frida_hook_libart(简单解释)

news2024/11/28 21:42:24

一：直接取代码


//frida -U -f com.xingin.xhs -l hook_art.js -o xhsart.log
//frida -U -f com.tencent.mobileqq -l hook_art.js -o qqart.log

const STD_STRING_SIZE = 3 * Process.pointerSize;
class StdString {
    constructor() {
        this.handle = Memory.alloc(STD_STRING_SIZE);
    }

    dispose() {
        const [data, isTiny] = this._getData();
        if (!isTiny) {
            Java.api.$delete(data);
        }
    }

    disposeToString() {
        const result = this.toString();
        this.dispose();
        return result;
    }

    toString() {
        const [data] = this._getData();
        return data.readUtf8String();
    }

    _getData() {
        const str = this.handle;
        const isTiny = (str.readU8() & 1) === 0;
        const data = isTiny ? str.add(1) : str.add(2 * Process.pointerSize).readPointer();
        return [data, isTiny];
    }
}

function prettyMethod(method_id, withSignature) {
    const result = new StdString();
    Java.api['art::ArtMethod::PrettyMethod'](result, method_id, withSignature ? 1 : 0);
    return result.disposeToString();
}

/*
GetFieldID is at  0xe39b87c5 _ZN3art3JNI10GetFieldIDEP7_JNIEnvP7_jclassPKcS6_
GetMethodID is at  0xe39a1a19 _ZN3art3JNI11GetMethodIDEP7_JNIEnvP7_jclassPKcS6_
NewStringUTF is at  0xe39cff25 _ZN3art3JNI12NewStringUTFEP7_JNIEnvPKc
RegisterNatives is at  0xe39e08fd _ZN3art3JNI15RegisterNativesEP7_JNIEnvP7_jclassPK15JNINativeMethodi
GetStaticFieldID is at  0xe39c9635 _ZN3art3JNI16GetStaticFieldIDEP7_JNIEnvP7_jclassPKcS6_
GetStaticMethodID is at  0xe39be0ed _ZN3art3JNI17GetStaticMethodIDEP7_JNIEnvP7_jclassPKcS6_
GetStringUTFChars is at  0xe39d06e5 _ZN3art3JNI17GetStringUTFCharsEP7_JNIEnvP8_jstringPh
FindClass is at  0xe399ae5d _ZN3art3JNI9FindClassEP7_JNIEnvPKc
*/

function hook_libart() {
    var symbols = Module.enumerateSymbolsSync("libart.so");
    var addrGetStringUTFChars = null;
    var addrNewStringUTF = null;
    var addrFindClass = null;
    var addrGetMethodID = null;
    var addrGetStaticMethodID = null;
    var addrGetFieldID = null;
    var addrGetStaticFieldID = null;
    var addrRegisterNatives = null;
    var so_name = "lib";      //TODO 这里写需要过滤的so

