抖音資料採集Frida教程，Frida Java Hook 詳解：程式碼及示例（下）

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1.1 Java層攔截內部類函式

之前我們已經學習過了HOOK普通函式、方法過載、建構函式，現在來更深入的學習HOOK在Android逆向中，我們也會經常遇到在Java層的內部類。Java內部類函式，使得我們更難以分析程式碼。我們在這章節中對內部類進行一個基本瞭解和使用FRIDA對內部類進行鉤子攔截處理。什麼是內部類？所謂內部類就是在一個類內部進行其他類結構的巢狀操作，它的優點是內部類與外部類可以方便的訪問彼此的私有域（包括私有方法、私有屬性），所以Android

中有很多的地方都會使用到內部類，我們來見一個例子也是最直觀的，如下圖4-17。

圖4-17 User類中的clz類
在圖4-17中看到User類中嵌套了一個clz，這樣的操作也是屢見不鮮了。在frida中，我們可以使用$符號對起進行處理。首先開啟jadxgui軟體對程式碼進行反編譯，反編譯之後進入User類,下方會有一個smali的按鈕，點選smali則會進入smali程式碼，進入smali程式碼直接按ctrl+f區域性搜尋字串clz，因為clz是內部類的名稱，那麼就會搜到Lcom/roysue/roysueapplication/User\$clz;，我們將翻譯成java程式碼就是：com.roysue.roysueapplication.User\$clz，去掉第一個字串的L和/以及;就構成了內部類的具體類名了，見下圖4-18。

圖4-18 smali程式碼
經過上面的分析我們已經得知最重要的部分類的路徑：com.roysue.roysueapplication.User\$clz，現在來對內部類進行HOOK，現在開始編寫js指令碼。

1.1.1 攔截內部類函式程式碼示例

function hook_overload_3() {
    if(Java.available) {
        Java.perform(function () {
            console.log("start hook");
            //注意此處類的路徑填寫更改所分析的路徑
            var clz = Java.use('com.roysue.roysueapplication.User$clz');
            if(clz != undefined) {
                //這邊也是像正常的函式來hook即可
                clz.toString.implementation = function (){
                    console.log("成功hook clz類");
                    return this.toString();
                }
            } else {
                console.log("clz: undefined");
            }
            console.log("start end");
        });
    }
}
 

執行指令碼之後，我們可以看到控制也已經成功附加並且列印了成功hook clz類，這樣我們也能夠對Java層的內部類進行處理了。

[Google Pixel::com.roysue.roysueapplication]-> 成功hook clz類
成功hook clz類

1.2 Java層列舉所有的類並定位類

在前面我們學會了如何在java層的各種函式的HOOK操作了，現在開始學習列舉所有的類並定位類的騷套路了~，學習之前我們要了解API中的enumerateLoadedClasses方法，它是屬於Java物件中的一個方法。能夠列舉現在載入的所有類，enumerateLoadedClasses存在2個回撥函式，分別是onMatch：function(ClassName)：為每個載入的具有className的類呼叫，每個ClassName返回來的都是一個類名；和onComplete：function()：在列舉所有類列舉完之後回撥一次。

1.2.1 列舉所有的類並定位類程式碼示例

setTimeout(function (){
  Java.perform(function (){
    console.log("n[*] enumerating classes...");
    //Java物件的API enumerateLoadedClasses
    Java.enumerateLoadedClasses({
      //該回調函式中的_className引數就是類的名稱，每次回撥時都會返回一個類的名稱
      onMatch: function(_className){
        //在這裡將其輸出
        console.log("[*] found instance of '"+_className+"'");

        //如果只需要打印出com.roysue包下所有類把這段註釋即可，想列印其他的替換掉indexOf中引數即可定位到~
        //if(_className.toString().indexOf("com.roysue")!=-1)
        //{
        //    console.log("[*] found instance of '"+_className+"'");
        //}
      },
      onComplete: function(){
        //會在列舉類結束之後回撥一次此函式
        console.log("[*] class enuemration complete");
      }
    });
  });
});

當我們執行該指令碼時，注入目標程序之後會開始呼叫onMatch函式，每次呼叫都會列印一次類的名稱，當onMatch函式回撥完成之後會呼叫一次onComplete函式，最後會打印出class enuemration complete，見下圖。

圖4-19 列舉所有類

1.3 Java層列舉類的所有方法並定位方法

上文已經將類以及例項枚舉出來，接下來我們來列舉所有方法，列印指定類或者所有的類的內部方法名稱，主要核心功能是通過類的反射方法中的getDeclaredMethods(),該api屬於JAVAJDK中自帶的API，屬於java.lang.Class包中定義的函式。該方法獲取到類或介面宣告的所有方法，包括公共、保護、預設（包）訪問和私有方法，但不包括繼承的方法。當然也包括它所實現介面的方法。在Java中它是這樣定義的：public Method[] getDeclaredMethods()；其返回值是一個Method陣列，Method實際上就是一個方法名稱字串，當然也是一個物件陣列，然後我們將它打印出來。

