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Android逆向分析(一) - 反编译看看手Q口令红包的实现原理

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MarkZhai 595a1b60 08f6 4beb 998f 2bf55e230555
2016.02.09 23:52* 字数 2597

本系列文章是《Android软件安全与逆向分析》的实践笔记(一些工具的版本和用法已经不同了),同时笔者希望系统性地记录一下逆向方面的文字和想法。犹记得在大学的时候,曾经学过一段时间的逆向工程,现在只记得那时候用OD跳来跳去看汇编代码,找到破解处时兴奋的感觉了。

逆向工程(又称反向工程),是一种技术过程,即对一项目标产品进行逆向分析及研究,从而演绎并得出该产品的处理流程、组织结构、功能性能规格等设计要素,以制作出功能相近,但又不完全一样的产品。逆向工程源于商业及军事领域中的硬件分析。其主要目的是,在不能轻易获得必要的生产信息下,直接从成品的分析,推导出产品的设计原理。

逆向工程可能会被误认为是对知识产权的严重侵害,但是在实际应用上,反而可能会保护知识产权所有者。例如在集成电路领域,如果怀疑某公司侵犯知识产权,可以用逆向工程技术来寻找证据。 —— 维基百科

首篇作为开始,先讲讲简单的反编译。反编译通常有几种目的:互相学习、借来用用、嘿嘿(干你,又分为小干干类似微信红包,和大干干改别人的apk帮他上架)。

因为没带kvm回来,mbpr屏幕太小,所以下文环境为windows。

反编译

让我们从实战开始,先实践一下怎么去反编译一个apk,看看某些功能的实现。毕竟没有实践的原理都是耍流氓。
这里我们保留互相学习的心态,所以是友善的第一种目的,嘻嘻。

准备

工具

安装包

  • 手机QQ 6.2.3 (目标就设定为看看口令红包是怎么做的吧)

Apktool的使用

首先确保你安装了java 7或以上,并能直接在命令行调用java

  1. 下载 windows用wrapper脚本 (mac使用这个)。
  2. 下载最新的apktool
  3. 重命名上面下载的apktool jar文件为apktool.jar
  4. 把apktool.bat和apktool.jar放在同一个目录下,并加入PATH环境变量。
  5. 现在你可以直接通过命令行调用apktool并查看使用方式了。
Apktool v2.0.3 - a tool for reengineering Android apk files
with smali v2.1.0 and baksmali v2.1.0

usage: apktool
 -advance,--advanced   prints advance information.
 -version,--version    prints the version then exits

usage: apktool if|install-framework [options] <framework.apk>
 -p,--frame-path <dir>   Stores framework files into <dir>.
 -t,--tag <tag>          Tag frameworks using <tag>.

usage: apktool d[ecode] [options] <file_apk>
 -f,--force              Force delete destination directory.
 -o,--output <dir>       The name of folder that gets written. Default is apk.out
 -p,--frame-path <dir>   Uses framework files located in <dir>.
 -r,--no-res             Do not decode resources.
 -s,--no-src             Do not decode sources.
 -t,--frame-tag <tag>    Uses framework files tagged by <tag>.

usage: apktool b[uild] [options] <app_path>
 -f,--force-all          Skip changes detection and build all files.
 -o,--output <dir>       The name of apk that gets written. Default is dist/name.apk
 -p,--frame-path <dir>   Uses framework files located in <dir>.

jadx的使用

  1. 下载jadx
  2. 运行gradlew dist编译。
  3. jadx\jadx-gui\build\install\jadx-gui\bin下有可运行的gui
  4. jadx\jadx-cli\build\install\jadx\bin是命令行程序
  5. 可以都加入PATH环境变量,以便直接命令行调用。

分析APK文件

First Try

虽然我们可以用jadx直接打开apk傻瓜式地去查看源代码,但是为了更理解反编译的过程和工作原理,以便以后在碰到一些问题(比如加壳)的时候可以自己解决,这里我们先装逼一下,使用Apktool去进行分析。

