JNIEnv *envnow = NULL;
	status = g_JavaVM->GetEnv((void **)&envnow, JNI_VERSION_1_4);
	if(status < 0)
	{
		status = g_JavaVM->AttachCurrentThread(&envnow, NULL);
		if(status < 0)
		{
			return NULL;
		}
		g_bAttatedT = true;
	}
	return envnow;
}

这个函数的功能是通过JVM来获取当前线程的JNIEnv对象,我们知道JVM是进程级的,一个进程对应一个JVM,JNIEnv是线程级的,一个线程对应一个JNIEnv,因为这里没有使用上层Java中的native方法,所以无法得到JNIEnv对象,但是我们可以通过另外的一种方式:引入AndroidRuntime.h(这个系统头文件),通过其中系统定义的函数来获取JVM对象,有了JVM对象,就可以得到当前线程的JNIEnv对象了:

static JavaVM *g_JavaVM;

void init()
{
	g_bAttatedT = false;
	g_JavaVM = android::AndroidRuntime::getJavaVM();
}

所以这里就介绍了,以后如果在底层没有和上层打交道,但是又想得到JNIEnv对象,这就是一种方法。

2、findClass函数

static jclass findAppClass(JNIEnv *jenv,const char *apn){
	//通过类的全称来查找这个类,返回jclass对象
	jclass clazzApplicationLoaders = jenv->FindClass("android/app/ApplicationLoaders");
	jthrowable exception = jenv->ExceptionOccurred();
	if (ClearException(jenv)) {
		ALOG("Exception","No class : %s", "android/app/ApplicationLoaders");
		return NULL;
	}
	jfieldID fieldApplicationLoaders = 
			jenv->GetStaticFieldID(clazzApplicationLoaders,"gApplicationLoaders","Landroid/app/ApplicationLoaders;");
	if (ClearException(jenv)) {
		ALOG("Exception","No Static Field :%s","gApplicationLoaders");
		return NULL;
	}
	jobject objApplicationLoaders = jenv->GetStaticObjectField(clazzApplicationLoaders,fieldApplicationLoaders);
	if (ClearException(jenv)) {
		ALOG("Exception","GetStaticObjectField is failed [%s","gApplicationLoaders");
		return NULL;
	}
	jfieldID fieldLoaders = jenv->GetFieldID(clazzApplicationLoaders,"mLoaders","Ljava/util/Map;");
	if (ClearException(jenv)) {
		ALOG("Exception","No Field :%s","mLoaders");
		return NULL;
	}
	jobject objLoaders = jenv->GetObjectField(objApplicationLoaders,fieldLoaders);
	if (ClearException(jenv)) {
		ALOG("Exception","No object :%s","mLoaders");
		return NULL;
	}
	
	jclass clazzHashMap = jenv->GetObjectClass(objLoaders);
	jmethodID methodValues = jenv->GetMethodID(clazzHashMap,"values","()Ljava/util/Collection;");
	jobject values = jenv->CallObjectMethod(objLoaders,methodValues);

	jclass clazzValues = jenv->GetObjectClass(values);
	jmethodID methodToArray = jenv->GetMethodID(clazzValues,"toArray","()[Ljava/lang/Object;");
	if (ClearException(jenv)) {
		ALOG("Exception","No Method:%s","toArray");
		return NULL;
	}

	jobjectArray classLoaders = (jobjectArray)jenv->CallObjectMethod(values,methodToArray);
	if (ClearException(jenv)) {
		ALOG("Exception","CallObjectMethod failed :%s","toArray");
		return NULL;
	}

		int size = jenv->GetArrayLength(classLoaders);

		for(int i = 0 ; i < size ; i ++){
			jobject classLoader = jenv->GetObjectArrayElement(classLoaders,i);
			jclass clazzCL = jenv->GetObjectClass(classLoader);
			jmethodID loadClass = jenv->GetMethodID(clazzCL,"loadClass","(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/Class;");
			jstring param = jenv->NewStringUTF(apn);
			jclass tClazz = (jclass)jenv->CallObjectMethod(classLoader,loadClass,param);
			if (ClearException(jenv)) {
				ALOG("Exception","No");
				continue;
			}
			return tClazz;
		}
	ALOG("Exception","No");
	return NULL;
}

这个函数的主要功能就是通过传递进来的类的全称字符串,然后进行查找这个类,返回jclass.