    for (var i = 0; i < symbols.length; i++) {
        var symbol = symbols[i];
        if (symbol.name.indexOf("art") >= 0 &&
            symbol.name.indexOf("JNI") >= 0 &&
            symbol.name.indexOf("CheckJNI") < 0 &&
            symbol.name.indexOf("_ZN3art3JNIILb0") >= 0
        ) {
            if (symbol.name.indexOf("GetStringUTFChars") >= 0) {
                addrGetStringUTFChars = symbol.address;
                console.log("GetStringUTFChars is at ", symbol.address, symbol.name);
            } else if (symbol.name.indexOf("NewStringUTF") >= 0) {
                addrNewStringUTF = symbol.address;
                console.log("NewStringUTF is at ", symbol.address, symbol.name);
            } else if (symbol.name.indexOf("FindClass") >= 0) {
                addrFindClass = symbol.address;
                console.log("FindClass is at ", symbol.address, symbol.name);
            } else if (symbol.name.indexOf("GetMethodID") >= 0) {
                addrGetMethodID = symbol.address;
                console.log("GetMethodID is at ", symbol.address, symbol.name);
            } else if (symbol.name.indexOf("GetStaticMethodID") >= 0) {
                addrGetStaticMethodID = symbol.address;
                console.log("GetStaticMethodID is at ", symbol.address, symbol.name);
            } else if (symbol.name.indexOf("GetFieldID") >= 0) {
                addrGetFieldID = symbol.address;
                console.log("GetFieldID is at ", symbol.address, symbol.name);
            } else if (symbol.name.indexOf("GetStaticFieldID") >= 0) {
                addrGetStaticFieldID = symbol.address;
                console.log("GetStaticFieldID is at ", symbol.address, symbol.name);
            } else if (symbol.name.indexOf("RegisterNatives") >= 0) {
                addrRegisterNatives = symbol.address;
                console.log("RegisterNatives is at ", symbol.address, symbol.name);
            } else if (symbol.name.indexOf("CallStatic") >= 0) {
                console.log("CallStatic is at ", symbol.address, symbol.name);
                Interceptor.attach(symbol.address, {
                    onEnter: function (args) {
                        var module = Process.findModuleByAddress(this.returnAddress);
                        if (module != null && module.name.indexOf(so_name) == 0) {
                            var java_class = args[1];
                            var mid = args[2];
                            var class_name = Java.vm.tryGetEnv().getClassName(java_class);
                            if (class_name.indexOf("java.") == -1 && class_name.indexOf("android.") == -1) {
                                var method_name = prettyMethod(mid, 1);
                                console.log("<>CallStatic:", DebugSymbol.fromAddress(this.returnAddress), class_name, method_name);
                            }
                        }
                    },
                    onLeave: function (retval) { }
                });
            } else if (symbol.name.indexOf("CallNonvirtual") >= 0) {
                console.log("CallNonvirtual is at ", symbol.address, symbol.name);
                Interceptor.attach(symbol.address, {
                    onEnter: function (args) {
                        var module = Process.findModuleByAddress(this.returnAddress);
                        if (module != null && module.name.indexOf(so_name) == 0) {
                            var jobject = args[1];
                            var jclass = args[2];
                            var jmethodID = args[3];
                            var obj_class_name = Java.vm.tryGetEnv().getObjectClassName(jobject);
                            var class_name = Java.vm.tryGetEnv().getClassName(jclass);
                            if (class_name.indexOf("java.") == -1 && class_name.indexOf("android.") == -1) {
                                var method_name = prettyMethod(jmethodID, 1);
                                console.log("<>CallNonvirtual:", DebugSymbol.fromAddress(this.returnAddress), class_name, obj_class_name, method_name);
                            }
                        }
                    },
                    onLeave: function (retval) { }
                });
            } else if (symbol.name.indexOf("Call") >= 0 && symbol.name.indexOf("Method") >= 0) {
                console.log("Call<>Method is at ", symbol.address, symbol.name);
                Interceptor.attach(symbol.address, {
                    onEnter: function (args) {
                        var module = Process.findModuleByAddress(this.returnAddress);
                        if (module != null && module.name.indexOf(so_name) == 0) {
                            var java_class = args[1];
                            var mid = args[2];
                            var class_name = Java.vm.tryGetEnv().getObjectClassName(java_class);
                            if (class_name.indexOf("java.") == -1 && class_name.indexOf("android.") == -1) {
                                var method_name = prettyMethod(mid, 1);
                                console.log("<>Call<>Method:", DebugSymbol.fromAddress(this.returnAddress), class_name, method_name);
                            }
                        }
                    },
                    onLeave: function (retval) { }
                });
            }
        }
    }

    if (addrGetStringUTFChars != null) {
        Interceptor.attach(addrGetStringUTFChars, {
            onEnter: function (args) {
            },
            onLeave: function (retval) {
                if (retval != null) {
                    var module = Process.findModuleByAddress(this.returnAddress);
                    if (module != null && module.name.indexOf(so_name) == 0) {
                        var bytes = Memory.readCString(retval);
                        console.log("[GetStringUTFChars] result:" + bytes, DebugSymbol.fromAddress(this.returnAddress));
                    }
                }
            }
        });
    }
    if (addrNewStringUTF != null) {
        Interceptor.attach(addrNewStringUTF, {
            onEnter: function (args) {
                if (args[1] != null) {
                    var module = Process.findModuleByAddress(this.returnAddress);
                    if (module != null && module.name.indexOf(so_name) == 0) {
                        var string = Memory.readCString(args[1]);
                        console.log("[NewStringUTF] bytes:" + string, DebugSymbol.fromAddress(this.returnAddress));
                    }

