五 iOS逆向- 动态库共享缓存(dyld shared cache)

  • 共享缓存机制
  • dyld简介
  • 共享缓存库中抽取动态库

从iOS 3.1开始,为了提高系统的性能,所有的系统库文件都被打包保存到了一个很大的缓存文件当中,而为了减少冗余,原始的那些未打包的库二进制文件都被删掉了。

一 共享缓存机制

在iOS系统中,每个程序依赖的动态库都需要通过dyld(位于/usr/lib/dyld)一个一个加载到内存,然而如果在每个程序运行的时候都重复的去加载一次,势必造成运行缓慢,为了优化启动速度和提高程序性能,共享缓存机制就应运而生。所有默认的动态链接库被合并成一个大的缓存文件,放到/System/Library/Caches/com.apple.dyld/目录下,按不同的架构保存分别保存着.

没有动态库缓存的情况

如果没有缓存库存在的话,那么我们手机上的每一个App,如果要用到系统动态库的话,是需要每一个App都要去加载一次的,一样的资源被加载多次,无论是空间还是执行效率,都是造成了浪费

有了动态库缓存的情况

如果有缓存库存在的话,那么我们手机上的每一个App,如果要用到系统动态库的话,都去加载缓存库就好了,加载缓存库里的动态库会通过dyld这个动态连接器,dyld在加载动态库会做些优化。

二 dyld简介

dynamic link editor,动态链接编辑器,或可叫做dynamic loader,动态加载器。是苹果操作系统一个重要组成部分,在系统内核做好程序准备工作之后,余下的工作交由dyld负责。它的源码是开源的。
源码地址:http://opensource.apple.com/tarballs/dyld

dyld加载过程
加载过程可细分为九步:
第一步:设置运行环境。
第二步:加载共享缓存。
第三步:实例化主程序。
第四步:加载插入的动态库。
第五步:链接主程序。
第六步:链接插入的动态库。
第七步:执行弱符号绑定
第八步:执行初始化方法。
第九步:查找入口点并返回。
仔细看一下第四步,我们脱壳的时候就用到了它这一步功能.
具体每一步的详细解释可以参考这篇文章dyld详解

2 dyld加载的Mach-O文件类型
  • MH_EXECUTE
  • MH_DYLIB
  • MH_BUNDLE
三 共享缓存库中抽取动态库

因为iOS系统动态库,都放到一个大的缓存文件里面去了,我们想要分析了解系统的一些动态库具体的实现的时候,比如UIKit的实现,我们不可能把这整个文件丢到hopper disassembler里面去的,文件太大了hopper disassembler会很卡,很慢,有可能内存不足会崩掉。所以我们要把动态库从缓存文件中提取出来。
提取工具很多,我们只讲一个dsc_extractor提取

步骤一 下载dyld源码
步骤二 Xcode打开项目,定位到dsc_extractor.cpp文件
步骤三 修改文件如下
#include <stdio.h>
#include <stddef.h>
#include <dlfcn.h>

typedef int (*extractor_proc)(const char* shared_cache_file_path, const char* extraction_root_path,
                              void (^progress)(unsigned current, unsigned total));

int main(int argc, const char* argv[])
{
    if ( argc != 3 ) {
        fprintf(stderr, "usage: dsc_extractor <path-to-cache-file> <path-to-device-dir>\n");
        return 1;
    }

    //void* handle = dlopen("/Volumes/my/src/dyld/build/Debug/dsc_extractor.bundle", RTLD_LAZY);
    void* handle = dlopen("/Applications/Xcode.app/Contents/Developer/Platforms/iPhoneOS.platform/usr/lib/dsc_extractor.bundle", RTLD_LAZY);
    if ( handle == NULL ) {
        fprintf(stderr, "dsc_extractor.bundle could not be loaded\n");
        return 1;
    }

    extractor_proc proc = (extractor_proc)dlsym(handle, "dyld_shared_cache_extract_dylibs_progress");
    if ( proc == NULL ) {
        fprintf(stderr, "dsc_extractor.bundle did not have dyld_shared_cache_extract_dylibs_progress symbol\n");
        return 1;
    }

    int result = (*proc)(argv[1], argv[2], ^(unsigned c, unsigned total) { printf("%d/%d\n", c, total); } );
    fprintf(stderr, "dyld_shared_cache_extract_dylibs_progress() => %d\n", result);
    return 0;
}
步骤四 编译dsc_extractor.cpp文件
xmldeMacBook-Pro:src xml$ cd /Users/xml/Documents/iOS学习/dyld-635.2/launch-cache
xmldeMacBook-Pro:launch-cache xml$ clang++ -o dsc_extractor dsc_extractor.cpp

生成可执行文件


步骤五 拷贝手机里的动态共享库文件到Mac,并把它放在dsc_extractor可执行文件的同一个目录下。
步骤六 开始抽取

执行命令: ./dsc_extractor 动态库共享缓存文件的路径 用于存放抽取结果的文件夹

./dsc_extractor  dyld_shared_cache_arm64 arm64
抽取成功

抽取完成后,我们看到有好多文件,看到我定位的UIKit库了么,这里面就是UIkit的具体实现代码,想研究它的功能,直接把里面的二进制文件拖到hopper,慢慢研究探索吧。

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