这里的原理是通过Android中的类加载器中来获取这个类对象

其他就没什么难度了,就是JNIEnv的操作,这个就和Java中反射机制很类似。

我们看到函数中有一个这样的类:

jclass clazzApplicationLoaders = jenv->FindClass("android/app/ApplicationLoaders");

我们去看一下这个类的源码(android/app/ApplicationLoaders):

/*
 * Copyright (C) 2006 The Android Open Source Project
 *
 * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
 * you may not use this file except in compliance with the License.
 * You may obtain a copy of the License at
 *
 *      http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
 *
 * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
 * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
 * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
 * See the License for the specific language governing permissions and
 * limitations under the License.
 */

package android.app;

import android.os.Trace;
import android.util.ArrayMap;
import dalvik.system.PathClassLoader;

class ApplicationLoaders
{
    public static ApplicationLoaders getDefault()
    {
        return gApplicationLoaders;
    }

    public ClassLoader getClassLoader(String zip, String libPath, ClassLoader parent)
    {
        /*
         * This is the parent we use if they pass "null" in.  In theory
         * this should be the "system" class loader; in practice we
         * don't use that and can happily (and more efficiently) use the
         * bootstrap class loader.
         */
        ClassLoader baseParent = ClassLoader.getSystemClassLoader().getParent();

        synchronized (mLoaders) {
            if (parent == null) {
                parent = baseParent;
            }

            /*
             * If we're one step up from the base class loader, find
             * something in our cache.  Otherwise, we create a whole
             * new ClassLoader for the zip archive.
             */
            if (parent == baseParent) {
                ClassLoader loader = mLoaders.get(zip);
                if (loader != null) {
                    return loader;
                }
    
                Trace.traceBegin(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER, zip);
                PathClassLoader pathClassloader =
                    new PathClassLoader(zip, libPath, parent);
                Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER);

                mLoaders.put(zip, pathClassloader);
                return pathClassloader;
            }

            Trace.traceBegin(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER, zip);
            PathClassLoader pathClassloader = new PathClassLoader(zip, parent);
            Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER);
            return pathClassloader;
        }
    }

    private final ArrayMap<String, ClassLoader> mLoaders = new ArrayMap<String, ClassLoader>();

    private static final ApplicationLoaders gApplicationLoaders
        = new ApplicationLoaders();
}

这个类的作用就是用来维护应用中的类加载器

看到他有一个私有的变量mLoaders.是ArrayMap类型的

ArrayMap类型就把他看成是ArrayList和Map的结合体。具体使用自行研究。

这个mLoaders变量中维护了ClassLoader对象,现在我们就需要获取这个ClassLoader对象

其中key是类的全称,value就是类加载器

因为这个类是包访问权限,又是单例模式,我们只能去调用他的getDefault方法,得到其对象,然后在获取他的mLoaders变量值

好了关于findClass函数的后续代码我就不解读了,因为没什么难度,说白了就是反射机制

1)、通过反射获取ApplicationLoaders对象中的mLoaders值

2)、通过反射去获取mLoaders中指定key的类加载器ClassLoader对象

3)、然后通过反射去调用类加载器中的loadClass方法,返回一个jclass对象,最后返回即可

3、HookDalvikMethod函数

bool HookDalvikMethod(jmethodID jmethod){
	Method *method = (Method*)jmethod;
	//将方法method设置变成native
	SET_METHOD_FLAG(method, ACC_NATIVE);

	//计算这个native方法需要的空间大小
	int argsSize = dvmComputeMethodArgsSize(method);
    if (!dvmIsStaticMethod(method))
        argsSize++;

    method->registersSize = method->insSize = argsSize;

    if (dvmIsNativeMethod(method)) {
        method->nativeFunc = dvmResolveNativeMethod;
        method->jniArgInfo = computeJniArgInfo(&method->prototype);
    }
}

这个函数代码不多,但是他的功能是最关键的。

将传递进来的jmethodID方法变成native方法

这个就是可以将一个非native方法变成一个native方法

其实这段代码中有几个重要的函数:

SET_METHOD_FLAG

dvmComputeMethodArgsSize

dvmIsStaticMethod

dvmIsNativeMethos

devResolveNativeMethod

这些函数都是在系统中定义的,我们需要引入这个头文件:Dalvik.h

看完了,这些函数,我们还是需要回到我们开始的地方ClassMethosHook函数:

bool ClassMethodHook(HookInfo info){

	//获取JNIEnv对象
	JNIEnv *jenv = GetEnv();

	//查找类
	jclass clazzTarget = jenv->FindClass(info.tClazz);
	if (ClearException(jenv)) {
		ALOG("Exception","ClassMethodHook[Can't find class:%s in bootclassloader",info.tClazz);

	    clazzTarget = findAppClass(jenv,info.tClazz);
	    if(clazzTarget == NULL){
	    	ALOG("Exception","%s","Error in findAppClass");
	    	return false;
	    }
	}