                }
            },
            onLeave: function (retval) { }
        });
    }

    if (addrFindClass != null) {
        Interceptor.attach(addrFindClass, {
            onEnter: function (args) {
                if (args[1] != null) {
                    var module = Process.findModuleByAddress(this.returnAddress);
                    if (module != null && module.name.indexOf(so_name) == 0) {
                        var name = Memory.readCString(args[1]);
                        console.log("[FindClass] name:" + name, DebugSymbol.fromAddress(this.returnAddress));
                    }
                }
            },
            onLeave: function (retval) { }
        });
    }
    if (addrGetMethodID != null) {
        Interceptor.attach(addrGetMethodID, {
            onEnter: function (args) {
                if (args[2] != null) {
                    var clazz = args[1];
                    var class_name = Java.vm.tryGetEnv().getClassName(clazz);
                    var module = Process.findModuleByAddress(this.returnAddress);
                    if (module != null && module.name.indexOf(so_name) == 0) {
                        var name = Memory.readCString(args[2]);
                        if (args[3] != null) {
                            var sig = Memory.readCString(args[3]);
                            console.log("[GetMethodID] class_name:" + class_name + " name:" + name + ", sig:" + sig, DebugSymbol.fromAddress(this.returnAddress));
                        } else {
                            console.log("[GetMethodID] class_name:" + class_name + " name:" + name, DebugSymbol.fromAddress(this.returnAddress));
                        }
                    }
                }
            },
            onLeave: function (retval) { }
        });
    }
    if (addrGetStaticMethodID != null) {
        Interceptor.attach(addrGetStaticMethodID, {
            onEnter: function (args) {
                if (args[2] != null) {
                    var clazz = args[1];
                    var class_name = Java.vm.tryGetEnv().getClassName(clazz);
                    var module = Process.findModuleByAddress(this.returnAddress);
                    if (module != null && module.name.indexOf(so_name) == 0) {
                        var name = Memory.readCString(args[2]);
                        if (args[3] != null) {
                            var sig = Memory.readCString(args[3]);
                            console.log("[GetStaticMethodID] class_name:" + class_name + " name:" + name + ", sig:" + sig, DebugSymbol.fromAddress(this.returnAddress));
                        } else {
                            console.log("[GetStaticMethodID] class_name:" + class_name + " name:" + name, DebugSymbol.fromAddress(this.returnAddress));
                        }
                    }
                }
            },
            onLeave: function (retval) { }
        });
    }
    if (addrGetFieldID != null) {
        Interceptor.attach(addrGetFieldID, {
            onEnter: function (args) {
                if (args[2] != null) {
                    var module = Process.findModuleByAddress(this.returnAddress);
                    if (module != null && module.name.indexOf(so_name) == 0) {
                        var name = Memory.readCString(args[2]);
                        if (args[3] != null) {
                            var sig = Memory.readCString(args[3]);
                            console.log("[GetFieldID] name:" + name + ", sig:" + sig, DebugSymbol.fromAddress(this.returnAddress));
                        } else {
                            console.log("[GetFieldID] name:" + name, DebugSymbol.fromAddress(this.returnAddress));
                        }
                    }
                }
            },
            onLeave: function (retval) { }
        });
    }
    if (addrGetStaticFieldID != null) {
        Interceptor.attach(addrGetStaticFieldID, {
            onEnter: function (args) {
                if (args[2] != null) {
                    var module = Process.findModuleByAddress(this.returnAddress);
                    if (module != null && module.name.indexOf(so_name) == 0) {
                        var name = Memory.readCString(args[2]);
                        if (args[3] != null) {
                            var sig = Memory.readCString(args[3]);
                            console.log("[GetStaticFieldID] name:" + name + ", sig:" + sig, DebugSymbol.fromAddress(this.returnAddress));
                        } else {
                            console.log("[GetStaticFieldID] name:" + name, DebugSymbol.fromAddress(this.returnAddress));
                        }
                    }
                }
            },
            onLeave: function (retval) { }
        });
    }

    if (addrRegisterNatives != null) {
        Interceptor.attach(addrRegisterNatives, {
            onEnter: function (args) {
                console.log("[RegisterNatives] method_count:", args[3], DebugSymbol.fromAddress(this.returnAddress));
                var env = args[0];
                var java_class = args[1];
                var class_name = Java.vm.tryGetEnv().getClassName(java_class);

                var methods_ptr = ptr(args[2]);

                var method_count = parseInt(args[3]);
                for (var i = 0; i < method_count; i++) {
                    var name_ptr = Memory.readPointer(methods_ptr.add(i * Process.pointerSize * 3));
                    var sig_ptr = Memory.readPointer(methods_ptr.add(i * Process.pointerSize * 3 + Process.pointerSize));
                    var fnPtr_ptr = Memory.readPointer(methods_ptr.add(i * Process.pointerSize * 3 + Process.pointerSize * 2));

                    var name = Memory.readCString(name_ptr);
                    var sig = Memory.readCString(sig_ptr);
                    var find_module = Process.findModuleByAddress(fnPtr_ptr);
                    console.log("[RegisterNatives] java_class:", class_name, "name:", name, "sig:", sig, "fnPtr:", fnPtr_ptr, "module_name:", find_module.name, "module_base:", find_module.base, "offset:", ptr(fnPtr_ptr).sub(find_module.base));