D:\dev\reverse>apktool d -o qq mobileqq_android_6.2.3.apk
I: Using Apktool 2.0.3 on mobileqq_android_6.2.3.apk
I: Loading resource table...
Exception in thread "main" brut.androlib.AndrolibException: Multiple res specs: attr/name
        at brut.androlib.res.data.ResTypeSpec.addResSpec(ResTypeSpec.java:78)
        at brut.androlib.res.decoder.ARSCDecoder.readEntry(ARSCDecoder.java:248)
        at brut.androlib.res.decoder.ARSCDecoder.readTableType(ARSCDecoder.java:212)
        at brut.androlib.res.decoder.ARSCDecoder.readTableTypeSpec(ARSCDecoder.java:154)
        at brut.androlib.res.decoder.ARSCDecoder.readTablePackage(ARSCDecoder.java:116)
        at brut.androlib.res.decoder.ARSCDecoder.readTableHeader(ARSCDecoder.java:78)
        at brut.androlib.res.decoder.ARSCDecoder.decode(ARSCDecoder.java:47)
        at brut.androlib.res.AndrolibResources.getResPackagesFromApk(AndrolibResources.java:544)
        at brut.androlib.res.AndrolibResources.loadMainPkg(AndrolibResources.java:63)
        at brut.androlib.res.AndrolibResources.getResTable(AndrolibResources.java:55)
        at brut.androlib.Androlib.getResTable(Androlib.java:66)
        at brut.androlib.ApkDecoder.setTargetSdkVersion(ApkDecoder.java:198)
        at brut.androlib.ApkDecoder.decode(ApkDecoder.java:96)
        at brut.apktool.Main.cmdDecode(Main.java:165)
        at brut.apktool.Main.main(Main.java:81)

竟然报错了,Multiple res specs: attr/name,在网上找了找资料,应该是腾讯利用Apktool的bug去进行了加壳,除了添加同名id外还做了若干加固,好,你狠,我们下篇文章针对腾讯的壳来分析并修改Apktool,这次先用jadx来试试。

Second Try

如果直接用jadx-gui打开QQ的apk,你会发现,卡死了。不错,就是卡死了,因为太大了...

我们打开jadx-gui文件(其实就是个启动的script),加上:

set JAVA_OPTS=-server -Xms1024m -Xmx8192m -XX:PermSize=256m -XX:MaxPermSize=1024m

就跟我们加速as/idea的原理差不多,多给点内存,这样就能顺利地打开了(可能会需要比较久的时间)。

jadx干完手Q后

字符串大法

为了找到我们的目标,红包,我们首先尝试用字符串搜索大法:在Resources -> resources.arsc -> res -> values -> strings.xml找到口令红包对应的

<string name="qb_hbdetail_command_word">口令红包</string>

然后Crtl+Shift+F进行Text Search,结果...没找到。

我们再使用资源id大法,直接在resources.arsc找到

0x7f0a0e5a (2131365466) = string.qb_hbdetail_command_word: 口令红包

再搜,好,你狠。。。还是没有。是在下输了。

类/函数名大法

我们再祭出第二大杀器,类/函数/变量名大法搜索大法。

通常类名符合的范围更小,所以先只使用Class。
试试看红包的英语:RedPacket(类名命名所以R和P大写)

RedPacket Search

OK,我们找到了十几条,开始逐一排查,第一条RedPacketInfo点进去一看就是个包含了各种field的ui用的vo类,跳过,再看下一个,从包名com.tencent.mobileqq.data看上去,似乎有戏,QQWalletRedPacketMsg:

package com.tencent.mobileqq.data;

import android.text.TextUtils;
import com.tencent.mobileqq.hotpatch.NotVerifyClass;
import cooperation.qzone.util.WiFiDash;
import java.io.IOException;
import java.io.ObjectInput;
import java.io.ObjectOutput;
import tencent.im.msg.im_msg_body.QQWalletAioBody;

/* compiled from: ProGuard */
public class QQWalletRedPacketMsg {
    public String authkey;
    private int channelId;
    public int conftype;
    public QQWalletTransferMsgElem elem;
    public String envelopeName;
    public int envelopeid;
    public boolean isOpened;
    public int msgFrom;
    public String redPacketId;
    public int redtype;
    private int resend;
    public int templateId;