	//在类中查找方法
	jmethodID method = jenv->GetMethodID(clazzTarget,info.tMethod,info.tMeihodSig);
	if(method==NULL){
		ALOG("Exception","ClassMethodHook[Can't find method:%s",info.tMethod);
		return false;
	}

	//将这个方法变成native
	HookDalvikMethod(method);

    JNINativeMethod gMethod[] = {
        {info.tMethod, info.tMeihodSig, info.handleFunc},
    };

    //注册native方法
    if(info.handleFunc != NULL){
		if (jenv->RegisterNatives(clazzTarget, gMethod, 1) < 0) {
			ALOG("RegisterNatives","err");
			return false;
		}
    }

	DetachCurrent();
	return true;
}

还有一部分,调用JNIEnv对象中的RegisterNatives方法,进行注册native方法。

上面的代码我们就看完了

下面来总结一下流程吧

1、首先执行inject.c中的main函数,在这个函数中我们将我们自己的libso.so文件注入到目标进程中,然后执行InjectInterface函数

2、在InjectInterface函数中,我们在执行MethodHooker.cpp中的Hook函数

3、在Hook函数中,我们通过dlopen函数打开libTest.so文件,然后执行其中的getpHookInfo函数,获取HookInfo结构体类型的内容

4、在getpHookInfo函数中主要的功能是将初始化好的HookInfo结构体返回给Hook函数中

5、在Hook函数中拿到getpHookInfo函数返回的HookInfo结构体内容,然后开始做两部分内容

A:将结构体中的字段tMethod标示的方法变成native的

      在这个过程中,我们首先需要获取到这个方法所在的类,然后通过这个类来得到jmethod对象,然后进行操作

B:将结构体中的字段tMethod标示的方法和字段handleFunc进行关联注册,调用JNIEnv对象中的RegisterNatives函数

现在我们会想一下为什么我们要这么做呢?先把方法变成native的,然后在进行注册

这个就需要了解一下Dalvik在执行指定方法的流程了

Dalvik在执行函数时会先调用dvmIsNativeMethod来判断一个method是否是native方法。如果是native函数的话,那么它所指向的一个Method对象的成员变量nativeFunc就指向该JNI方法的地址,因此就可以直接对它进行调用。否则的话,就说明参数method描述的是一个Java函数,这时候就需要继续调用函数dvmInterpret来执行它的代码。因此我们可以把一个非native的java函数变成native method,让Dalvik执行我们的native方法而达到hook的目的。

在来看一下loadMethodFromDex源码:

if (pDexCode != NULL) {
        /* integer constants, copy over for faster access */
        meth->registersSize = pDexCode->registersSize;
        meth->insSize = pDexCode->insSize;
        meth->outsSize = pDexCode->outsSize;

        /* pointer to code area */
        meth->insns = pDexCode->insns;
    } else {
        /*
         * We don't have a DexCode block, but we still want to know how
         * much space is needed for the arguments (so we don't have to
         * compute it later).  We also take this opportunity to compute
         * JNI argument info.
         *
         * We do this for abstract methods as well, because we want to
         * be able to substitute our exception-throwing "stub" in.
         */
        int argsSize = dvmComputeMethodArgsSize(meth);
        if (!dvmIsStaticMethod(meth))
            argsSize++;
        meth->registersSize = meth->insSize = argsSize;
        assert(meth->outsSize == 0);
        assert(meth->insns == NULL);

        if (dvmIsNativeMethod(meth)) {
            meth->nativeFunc = dvmResolveNativeMethod;
            meth->jniArgInfo = computeJniArgInfo(&meth->prototype);
       }
    }

我们直接看else中的代码:

该函数会从dex 文件中解析DexMethod 成dalvik中执行的method,if(pDexCode != NULL) 判断是否存在dex代码,看else部分说明,可以知道该部分是dalvik对java native method处理过程。
其中dvmResolveNativeMethod
调用了dvmLookupInternalNativeMethodlookupSharedLibMethod来查找jni中注册的native函数。 dalvik最后将执行得到的java native函数.