1.3.1 列舉類的所有方法並定位方法程式碼示例

function enumMethods(targetClass)
{
    var hook = Java.use(targetClass);
    var ownMethods = hook.class.getDeclaredMethods();
    hook.$dispose;
    return ownMethods;
}

function hook_overload_5() {
    if(Java.available) {
        Java.perform(function () {
           var a = enumMethods("com.roysue.roysueapplication.User$clz")
           a.forEach(function(s) {
                console.log(s);
           });
        });
    }
}

我們先定義了一個enumMethods方法，其引數targetClass是類的路徑名稱，用於Java.use獲取類物件本身，獲取類物件之後再通過其.class.getDeclaredMethods()方法獲取目標類的所有方法名稱陣列，當呼叫完了getDeclaredMethods()方法之後再呼叫$dispose方法釋放目標類物件，返回目標類所有的方法名稱、返回型別以及函式的許可權，這是實現獲取方法名稱的核心方法，下面一個方法主要用於注入到目標程序中去執行邏輯程式碼，在hook_overload_5方法中先是使用了Java.perform方法，再在內部呼叫enumMethods方法獲取目標類的所有方法名稱、返回型別以及函式的許可權，返回的是一個Method陣列，通過forEach迭代器迴圈輸出陣列中的每一個值，因為其本身實際就是一個字串所以直接輸出就可以得到方法名稱，指令碼執行效果如下圖4-20。

圖4-20 指令碼執行後效果在圖4-17中clz只有一個toString方法，我們填入引數為com.roysue.roysueapplication.User$clz，就能夠定位到該類中所有的方法。

1.4 Java層攔截方法的所有方法過載

我們學會了列舉所有的類以及類的有方法之後，那我們還想知道如何獲取所有的方法過載函式，畢竟在Android反編譯的原始碼中方法過載不在少數，對此，一次性hook所有的方法過載是非常有必要的學習。我們已經知道在hook過載方法時需要寫overload('x')，也就是說我們需要構造一個過載的陣列，並把每一個過載都打印出來。

1.4.1 攔截方法的所有方法過載程式碼示例

function hook_overload_8() {
    if(Java.available) {
        Java.perform(function () {
            console.log("start hook");
            var targetMethod = 'add';
            var targetClass = 'com.roysue.roysueapplication.Ordinary_Class';
            var targetClassMethod = targetClass + '.' + targetMethod;
            //目標類
            var hook = Java.use(targetClass);
            //過載次數
            var overloadCount = hook[targetMethod].overloads.length;
            //列印日誌：追蹤的方法有多少個過載
            console.log("Tracing " + targetClassMethod + " [" + overloadCount + " overload(s)]");
            //每個過載都進入一次
            for (var i = 0; i < overloadCount; i++) {
                    //hook每一個過載
                    hook[targetMethod].overloads[i].implementation = function() {
                        console.warn("n*** entered " + targetClassMethod);
                        //可以列印每個過載的呼叫棧，對除錯有巨大的幫助，當然，資訊也很多，儘量不要列印，除非分析陷入僵局
                        Java.perform(function() {
                            var bt = Java.use("android.util.Log").getStackTraceString(Java.use("java.lang.Exception").$new());
                                console.log("nBacktrace:n" + bt);
                        });   
                        // 列印引數
                        if (arguments.length) console.log();
                        for (var j = 0; j < arguments.length; j++) {
                            console.log("arg[" + j + "]: " + arguments[j]);
                        }
                        //列印返回值
                        var retval = this[targetMethod].apply(this, arguments); // rare crash (Frida bug?)
                        console.log("nretval: " + retval);
                        console.warn("n*** exiting " + targetClassMethod);
                        return retval;
                    }
                }
            console.log("hook end");
        });
    }
}

1.4.2 攔截方法的所有方法過載程式碼示例詳解

上面這段程式碼可以打印出com.roysue.roysueapplication.Ordinary_Class類中add方法過載的個數以及hook該類中所有的方法過載函式，現在來剖析上面的程式碼為什麼可以對一個類中的所有的方法過載HOOK掛上鉤子。首先我們定義了三個變數分別是targetMethod、targetClass、targetClassMethod，這三個變數主要於定義方法的名稱、類名、以及類名+方法名的賦值，首先使用了Java.use獲取了目標類物件，再獲取過載的次數。這裡詳細說一下如何獲取的：var method_overload = cls[<func_name>].overloads[index];這句程式碼可以看出通過cls索引func_name到類中的方法，而後面寫到overloads[index]是指方法過載的第index個函式，大致意思就是返回了一個method物件的第index位置的函式。而在程式碼中寫道：var overloadCount = hook[targetMethod].overloads.length;，採取的方法是先獲取類中某個函式所有的方法過載個數。繼續往下走，開始迴圈方法過載的函式，剛剛開始迴圈時hook[targetMethod].overloads[i].implementation這句對每一個過載的函式進行HOOK。這裡也說一下Arguments:Arguments是js中的一個物件，js內的每個函式都會內建一個Arguments物件例項arguments，它引用著方法實參，呼叫其例項物件可以通過arguments[]下標的來引用實際元素，arguments.length為函式實參個數,arguments.callee引用函式自身。這就是為什麼在該段程式碼中並看不到arguments的定義卻能夠直接呼叫的原因，因為它是內建的一個物件。好了，講完了arguments咱們接著說，列印引數通過arguments.length來迴圈以及arguments[j]來獲取實際引數的元素。那現在來看apply，apply在js中是怎麼樣的存在，apply的含義是：應用某一物件的一個方法，用另一個物件替換當前物件，this[targetMethod].apply(this, arguments);這句程式碼簡言之就是執行了當前的overload方法。執行完當前的overload方法並且列印以及返回給真實呼叫的函式，這樣不會使程式錯誤。那麼最終執行效果見下圖4-21：

