零基础学习Android so文件分析(一)

在之前的Android安全学习过程中,大部分都是dex部分的分析,关于native只有零散的一些知识点,伪代码全靠F5。但是遇到复杂的函数就看不懂了,因此往往在分析至so层面时遭遇失败。然而elf文件的分析又是Android安全中不可避免的一块内容,所以还得从基础学起来。

自己写了个简单的demo,定义了一个native的add方法。

接下来将so文件拖入IDA中等待分析,以下的内容还是需要一些基础arm指令集、寄存器、寻址方式、栈平衡等知识才会无障碍。但即便是零基础,因为涉及到的内容都很简单,边查边看也是能看懂的。

等待载入的过程中,正好简单地回顾一下arm汇编中的寄存器内容,节选自网络:

寄存器 说明
R0-R3 用作传入函数参数,传出函数返回值。在子程序调用之间,可以将 R0-R3 用于任何用途。被调用函数在返回之前不必恢复 R0-R3。如果调用函数需要再次使用 R0-R3 的内容,则它必须保留这些内容。
... (其他请自行查阅)

等到IDA载入完成后找到入口函数Java_com_johnhao_myjniapplication_JniTest_add,就可以一行一行阅读了。其中涉及到的ADD等arm指令,寻址方式等都很简单,就像上面说的现学也能看的懂,下面步入正题:

一行一行阅读然后加注释是个不错的初学手段,首先是将R4,R5,R7,LR压入堆栈,然后设置R7的值,并作为栈帧指针。接下来是R0-R3寄存器的保存,我们知道这个函数正好有4个参数(JNIEnv 、jclass、jint和jint),结合上面的表格知道R0-R3分别与之对应。STR R0, [SP,#0x2C+var_c]这行表示的是一种arm的寻址方式,SP表示的栈指针,后面可以根据这个指针和地址的偏移量,找到对应的操作数。

为了后面阅读方便,重命名了部分偏移量的名字,用以对应函数的四个参数(env、jclass、number1、number2)。

继续往后分析,B是跳转指令,这里跳转到了loc_668中。还是先看第一行LDR R0, [SP,#0x2C+temp_var],和上面那行STR类似,都是基址变址寻址。通过sp指针以及偏移地址,取出tem_var的值并赋值给R0寄存器(tem_var是上面一个初始值为0的临时变量,所以重新命名为了tem_var),然后和2进行比较,如果大于就跳转到loc_682,否则跳转到loc_670。

接着往下看,loc_670中把临时变量tem_var和传入的参数number1相加,tem_var再自相加后跳转回loc_668。这里很明显的就是for循环的特征了,如果切换一下IDA视图,也可看出来。

完成循环后,将number1和number2相加,并将栈恢复成入栈时的样子,这个函数就结束了。最后再看一下F5的伪代码,不得不感叹IDA还真的是非常的强大。

至此,一篇简单的分析就完成了。这个过程中,了解了一些arm的基础指令(ADD、SUB、LDR、CMP等);学习了一种寻址方式--基址变址寻址;回顾了寄存器的一些知识(R0-R3传递前4个参数,多余4个参数则使用堆栈方式传递);脱离了F5伪代码独立完成了一段简单函数的分析,为后面的学习分析提供了一种方法。

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