    ...串行化、读写、构建方法等,可以无视。

从field名来看,这里还是比较可疑的,猜测redtype是不是描述红包类型的。

我们再次使用关键词redtype进行搜索,这次选择Code,只进行代码内搜索,结果却发现貌似不对,找到相关的字符串是"查看详情",貌似是描述红包领取状态的。

不放弃,继续抓住QQWalletRedPacketMsg这个类进行搜索,看看是不是有外面包着这个类的Class,搜索QQWalletRedPacketMsg,范围使用Field,排除掉类本身外,只有唯一的结果:MessageForQQWalletMsg:

public class MessageForQQWalletMsg extends ChatMessage {
    // 哦哦?COMMAND_REDPACKET?口令红包
    public static final int MSG_TYPE_COMMAND_REDPACKET = 6;
    public static final int MSG_TYPE_COMMON_REDPACKET = 2;
    public static final int MSG_TYPE_COMMON_THEME_REDPACKET = 4;
    public static final int MSG_TYPE_INDIVIDUAL_REDPACKET = 2001;
    public static final int MSG_TYPE_LUCY_REDPACKET = 3;
    public static final int MSG_TYPE_LUCY_THEME_REDPACKET = 5;
    public static final int MSG_TYPE_PUBLIC_ACCOUNT_REDPACKET = 2002;
    public static final int MSG_TYPE_TRANSFER = 1;
    ...

我们找到了一个常量字段,目测就是这个描述了是否是口令红包了。在该类搜索此字段还找到

public static boolean isCommandRedPacketMsg(MessageRecord messageRecord) {
    if (messageRecord != null && (messageRecord instanceof MessageForQQWalletMsg) && ((MessageForQQWalletMsg) messageRecord).messageType == MSG_TYPE_COMMAND_REDPACKET) {
        return true;
    }
    return false;
}

果然,我们再接着分别查找MSG_TYPE_COMMAND_REDPACKETisCommandRedPacketMsg,结果只在TroopMessageManager里面找到了一段没成功反编译的代码中对方法isCommandRedPacketMsg的引用:

L_0x0100:
    r2 = com.tencent.mobileqq.data.MessageForQQWalletMsg.isCommandRedPacketMsg(r25);
    if (r2 == 0) goto L_0x011e;

这里如果是口令红包会继续走下去,而如果不是则会跳到L_0x011e。

而从类的名字来看,TroopMessageManager应该是指群消息管理者,应该没错,毕竟红包也是群消息的一种。

于是我们只能耐心地看下去这段神奇的充满goto的代码。晕着看完后大概看到就是各种逻辑判断和调用MsgProxyUtils.java去处理消息处理逻辑和缓存。然后就没了...好,你屌,是在下输了。我再试试别的。

常量大法

常量大法其实也可以算是字符串搜索的一种,只是不去搜索xml里的,而是使用中文转化为unicode后的字符串去进行查找。自行搜索Unicode编码转化可以找到online convertor。

口令红包对应的是"\u53e3\u4ee4\u7ea2\u5305":

\u53e3\u4ee4\u7ea2\u5305搜索

找到2个类共3处代码引用。

最后那个类的起名有点耐人寻味,PasswdRedBagManager,密码红包管理器,有点意思:

public void b(String str) {
    ((TroopTipsMsgMgr) this.f2203a.getManager(80)).a(str, "\u533f\u540d\u4e0d\u80fd\u62a2\u53e3\u4ee4\u7ea2\u5305\u54e6", NetConnInfoCenter.getServerTime(), BaseConstants.DEFAULT_QUICK_HEARTBEAT_TIMEOUT, f);
}