通过上面的代码片段,我们了解到要对一个java函数进行hook需要步骤有
[1] 把修改method的属性修改成native
[2] 修改method的registersSize、insSize、nativeFunc、computeJniArgInfo
[3] RegisterNatives注册目标method的native函数

 

测试运行

好了,到这里我们就把代码都分析完了,原理也说清楚了,下面就开始动手测试了。

从上面我们可以看到在源文件中我们引入了很多系统的头文件,所以在这里编译会报错的,所以我们需要将这些头文件拷贝到编译工程中来,但是在次编译还是有问题,因为只有头文件,没有实现还是报错的,所以我们需要把头文件的实现也导入进来,这时候我们就需要去Android系统中拷贝这些so文件了(是对这些头文件的实现,然后编译成动态库so,我们任然可以使用的)。这些so文件是很多的,但是有一个规律的,就是每个so文件的名字是:lib+头文件名.so。比如AndroidRuntime.h头文件对应的实现文件:

libandroid_runtime.so,简单吧,那么这些so文件我们从哪里进行拷贝呢?我们可以启动一个Android模拟器,然后从模拟器的

/system/lib/目录下进行拷贝:


这里为了防止出错,把lib文件夹都拷贝过来了。

下面就可以进行编译了

看一下Android.mk文件

LOCAL_PATH := $(call my-dir)

include $(CLEAR_VARS)

LOCAL_MODULE:= so

LOCAL_SRC_FILES := so.cpp MethodHooker.cpp

LOCAL_LDLIBS+= 

LOCAL_CFLAGS    := -I./include/ -I./dalvik/vm/ -I./dalvik -DHAVE_LITTLE_ENDIAN

LOCAL_LDFLAGS	:=	-L./lib/  -L$(SYSROOT)/usr/lib -llog -ldvm -landroid_runtime  -lart

LOCAL_STATIC_LIBRARIES := hookart

LOCAL_SHARED_LIBRARIES :=
include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

#------------------------------------------------------------------------

include $(CLEAR_VARS)

LOCAL_MODULE:= Test

LOCAL_SRC_FILES := Test.c

LOCAL_LDLIBS+= -L./lib -llog

LOCAL_CFLAGS    := -I./include/ -I./dalvik/vm/ -I./dalvik -fPIC -shared

LOCAL_SHARED_LIBRARIES := 

include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

#------------------------------------------------------------------------

include $(CLEAR_VARS)

LOCAL_MODULE:= inject

LOCAL_SRC_FILES := inject.c shellcode.s

LOCAL_LDLIBS := 

LOCAL_CFLAGS :=  

include $(BUILD_EXECUTABLE)

这里对so.cpp,Test.c,inject.c进行编译。

看一下so.cpp的编译模块

LOCAL_PATH := $(call my-dir)

include $(CLEAR_VARS)

LOCAL_MODULE:= so

LOCAL_SRC_FILES := so.cpp MethodHooker.cpp

LOCAL_LDLIBS+= 

LOCAL_CFLAGS    := -I./include/ -I./dalvik/vm/ -I./dalvik -DHAVE_LITTLE_ENDIAN

LOCAL_LDFLAGS	:=	-L./lib/  -L$(SYSROOT)/usr/lib -llog -ldvm -landroid_runtime  -lart

LOCAL_STATIC_LIBRARIES := hookart

LOCAL_SHARED_LIBRARIES :=
include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

我们需要用到的源文件为:so.cpp、MethodHooker.cpp

编译的过程中我们需要引入的头文件我们都放到了include文件夹下:


所以写法很简单:

LOCAL_CFLAGS    := -I./include/ -I./dalvik/vm/ -I./dalvik -DHAVE_LITTLE_ENDIAN

还有一些头文件放在dalvik文件夹下


这样就引入了需要的头文件

还需要导入so文件路径:


这里我把模拟器中的整个lib文件夹都拷贝过来了

LOCAL_LDFLAGS	:=	-L./lib/  -L$(SYSROOT)/usr/lib -llog -ldvm -landroid_runtime  -lart

这样就可以编译so.cpp了

后面的Test.c和inject.c编译方法类似,这里就不解释了。

注:这里其实说到了一种引入系统头文件的编译方式,之前在我的另外一篇文章中:

http://blog.csdn.net/jiangwei0910410003/article/details/40949475

在这篇文章中,我用的方式是将so文件拷贝到NDK的目录中的。

但是这个方式貌似更方便点,而且移植性比较好。本身就是一个项目了,不需要额外的工作就可以编译这个项目了。

编译:


项目的下载地址:http://download.csdn.net/detail/jiangwei0910410003/8263113

因为每个人的编译环境都是不一样的,所以如果在编译过程中遇到什么问题,请给我留言,我尽量帮助解决一下。

编译工作完成之后,我们应该有三个文件:

inject
libTest.so
libso.so

下面我们需要将这三个文件拷贝到设备的/data/local/目录下,为什么要拷贝到这个目录呢?因为上面代码中写的是这个目录呀。不记得的同学在回过头去看一下代码:inject.c中的main函数中以及so.cpp中的Hook函数中

