Rust NDK 开发#2 - 签名校验

[TOC]

  • 开发工具：Android Studio 2020.3.1
  • Rust 版本：1.57.0
  • NDK 版本： 21.4.7075529
  • 电脑系统：Windows 10 家庭中文版 (21H1) 64位

在开发中，为了防止别人对我们的apk进行二次打包，都会加上签名校验的操作，这部分代码写在java层对于破解来说形同虚设，写在NDK可以一定程度上的增加破解的难度。使用 C/C++ 写的签名校验例子很多，下面分享下关于使用 Rust 编写的校验代码。如果只想看代码，可直接访问gitee仓库

Java 代码：hijack/src/main/java/com/hulytu/android/hijack/AntiHijack.java · Chris/ThinDroid

Rust 代码：hijack_rust · Chris/ThinDroid

# 准备工作

  • Android studio 或 IntelliJ IDEA 建议安装下 Rust 这个插件，安装完会提示安装 Toml ，也一并安装上。
  • Rust 和 cargo 的安装，可参照上一节进行。

一、 Java 代码

`Java` 层代码比较简单，比如我在 `NDK` 初始化的时候添加签名校验

package com.hulytu.android.hijack;

import android.content.Context;

public class AntiHijack {

    static {
        System.loadLibrary("hijack");
    }

    public static native boolean init(Context context);
}

二、 Rust 实现

  1. rust 项目创建

    上一节我讲了cargo-ndk 的安装，这节就直接使用 cargo 来创建一个项目，这个目录可以放在和当前项目目录下，也可以放在其他地方，建议和当前项目放在一起。

    • 可以使用 Android studio 自带的控制台（Terminal 一般在底部位置）进入到当前项目目录下，我的项目叫ThinDroid 那打开的效果是这样的：
rust_ndk_2_terminal.png

  • 然后输入命令

    cargo new hijack_rust --lib

    然后会在当前目录下生成 hijack_rust 这个目录，名字可以取其他的。

  • 添加jni依赖

    进入 hijack_rust 目录下，打开 Cargo.toml ，在 dependencies 节点下添加

    jni = "0.19.0"

    添加 lib 节点，其中 name 表示生成 so 文件的名字

    [lib]
name = "hijack"
crate_type = ["dylib"]

  • 完整Cargo.toml

    [package]
name = "hijack_rust"
version = "0.1.0"
edition = "2021"

[lib]
name = "hijack"
crate_type = ["dylib"]

[dependencies]
jni = "0.19.0"

  1. 编写 Rust 代码

    打开 src/lib.rs 文件，删除原来的代码

    先放完整代码，后面进行拆解

    use std::ffi::c_void;

use jni::{JavaVM, JNIEnv, NativeMethod};
use jni::objects::{JObject, JString, JValue};
use jni::strings::JNIString;
use jni::sys::*;

// 校验的包名
macro_rules! app_package { () => { "com.hulytu.android" }; }

// 检验的签名 hash-code 获取方式可使用 com.hulytu.android.hijack.Utils.getSignInfoHashCode 方式获取
macro_rules! signature { () => { -779219788 }; }

#[no_mangle]
#[allow(non_snake_case)]
fn JNI_OnLoad(jvm: JavaVM, _reserved: *mut c_void) -> jint {
    let methods = [
        NativeMethod { name: JNIString::from("init"), sig: JNIString::from("(Landroid/content/Context;)Z"), fn_ptr: init as *mut c_void },
    ];

    let env = jvm.get_env().unwrap();
    let version = env.get_version().unwrap();

    // 注册native 方法
    let cls = match env.find_class("com/hulytu/android/hijack/AntiHijack") {
        Ok(clazz) => clazz,
        Err(_) => { return JNI_ERR; }
    };

    let result = env.register_native_methods(cls, &methods);

    return if result.is_ok() { version.into() } else { JNI_ERR };
}


fn init(env: JNIEnv, _: jclass, context: JObject) -> jboolean {
    if !is_valid_package(&env, &context) {
        return JNI_FALSE;
    }

    JNI_TRUE
}


fn is_valid_package(env: &JNIEnv, context: &JObject) -> bool {

    // #1
    let package_name = env.call_method(*context, "getPackageName", "()Ljava/lang/String;", &[]).unwrap();

    // app: com.hulytu.android
    let pkg = app_package!();
    let expect_package = env.new_string(pkg)
        .expect("load string error.");

    // 暂时没想到好的比较方案 临时解决办法
    let obj = JObject::from(expect_package);
    let equals = env.call_method(obj, "equals", "(Ljava/lang/Object;)Z", &[package_name]).unwrap();

    // 比较包名
    if !equals.z().unwrap() {
        return false;
    }

    // #2
    // 获取签名
    let manager = env.call_method(*context,
                                  "getPackageManager",
                                  "()Landroid/content/pm/PackageManager;",
                                  &[]).unwrap().l();

    let version_clazz = env.find_class("android/os/Build$VERSION").unwrap();
    let sdk_int = env.get_static_field(version_clazz,
                                       "SDK_INT",
                                       "I").unwrap().i().unwrap();


    let args = [package_name, JValue::Int(if sdk_int >= 28 { 0x08000000 } else { 64 })];
    let result = env.call_method(manager.unwrap(), "getPackageInfo", "(Ljava/lang/String;I)Landroid/content/pm/PackageInfo;", &args);

    let pkg_info = match result {
        Ok(info) => info,
        Err(_) => return false,
    };

    let signatures: JValue;

