Android SO文件保护加固——加密篇（一）

这篇是一系列的关于SO文件保护的自我理解，SO文件保护分为加固，混淆以及最近炒的比较火的虚拟机，由于本人菜鸟，无力分析虚拟机，我相信以后会有机会。。。加固就是将真正的so代码保护起来，不让攻击者那么轻易的发现，至于混淆，由于ART机制的介入，使得O-LLVM越来越火，这以后有机会再分析，这次主要是基于有源码的so文件保护，下次介绍无源码的so文件保护，废话不多说，开搞

在这之前首先对elf文件结构有一定的了解，不一定完全了解，本菜鸟就不是完全懂，在文章开始之前有个知识点必须了解：

这两个节头要有所了解：

.init:可执行指令，构成进程的初始化代码，发生在main函数调用之前。

.fini:进程终止指令，发生在main函数调用之后。

以上这么分析感觉有点像c++的构造函数和析构函数，的确构造和析构是由此实现的。

并且结合GGC的可扩展机制：

__attribute__((section(".mytext")));可以把相应的函数和要保护的代码放在自己所定义的节里面。

这就引入了我们今天的主题，可以把我们关键的so文件中的核心函数放在自己所定义的节里面，然后进行加密保护，在合适的时机构造解密函数，当然解密函数可以用这个_attribute__((constructor))进行定义;类似于C++构造函数发生在main函数之前。

OK这个就是这篇文章的核心思想。

流程安排：

1.编写一个Native程序，对里面的关键函数放在自己所定义的节中，并且编写解密函数（当然这个是在你已知加密函数的基础上）

2.对得到的.so文件进行加密

3.加密后的替换验证

接下来走流程：

1.编写一个简单的计算器，把核心的代码放在.so文件里面如图：

这个比较简单很容易理解：

接下来是关键函数的自定义与解密函数：直接看代码：

[java] view plain copy #include "com_example_jni02_CallSo.h"  #include <jni.h>  #include <stdio.h>  #include <stdlib.h>  #include <string.h>  #include <unistd.h>  #include <sys/types.h>  #include <elf.h>  #include <sys/mman.h>  #include <Android/log.h>  //这里对 Java_com_example_jni02_CallSo_plus这个方法进行加密保护  jint JNICALL Java_com_example_jni02_CallSo_plus(JNIEnv* env, jobject obj, jint a, jint b)  __attribute__((section (".mytext")));  JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_example_jni02_CallSo_getString    (JNIEnv* env, jobject obj){      return (*env)->NewStringUTF(env,"Hello");  }  JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_example_jni02_CallSo_plus    (JNIEnv* env, jobject obj, jint a, jint b){        return a+b;  }  //在调用so文件进行解密  void init_Java_com_example_jni02_CallSo_plus() __attribute__((constructor));  unsigned long getLibAddr();    void init_Java_com_example_jni02_CallSo_plus(){      char name[15];      unsigned int nblock;      unsigned int nsize;      unsigned long base;      unsigned long text_addr;      unsigned int i;      Elf32_Ehdr *ehdr;      Elf32_Shdr *shdr;      base=getLibAddr();      ehdr=(Elf32_Ehdr *)base;      text_addr=ehdr->e_shoff+base;      nblock=ehdr->e_entry >>16;      nsize=ehdr->e_entry&0xffff;      __android_log_print(ANDROID_LOG_INFO, "JNITag", "nblock =  0x%d,nsize:%d", nblock,nsize);      __android_log_print(ANDROID_LOG_INFO, "JNITag", "base =  0x%x", text_addr);      printf("nblock = %d\n", nblock);     //修改内存权限       if(mprotect((void *) (text_addr / PAGE_SIZE * PAGE_SIZE), 4096 * nsize, PROT_READ | PROT_EXEC | PROT_WRITE) != 0){         puts("mem privilege change failed");          __android_log_print(ANDROID_LOG_INFO, "JNITag", "mem privilege change failed");       }       //进行解密，是针对加密算法的       for(i=0;i<nblock;i++){           char *addr=(char*)(text_addr+i);           *addr=~(*addr);       }        if(mprotect((void *) (text_addr / PAGE_SIZE * PAGE_SIZE), 4096 * nsize, PROT_READ | PROT_EXEC) != 0){          puts("mem privilege change failed");        }        puts("Decrypt success");  }  //获取到SO文件加载到内存中的起始地址，只有找到起始地址才能够进行解密；  unsigned long getLibAddr(){      unsigned long ret=0;      char name[]="libaddcomputer.so";      char buf[4096];      char *temp;      int pid;      FILE *fp;      pid=getpid();      sprintf(buf,"/proc/%d/maps",pid);      fp=fopen(buf,"r");      if(fp==NULL){          puts("open failed");          goto _error;      }      while (fgets(buf,sizeof(buf),fp)){          if(strstr(buf,name)){              temp = strtok(buf, "-");              ret = strtoul(temp, NULL, 16);              break;          }      }      _error:        fclose(fp);        return ret;  }   在这里重点解释这个解密函数：首先看到的是getLibAddr()这个函数：在介绍这个函数之前首先了解一个内存映射问题：