                }
            },
            onLeave: function (retval) { }
        });
    }
}

setImmediate(hook_libart);

二：代码解释

Frida 脚本旨在监控 Android 应用程序中 libart.so 库的 Java Native Interface (JNI) 调用。这个脚本通过拦截特定的 JNI 方法，捕获和记录它们的调用信息，帮助我们分析应用程序的行为。

1. 脚本结构

该脚本主要分为几个部分：

  • 常量和类定义: 定义了一些常量和 StdString 类，用于处理 C++ 字符串。
  • 辅助函数: prettyMethod 函数用于获取方法的可读名称。
  • hook_libart 函数: 该函数负责查找和拦截 libart.so 中的 JNI 方法。
  • 设置和执行: 最后调用 setImmediate 执行 hook_libart 函数。

2. 关键功能

2.1 StdString 类
class StdString {
    constructor() {
        this.handle = Memory.alloc(STD_STRING_SIZE);
    }

    dispose() {
        const [data, isTiny] = this._getData();
        if (!isTiny) {
            Java.api.$delete(data);
        }
    }

    disposeToString() {
        const result = this.toString();
        this.dispose();
        return result;
    }

    toString() {
        const [data] = this._getData();
        return data.readUtf8String();
    }

    _getData() {
        const str = this.handle;
        const isTiny = (str.readU8() & 1) === 0;
        const data = isTiny ? str.add(1) : str.add(2 * Process.pointerSize).readPointer();
        return [data, isTiny];
    }
}
  • 功能: 这个类用于处理 C++ 中的 std::string 对象，提供了字符串的读取和释放方法。
  • 内存管理: dispose 方法负责释放非小字符串的内存。
2.2 prettyMethod 函数
function prettyMethod(method_id, withSignature) {
    const result = new StdString();
    Java.api['art::ArtMethod::PrettyMethod'](result, method_id, withSignature ? 1 : 0);
    return result.disposeToString();
}
  • 功能: 该函数调用 art::ArtMethod::PrettyMethod 获取方法的可读名称，便于后续的日志记录。
2.3 hook_libart 函数

这是脚本的核心部分，负责查找和拦截多个 JNI 方法：

  • 符号查找: 使用 Module.enumerateSymbolsSync 获取 libart.so 中的符号，并根据名称过滤出相关的 JNI 方法。

  • 拦截 JNI 方法: 对于每个找到的 JNI 方法，通过 Interceptor.attach 进行拦截，记录方法调用的详细信息。

例如，拦截 GetStringUTFChars 方法：

if (addrGetStringUTFChars != null) {
    Interceptor.attach(addrGetStringUTFChars, {
        onEnter: function (args) {
        },
        onLeave: function (retval) {
            if (retval != null) {
                var module = Process.findModuleByAddress(this.returnAddress);
                if (module != null && module.name.indexOf(so_name) == 0) {
                    var bytes = Memory.readCString(retval);
                    console.log("[GetStringUTFChars] result:" + bytes, DebugSymbol.fromAddress(this.returnAddress));
                }
            }
        }
    });
}
  • 参数和返回值处理: 在 onEnter 和 onLeave 中处理方法的参数和返回值，记录相关信息。

3. 监控的 JNI 方法

该脚本监控了多个 JNI 方法，包括：

  • GetFieldID
  • GetMethodID
  • GetStaticFieldID
  • GetStaticMethodID
  • RegisterNatives
  • NewStringUTF
  • GetStringUTFChars
  • FindClass
  • CallStatic
  • CallNonvirtual

这些方法的调用通常涉及 Java 和 C/C++ 之间的交互，监控这些方法可以帮助分析应用程序的行为，尤其是在涉及 JNI 的部分。

4. 使用方法

要使用这个脚本，需要：

  1. 安装 Frida: 确保您已经在设备上安装了 Frida Server，并且在我们的计算机上安装了 Frida 工具。

  2. 运行命令: 使用如下命令运行脚本：

    frida -U -f com.xingin.xhs -l hook_art.js -o xhsart.log
frida -U -f com.tencent.mobileqq -l hook_art.js -o qqart.log

    这里 -U 表示连接到 USB 设备，-f 指定要启动的应用程序，-l 指定要加载的脚本，-o 指定输出日志文件。

5. 总结

这个 Frida 脚本是一个强大的工具，用于监控 Android 应用程序中的 JNI 调用。通过拦截 libart.so 中的关键方法，可以深入了解 Java 和本地代码之间的交互，帮助进行调试、分析和安全研究。脚本的灵活性和可扩展性使其能够适应多种分析需求。

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