    if sdk_int >= 28 {
        let result = env.get_field(pkg_info.l().unwrap(), "signingInfo", "Landroid/content/pm/SigningInfo;");
        let info = match result {
            Ok(sif) => sif,
            Err(_) => return false,
        };

        let result = env.call_method(info.l().unwrap(), "getApkContentsSigners", "()[Landroid/content/pm/Signature;", &[]);
        signatures = match result {
            Ok(rs) => rs,
            Err(_) => return false,
        };
    } else {
        // 低于 28 获取方式
        let result = env.get_field(pkg_info.l().unwrap(), "signatures", "[Landroid/content/pm/Signature;");

        signatures = match result {
            Ok(rs) => rs,
            Err(_) => return false,
        };
    }

    let signatures = signatures.l().unwrap();

    if signatures.is_null() {
        return false;
    }

    // #3
    let array = jobjectArray::from(*signatures);
    if env.get_array_length(array).unwrap() == 0 { return false; }
    let signature = env.get_object_array_element(array, jsize::from(0)).unwrap();

    if signature.is_null() { return false; }

    let hash = env.call_method(signature, "hashCode", "()I", &[]).unwrap().i().unwrap();

    hash == signature!()
}

  1. 动态注册

    这部分我使用动态注册的方式来绑定到 com.hulytu.android.hijack.AntiHijack#init(Context)方法。

    #[no_mangle]
#[allow(non_snake_case)]
fn JNI_OnLoad(jvm: JavaVM, _reserved: *mut c_void) -> jint {
        let methods = [
        NativeMethod { name: JNIString::from("init"), sig: JNIString::from("(Landroid/content/Context;)Z"), fn_ptr: init as *mut c_void },
    ];

    let env = jvm.get_env().unwrap();
    let version = env.get_version().unwrap();

    // 注册native 方法
    let cls = match env.find_class("com/hulytu/android/hijack/AntiHijack") {
        Ok(clazz) => clazz,
        Err(_) => { return JNI_ERR; }
    };

    let result = env.register_native_methods(cls, &methods);

    return if result.is_ok() { version.into() } else { JNI_ERR };
}

  1. 签名校验

    fn is_valid_package(env: &JNIEnv, context: &JObject) -> bool {

    // #1
    let package_name = env.call_method(*context, "getPackageName", "()Ljava/lang/String;", &[]).unwrap();

    // app: com.hulytu.android
    let pkg = app_package!();
    let expect_package = env.new_string(pkg)
        .expect("load string error.");

    // 暂时没想到好的比较方案 临时解决办法
    let obj = JObject::from(expect_package);
    let equals = env.call_method(obj, "equals", "(Ljava/lang/Object;)Z", &[package_name]).unwrap();

    // 比较包名
    if !equals.z().unwrap() {
        return false;
    }

    // #2
    // 获取签名
    let manager = env.call_method(*context,
                                  "getPackageManager",
                                  "()Landroid/content/pm/PackageManager;",
                                  &[]).unwrap().l();

    let version_clazz = env.find_class("android/os/Build$VERSION").unwrap();
    let sdk_int = env.get_static_field(version_clazz,
                                       "SDK_INT",
                                       "I").unwrap().i().unwrap();


    let args = [package_name, JValue::Int(if sdk_int >= 28 { 0x08000000 } else { 64 })];
    let result = env.call_method(manager.unwrap(), "getPackageInfo", "(Ljava/lang/String;I)Landroid/content/pm/PackageInfo;", &args);

    let pkg_info = match result {
        Ok(info) => info,
        Err(_) => return false,
    };

    let signatures: JValue;

    if sdk_int >= 28 {
        let result = env.get_field(pkg_info.l().unwrap(), "signingInfo", "Landroid/content/pm/SigningInfo;");
        let info = match result {
            Ok(sif) => sif,
            Err(_) => return false,
        };

        let result = env.call_method(info.l().unwrap(), "getApkContentsSigners", "()[Landroid/content/pm/Signature;", &[]);
        signatures = match result {
            Ok(rs) => rs,
            Err(_) => return false,
        };
    } else {
        // 低于 28 获取方式
        let result = env.get_field(pkg_info.l().unwrap(), "signatures", "[Landroid/content/pm/Signature;");

        signatures = match result {
            Ok(rs) => rs,
            Err(_) => return false,
        };
    }

    let signatures = signatures.l().unwrap();

    if signatures.is_null() {
        return false;
    }

    // #3
    let array = jobjectArray::from(*signatures);
    if env.get_array_length(array).unwrap() == 0 { return false; }
    let signature = env.get_object_array_element(array, jsize::from(0)).unwrap();

    if signature.is_null() { return false; }

    let hash = env.call_method(signature, "hashCode", "()I", &[]).unwrap().i().unwrap();

    hash == signature!()
}

  2. 宏定义

    上面使用了两个宏

    // 校验的包名
macro_rules! app_package { () => { "com.hulytu.android" }; }

// 检验的签名 hash-code
macro_rules! signature { () => { -779219788 }; }

    主要是方便在修改代码的时候不需要去到具体方法里面去修改

  1. 构建打包，如构建 armabi-v7 命令 
    cargo ndk -t armeabi-v7a -o ./jniLibs build --release

正常构建完成后，会在当前目录下生成 jniLibs ，把此目录复制到项目中，如 app/src/main/jniLibs；在项目中需要的地方调用。

后面计划：gitee 上代码已经完成，博客有延后

  • 防 mt 管理器 一键过签名校验
  • 使用 rust 对字符串进行签名

本文同步发布到 Rust NDK 开发#2 - 签名校验 - 八阿哥客栈 (hulytu.com)

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