这串Unicode转换成中文后是"匿名不能抢口令红包哦",原来还有这种逻辑,产品经理你真是够了。

这里我们重新从该类的上面看下来,大致扫一扫,发现onDestroy下面有一个方法打的log很神奇:

public long[] m883a(SessionInfo sessionInfo, String str) {
    if (QLog.isColorLevel()) {
        QLog.d(f2197a, (int) h, "openPasswdRedBagByPassword, passwd = " + str);
    }
    long[] jArr = new long[]{0, 0};
    if (sessionInfo == null) {
        return jArr;
    }
    if (TextUtils.isEmpty(str)) {
        return jArr;
    }
    c();
    List<String> list = (List) this.f2206a.get(str);
    if (list == null || list.isEmpty()) {
        return jArr;
    }
    PasswdRedBagInfo passwdRedBagInfo;
    String str2 = a(sessionInfo.a) + "_" + sessionInfo.f1757a;
    for (String str3 : list) {
        HashMap hashMap = (HashMap) this.f2209b.get(str3);
        if (hashMap != null) {
            passwdRedBagInfo = (PasswdRedBagInfo) hashMap.get(str2);
            if (!(passwdRedBagInfo == null || a(str3))) {
                jArr[g] = passwdRedBagInfo.a.uint64_creator_uin.get();
                if (!b(str3)) {
                    if (!c(str3)) {
                        hashMap.put(str2, passwdRedBagInfo);
                        jArr[f] = 1;
                        break;
                    }
                    jArr[f] = 3;
                } else {
                    jArr[f] = 2;
                }
            }
        }
    }
    passwdRedBagInfo = null;
    if (passwdRedBagInfo == null) {
        return jArr;
    }
    b(sessionInfo.a, sessionInfo.f1757a, passwdRedBagInfo.a.string_redbag_id.get().toStringUtf8());
    a(sessionInfo, passwdRedBagInfo);
    return jArr;
}

isColorLevel目测是某种debug用的tag,可能某些环境下部分用户会打开,而从log结合我们平时打log习惯来看,这个方法应该就叫openPasswdRedBagByPassword了,第二个参数就是password。终于找到了。看一下逻辑大致是从外面load进来所有红包信息到本类的各种hashmap和list(有一个tag,只会加载第一次,本类多个方法都会调用这个方法),然后根据password从里面找到对应passwdRedBagInfo,设置result tag,然后调用了

b(sessionInfo.a, sessionInfo.f1757a, passwdRedBagInfo.a.string_redbag_id.get().toStringUtf8());
a(sessionInfo, passwdRedBagInfo);

我们先不急看这两个方法是做什么的。再往下看下一个方法,直接就有:

public long[] b(SessionInfo sessionInfo, String str) {
    if (QLog.isColorLevel()) {
        QLog.d(f2197a, (int) h, "openPasswdRedBagById, id = " + str);
    }

openPasswdRedBagById用id打开红包,猜测该id就是我们最早看到的结构里的redPacketId字段。

而该方法同样调用了

b(sessionInfo.a, sessionInfo.f1757a, str);
a(sessionInfo, passwdRedBagInfo);

看看这两个方法:

public void a(SessionInfo sessionInfo, PasswdRedBagInfo passwdRedBagInfo) {
    if (sessionInfo != null && passwdRedBagInfo != null) {
        Object obj = (sessionInfo.a == 0 || sessionInfo.a == h || sessionInfo.a == Action.ACTION_REGISTNEWACCOUNT_COMMITSMS || sessionInfo.a == Action.ACTION_LOGIN) ? g : null;
        String str = sessionInfo.f1757a;
        String valueOf = String.valueOf(passwdRedBagInfo.a.uint64_creator_uin.get());
        if (obj != null) {
            str = valueOf.equals(this.f2213d) ? sessionInfo.f1757a : this.f2213d;
        }
        JSONObject a = QQWalletMsgItemBuilder.a(this.f2203a, sessionInfo, passwdRedBagInfo.a.string_redbag_id.get().toStringUtf8(), passwdRedBagInfo.a.string_authkey.get().toStringUtf8(), str, "appid#1344242394|bargainor_id#1000030201|channel#msg", "graphb", null);
        Bundle bundle = new Bundle();
        bundle.putString("json", a.toString());
        bundle.putString("callbackSn", jbi.a);
        Intent intent = new Intent(this.f2200a, PayBridgeActivity.class);
        intent.putExtras(bundle);
        intent.addFlags(268435456);
        intent.putExtra("pay_requestcode", 5);
        this.f2200a.startActivity(intent);
    }
}

public void b(int i, String str, String str2) {
    if (!TextUtils.isEmpty(str2)) {
        HashMap hashMap = (HashMap) this.f2209b.get(str2);
        if (hashMap != null) {
            PasswdRedBagInfo passwdRedBagInfo = (PasswdRedBagInfo) hashMap.get(a(i) + "_" + str);
            if (passwdRedBagInfo != null && !passwdRedBagInfo.f4810a) {
                passwdRedBagInfo.f4810a = true;
                ThreadManager.a(new kmr(this, str2), h, null, true);
            }
        }
    }
}

