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7种Android Native Anti Hook的实现思路

爱吃菠菜 看雪学院 2021-03-08


本文为看雪论坛优秀文章

看雪论坛作者ID：爱吃菠菜

 


目录

（1） GOT_HOOK

（2） LDPRELOAD_HOOK

（3） INLINE_HOOK

（4） 异常HOOK

（5） ELF依赖库篡改注入

（6） LINKER_HOOK 

（7） UNICOR仿真器HOOK

（8） 实现代码



01 GOT_HOOK



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HOOK原理


篡改导入表中存储的，外部符号地址。

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检测手段


（1）硬编码记录导入符号在外部SO中的偏移值，计算外部SO的模块基址相加后得到地址，与GOT表项值进行对比。
（缺点是外部SO可能更新地址发生变化）

（2）将硬编码改为动态解析，使用dlsmy()函数或自己实现地址解析后得到地址，与GOT表项值对比。
（没有第一种的缺点，灵活一些）

（3）一般在链接后GOT表值不会发生改变，可在初始化完成时，使用前面两个方法逐个校验，然后整体计算此时的GOT表的HASH值，在后期运行时进行HASH校验。
（相比逐个校验，提高了执行效率、代码动作更小、增加了隐蔽性，甚至还可选择MD5 CRC以外的迷你HASH、或跳跃字节校验HASH）

>>>>

实现


有了GOT项下标，符号名，所属库名，再过滤出哪些需要检测的重点GOT项，即可实现检测。

STRUCT GOT{
        gotitem; // GOT项下标（预设）
        libname; // GOT项所属模块（预设）
        elfhash_sym_name; // GOT项符号名（ELFHASH）（预设）
        gotitem; // GOT项内容（运行实时计算）
        sym_addr; // 手动解析获取的符号虚拟地址（运行实时计算）
    }GOT;



02 LDPRELOAD_HOOK



>>>>

HOOK原理


我没有实际测试过这种HOOK，但可以想到，当导入了虚假的导入函数，GOT表项值会和真正的值不同。

和GOT_HOOK表现的结果差不多。

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检测手段


这样的话，检测LDPRELOAD_HOOK就类似检测GOT_HOOK。

可以使用检测GOT时的第一种硬编码方法，记录导入函数在导入SO中的偏移量然后加基址进行校验。

对于无法获取硬编码偏移量的系统库呢，比如导入了虚假的fopen什么的，
我觉得可以预设一个重点库重点函数名单，比如弄一个libc.so的IO之类的高频函数列表，手动算偏移来解决。


03 INLINE_HOOK



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HOOK原理


通过篡改函数的指令内容实现，应该是最为通用有效的HOOK手段，可以想到，通常的HOOK框架与工具，最后应该都会通过这种原理来实现。

去检测框架特征肯定不如检测INLINE_HOOK有效，就是搞起来会比较麻烦。

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检测手段


计算一份函数体的HASH，运行时/调用前/对被调函数做完整性校验。

原理并不复杂，但实际工程有很繁琐的问题，场景对灵活性要求很多。

例如：
A ： 怎么确定哪些函数需要做HASH检测？
（人为设定？静态分析？动态沙箱统计？）
C ： 什么时机做检测？如何在没有源代码的情况下插入检测代码，做到运行时每次调用前都会执行校验逻辑？
（ 方案：基于静态动态分析的结果进行HOOK？或者直接VMP？）
B ： 这些函数有的是非导出没有符号或是C++名称粉碎的，怎么获取它们的地址范围？
（ 方案：全部函数都计算HASH一把梭？）
D ：如何跟壳与进行结合？
（ 方案：例如VMP？）
E：  准备的函数HASH数据存储在哪？
（ 方案：把检测逻辑单独写成一个库，HASH数据也放库里？放在外部配置文件中？在被检测库开辟的BUFFER中？）
F：  系统库没法提前知道HASH，被INLINE_HOOK了怎么检测？
（ 方案：把导入库的libcso符号替换为自己静态编译的libc内容？预设一份高频系统库函数名单在函数体中查跳转特征？）
G：  被检测的库更新了怎么办？

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实现


基础的信息是函数所属库名称、函数的起始结束地址、函数得HASH值：

<br>
STRUCT FUNC{
    libname; // 所属模块（预设）
    head; // 函数起始偏移（预设）
    end; // 函数结束偏移（预设）
    filehash; // 函数哈希（预设）
    md_base; // 所属模块基址（运行时计算）
    addr; // 函数虚拟地址（运行时计算）
}FUNC;