和Linux一样，Android提供了基于/proc的“伪文件”系统来作为查看用户进程内存映像的接口(cat /proc/pid/maps)。可以说，这是Android系统内核层开放给用户层关于进程内存信息的一扇窗户。通过它，我们可以查看到当前进程空间的内存映射情况，模块加载情况以及虚拟地址和内存读写执行（rwxp）属性等。

接下来包括内存权限的修改以及函数的解密算法，最后包括内存权限的修改回去，应该都比较好理解。ok，以上编写完以后就编译生成.so文件。

2.对得到的.so文件进行加密：

这一块也是一个重点，大致上逻辑我们可以这么认为：先找到那个我们自己所定义的节，然后找到对应的offset和size，最后进行加密，加密完以后重新的写到另一个新的.so文件中，这块是需要建立在对ELF了解的基础上

这里重点了解一下这个加密函数，在自己写的时候可以在这个基础上进行改进。

首先看一下这个核心加密代码：

[java] view plain copy private static void encodeSection(byte[] fileByteArys){          //读取String Section段          System.out.println();                    int string_section_index = Utils.byte2Short(type_32.hdr.e_shstrndx);          elf32_shdr shdr = type_32.shdrList.get(string_section_index);          int size = Utils.byte2Int(shdr.sh_size);          int offset = Utils.byte2Int(shdr.sh_offset);            int mySectionOffset=0,mySectionSize=0;          for(elf32_shdr temp : type_32.shdrList){              int sectionNameOffset = offset+Utils.byte2Int(temp.sh_name);              if(Utils.isEqualByteAry(fileByteArys, sectionNameOffset, encodeSectionName)){                  //这里需要读取section段然后进行数据加密                  mySectionOffset = Utils.byte2Int(temp.sh_offset);                  mySectionSize = Utils.byte2Int(temp.sh_size);                  byte[] sectionAry = Utils.copyBytes(fileByteArys, mySectionOffset, mySectionSize);                  for(int i=0;i<sectionAry.length;i++){                      //sectionAry[i] = (byte)(sectionAry[i] ^ 0xFF);                      sectionAry[i]=(byte) ~sectionAry[i];                  }                  Utils.replaceByteAry(fileByteArys, mySectionOffset, sectionAry);              }          }            //修改Elf Header中的entry和offset值          int nSize = mySectionSize/4096 + (mySectionSize%4096 == 0 ? 0 : 1);          byte[] entry = new byte[4];          entry = Utils.int2Byte((mySectionSize<<16) + nSize);          Utils.replaceByteAry(fileByteArys, 24, entry);          byte[] offsetAry = new byte[4];          offsetAry = Utils.int2Byte(mySectionOffset);          Utils.replaceByteAry(fileByteArys, 32, offsetAry);      }   以上加密是没有问题的，但是对于最后so文件头的修改简单的说明一下：

修改so文件为什么不会报错的原因进行简单的说明：

我们在这考虑一个问题就是Section与Segment的区别，由于OS在映射ELF到内存时，每一个段会占用是页的整数倍，这样会产生浪费，在操作系统的层面来讲，可以吧相同权限的section放在一起成为一个Segment再进行映射，这样一来减少浪费，但是在映射的时候会有一部分信息不会映射到内存中，可以看这个图：

、

因此来说修改这些不会报错。

3.对于文件替换后没有什么问题，运行结果为：

总结：

该篇是在有源码的基础上进行对特定的section进行加密，但是试想一下，有多少情况下才能有源码，因此局限性比较大，

下一篇是基于二进制级别的特定函数的加密，链接为：点击打开链接 源码是：http://download.csdn.NET/detail/feibabeibei_beibei/9532172

转自：http://blog.csdn.net/feibabeibei_beibei/article/details/51498285