发现第一个方法似乎就直接发请求了,看来只要调用到这里,就是可以领红包了。那最初又是如何来这里的呢?我们搜索对PasswdRedBagManager内这两个方法的引用找到BaseChatPie.java:

...
public PasswdRedBagManager f25190a;
...
public class EnterForSend implements OnKeyListener, OnEditorActionListener {
    ...
    // 这里从方法名判断是每次输入点击发送后调用
    public boolean onEditorAction(TextView textView, int i, KeyEvent keyEvent) {
        if (i != BaseChatPie.dr) {
            return false;
        }
        String obj = this.a.f25220a.getText().toString();
        if (obj.length() > 0) {
            // 调用了外部类的下述方法
            long[] a = this.a.a(obj);
            // 再进行消息发送
            SendMsgParams sendMsgParams = new SendMsgParams();
            sendMsgParams.b = this.a.dL;
            sendMsgParams.a = this.a.dJ;
            sendMsgParams.c = this.a.dN;
            sendMsgParams.f26863c = this.a.dL;
            ...
        }
        return true;
    }
}

// 这里调用了那2个openPasswdRedBagxxx方法
public long[] m5613a(String str) {
    long[] jArr = null;
    // 非匿名模式才会继续尝试匹配口令红包,原来里里外外都做了判断
    if (!AnonymousChatHelper.a().a(this.f25174a.a)) {
        if (TextUtils.isEmpty(this.f25269d) || !str.equals(this.f25278e)) {
            // 使用密码打开
            jArr = this.f25190a.a(this.f25174a, str);
        } else {
            // 使用redPacketId直接打开
            jArr = this.f25190a.b(this.f25174a, this.f25269d);
        }
        // 无意义的打log打点啥的,华丽丽地无视吧
        if (jArr != null && jArr[s] == 1) {
            this.f25269d = QunUppUploadTask.QunUppAppId;
            this.f25278e = QunUppUploadTask.QunUppAppId;
            this.f25228a.sendEmptyMessage(dz);
            if (QLog.isColorLevel()) {
                QLog.d(PasswdRedBagManager.a, u, "passwdredbags result[0]=" + jArr[s] + ",result[1]=" + jArr[t] + ",send str=" + str);
            }
        }
    } else if (QLog.isColorLevel()) {
        QLog.d(PasswdRedBagManager.a, u, "current is in Anonymous, dont search passwdredbags");
    }
    return jArr;
}

可见每次我们输入消息发送时,都发生了判断,会去查询是不是红包口令,如果是则直接发请求拿红包然后继续,否则直接当做普通消息继续发送。所以如果想要做自动抢红包的话,其实只要直接在收到消息时,调用PasswdRedBagManager的open方法即可,连模拟UI、生成请求、发送消息都不用了,我们再也不用昧着良心说口令了。顺便我们还看到了手机QQ确实喜欢用Activity,这里的红包弹框也是一个单独的Activity,而且请求是发送到手Q红包那边去的,看来还分业务线。

到此为止我们的目的告一段落,其实继续下去,还可以尝试dump当前Activity,用Activity名字去查找,或者用hierarchy view看看view id试试。

总结和下期预告

经过上文的折腾,我们成功反编译了手机QQ,并追溯到手机QQ红包的数据结构和判断流程。期间经历过数次无用功,但逆向工程正是这么一回事,尤其是静态分析,如果不及时找其他的路,而一路钻牛角尖从一个线索一路去看,很可能会越陷越深,本文的跟踪流程正是不断在坑还小的时候钻出来,然后去找其他的路径,最后才快速地找到了想看的东西。

至于下一期,可能是smali,可能是怎么修改Apktool,也可能是jadx的源码分析,看心情吧,哈哈。


原文:http://blog.zhaiyifan.cn/2016/02/09/android-reverse-1/

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