我们先将这三个文件拷贝到指定的磁盘中(这里我是Q盘)

开始拷贝:

adb push inject /data/local/

adb push libso.so /data/local/

adb push libTest.so /data/local/


在修改一下他们的权限

chmod 777 inject

chmod 777 libso.so

chmod 777 libTest.so


当然我们还可以写一个简单的脚本文件一步到位

adb push ..\libs\armeabi\libTest.so  /data/local/
adb push ..\libs\armeabi\libso.so  /data/local/
adb push ..\libs\armeabi\inject /data/local/
adb shell chmod 777 /data/local/inject
adb shell chmod 777 /data/local/libso.so
adb shell chmod 777 /data/local/libTest.so
adb shell su -c /data/local/inject
pause

保存.bat文件,然后放到编译项目的目录下,直接运行即可。
拷贝工作完成了,下面来运行一下Android项目

注意应用的包名为:com.example.testar

这个在inject.c中的main函数中我们写死了这个,因为这个包名就是进程名,我们需要通过进程名来获取进程id的。

运行结果:


这时候我们开启三个终端:

第一个终端:执行inject程序进行注入

./inject


第二个终端:监听log信息

adb logcat -s LOG

这个log信息是底层打印的结果的


第三个终端:监听log信息

adb logcat -s DEMO


这时候我们会发现,打印的结果是“haha “,那么我们就成功了修改了系统返回的Mac地址了。

这个结果其实是底层test函数返回的结果。说明系统在执行getMacAddress()方法的时候,其实调用了我们在底层定义的test函数。

感觉很爽,我们既然可以修改系统返回的一些设备信息了。哈哈!!

同样的我们可以修改系统返回的IMEI等信息。

我们是将WifiInfo类中的getMacAddress()方法首先变成native方法,然后再将底层的test函数和这个方法进行一一对应进行注册。

系统在执行这个getMacAddress()方法的时候,发现他是一个native方法,就会去执行其对应的jni函数,所以这里就做到了通过进程注入来修改系统方法返回的结果。

拓展

上面的例子算是结束了,也达到了我们的需求了,下面在继续看

上面我们将系统调用的getMacAddress()方法执行的过程转化成执行test函数了,但是这个test是在底层实现的,现在假如我们想在上层去修改这个具体的返回值,那不能修改一次,就去重新编译底层项目,然后还有拷贝工作,同时还需要重新注入。这个操作就太复杂了,所以我们需要将这些工作移动到上层应用来。所以我们可以这么做:

因为在上面的代码中我们看到即使上层没有native方法,也可以获取到JNIEnv对象的,那么我们还是用这个JNIEnv对象通过反射机制,去获取调用上层的方法来获取值。

这里由于篇幅的原因就不在演示了,代码实现起来不难。

总结

终于说完了,其实这个问题我早就接触到了,只是一直没有时间去解决,今天就有点时间,争取把他搞定,我之所以说这个问题。原因是现在网上有两个流行的框架:Xposed和Cydia,他们的作用就是注入到各种进程:

注入到系统进程修改系统的各种api值

注入到用户进程修改特定方法的返回值,从而做到破解的效果:比如现在又一个游戏金币的游戏,那么我只要知道这个游戏金币的获取方法,比如是:getMoney()类似的方法,那么我就可以用这个方法进行注入到这个游戏进程,然后修改这个方法的返回值。那么就可以获取到用不完的金币了,当然这个说起来很容易,当用这个框架去操作的时候,会发现有很多问题的。这个我在后面的文章中会用这个框架进行操作的。

那么我现在想说的是:其实这两个框架的实现原理就是我今天讲的这种方式实现的,只是上面的两个框架在效率上比我这个好多了,优化工作也做的很好。我说了这篇文章就是想去解析他的原理。

如果你想去替换一个进程中运行的api:

将这个api方法变成native的,然后在用一个方法将其进行注册

原因就是虚拟机在运行的时候,发现这个api方法如果是native的话,就去执行它注册之后的那个jni方法了。

在这篇文章中我们学习到了几个知识点:

1、如何将一个非native方法变成一个native方法

2、如何手动的去注册一个native方法

3、学会了使用另外的一种编译项目的方式(引入头文件)

4、注入进程的相关知识

(PS:总算是说完了,文章中说道的项目已经给出下载地址了,想试验的同学,可以尝试编译,如果在这个过程中遇到什么问题,可以给我留言,我尽量解决一下~~)

 

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转载请注明:尼古拉斯.赵四 » Android中通过进程注入技术修改系统返回的Mac地址

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