04 异常HOOK



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HOOK原理


我没有实际测试过这种HOOK手段，不过看到异常HOOK也会篡改函数指令内容。

所以检测异常HOOK可以使用检测INLINE_HOOK的方式，应该是这样的。


05 依赖库篡改注入



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HOOK原理


修改ELF中的DYNAMIC结构，添加一个DT_NEEDED，从而增加额外的导入SO。

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检测手段


篡改内容的这种，都可以做完整性校验。

也是提前计算好SO的关键区段的HASH，运行时再次计算来对比，校验时机的问题，和INLINE_HOOK类似（感觉吧被注入这种事避免不了的，别人HOOK我的代码还能检测检测，别人想往进程里加载SO这个机会可太多了，不改ELF也有N种方法，没什么办法）。

这里还有说一些额外的内容，我们既然篡改DYNAMIC区段可以实现一些功能，类似的，其他区段是不是也有薄弱的地方，是不是也可以篡改它们实现某些功能？

有没有必要做一些校验和保护。


比如：

函数调用这个流程不仅有GOT表，还有PLT表，保护加固校验了GOT表和INLINE，那CRACKER从PLT表下手行不行？


HASH表也在函数调用流程中， CRACKER改一下HASH表是不是也能实现HOOK的功能？

INIT_ARRAY也在流程中，这块是不是也可以实现一些意想不到得功能？


REL表修改了是不是能凭空添加一个导入函数？

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实现


struct {
    SEC dynsym;
    SEC dynstr;
    SEC hash;
    SEC reldyn;
    SEC relplt;
    SEC plt;
    SEC arm_extab;
    SEC arm_exidx;
    SEC rodata;
}LOAD1;
struct {
    SEC fini_array;
    SEC init_array;
    SEC dynamic;
}LOAD2;<br>



06 LINKER_HOOK



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HOOK原理


我没有实际测试过这种HOOK手段，不过可以脑补一下，LINKER_HOOK能做什么，应该可以控制GOT表内容，可以添加与HOOK导入函数，还有一些dlopen()相关的事。

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检测手段


CRACKER要对LINKER动手脚，暂时我也没有想到什么好的办法。

对于GOT表相关的，还是通过保护GOT表的手段去做。dlopen()相关的工程能力强的话可以自己实现dlopen，在关键行为处使用，甚至替换掉哪些调用系统dlopen的部分。


07 UNICOR



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HOOK原理


效果像是HOOK了CPU一样， HOOK中的大杀器、杀手锏，神挡杀神，X谁谁发抖。


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检测手段


基本没有办法，不过可以思考，在工程上提高CRACKER使用UNICOR的复杂度、成本。


08 代码



https://github.com/acbocai/vergil

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形式


目前检测代码，写成了一个单独的SO库形式， 需要用户自己在关键逻辑处手动调用，测试可以检测到UNICOR以外的各种hook手段和工具。

需要说明的是，依赖的参数需要另行编写工具解析构造。（推荐使用IDAT脚本或LIEF库）

>>>>

接口


API只有一个，实现文中大部分功能。

声明为：

#pragma once
#include <stdint.h>
typedef struct ANTI_HOOK{
    uint32_t global_data[48000]; // 存储着检测hook所依赖的数据，这部分的构造搬到了客户端外，编译后来构造。(原因是减少hook检测的动作和痕迹)
}ANTI_HOOK;
 
extern "C" bool anti_hook(
        ANTI_HOOK* global, // anti_hook的参数
        bool is_close, // 调用完是否关闭初始化的资源
        uint32_t* arr_func, // 要检测的函数地址(数组)
        uint32_t count); // 数组元素个数


>>>>

逻辑


gothook部分逻辑为：通过解析文件实现mydlsym解析出符号地址与got表对比。

inlinehook部分逻辑为：用户传入想要检测inlinehook的函数地址size，
接着计算其运行时内存的哈希，最后与预设的哈希map进行查找比对。

（作者使用idat写了另一脚本工具，可识别出文件中所有有无符号的函数区间，项目可在作者github找到。）
https://bbs.pediy.com/thread-254386.htm

system lib的inlinehook部分逻辑为：预设一份libc.so的重点函数表，
初始化时计算其文件hash，后期调用时再计算内存hash与文件hash比对。

区段检测部分逻辑为：预设了所有可能被动手脚的区段的哈希，在运行时再次计算哈希进行校验，出于效率和隐蔽性考虑，使用了简易的字符串哈希方法，并且隔字节进行计算。

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补充


该库本身被HOOK、防绕过、调用检测的问题，是另一个问题，该项目不再展开涉及，可以选择与壳融合，或者静态编译libc方式解决等。

检测方法不唯一，应该会有更好的方式，但是作者没发现别人公开类似的工程，只能写一些自己目前想到的检测手段。

若有错误希望能指出，共同学习进步~




- End -







看雪ID：爱吃菠菜

https://bbs.pediy.com/user-760871.htm 


*本文由看雪论坛  爱吃菠菜 原创，转载请注明来自看雪社区







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