圖4-21 終端顯示
可以看到成功列印了add函式的方法過載的數量以及hook打印出來的引數值、返回值！

1.5 Java層攔截類的所有方法

學會了如何HOOK所有方法過載函式後，我們可以把之前學習的整合到一起，來hook指定類中的所有方法，也包括方法過載的函式。下面js中核心程式碼是利用過載函式的特點來HOOK全部的方法，普通的方法也是一個特殊方法過載，只是它只是一個方法而已，直接把它當作方法過載來HOOK就好了，打個比方正方形是特殊的長方形，而長方形是不是特殊的正方形。這個正方形是普通函式，而長方形是過載方法這樣大家應該很好理解了~在上一章節中已經知道了如何hook方法過載，只是方法名稱和類名是寫死的，只需要把成員的targetClass、targetMethod定義方法中的引數即可,在該例子中拿到指定類所有的所有方法名稱，更加靈活使用了，程式碼如下。

1.5.1 攔截類的所有方法程式碼示例

function traceClass(targetClass)
{
    //Java.use是新建一個物件哈，大家還記得麼？
    var hook = Java.use(targetClass);
    //利用反射的方式，拿到當前類的所有方法
    var methods = hook.class.getDeclaredMethods();
    //建完物件之後記得將物件釋放掉哈
    hook.$dispose;
    //將方法名儲存到陣列中
    var parsedMethods = [];
    methods.forEach(function(method) {
        //通過getName()方法獲取函式名稱
        parsedMethods.push(method.getName());
    });
    //去掉一些重複的值
    var targets = uniqBy(parsedMethods, JSON.stringify);
    //對陣列中所有的方法進行hook
    targets.forEach(function(targetMethod) {
        traceMethod(targetClass + "." + targetMethod);
    });
}
function hook_overload_9() {
    if(Java.available) {
        Java.perform(function () {
            console.log("start hook");
            traceClass("com.roysue.roysueapplication.Ordinary_Class");
            console.log("hook end");
        });
    }
}
s1etImmediate(hook_overload_9);

執行指令碼效果可以看到，hook到了com.roysue.roysueapplication.Ordinary_Class類中所有的函式，在執行其被hook攔截的方法時候，也打印出了每個方法相應的的引數以及返回值，見下圖4-22。

圖4-22 終端執行顯示效果

1.6 Java層攔截類的所有子類

這裡的核心功能也用到了上一小章節中定義的traceClass函式，該函式只需要傳入一個class路徑即可對class中的函式完成注入hook。那麼在本小章節來hook掉所有類的子類，使我們的指令碼更加的靈活方便。通過之前的學習我們已經知道enumerateLoadedClasses這個api可以列舉所有的類，用它來獲取所有的類然後再呼叫traceClass函式就可以對所有類的子進行全面的hook。但是一般不會hook所有的函式，因為AndroidAPI函式實在太多了，在這裡我們需要匹配自己需要hook的類即可，程式碼如下。

//列舉所有已經載入的類
Java.enumerateLoadedClasses({
    onMatch: function(aClass) {
        //迭代和判斷
        if (aClass.match(pattern)) {
            //做一些更多的判斷，適配更多的pattern
            var className = aClass.match(/[L]?(.*);?/)[1].replace(///g, ".");
            //進入到traceClass裡去
            traceClass(className);
        }
    },
    onComplete: function() {}
});

1.7 RPC遠端呼叫Java層函式

在FRIDA中，不但提供很完善的HOOK機制，並且還提供rpc介面。可以匯出某一個指定的函式，實現在python層對其隨意的呼叫，而且是隨時隨地想呼叫就呼叫，極其方便，因為是在供給外部的python，這使得rpc提供的介面可以與python完成一些很奇妙的操作，這些匯出的函式可以是任意的java內部的類的方法，呼叫我們自己想要的物件和特定的方法。那我們開始動手吧，現在我們來通過RPC的匯出功能將圖4-9中的add方法供給外部呼叫，開始編寫rpc_demo.py檔案，這次是python檔案了哦~不是js檔案了

1.7.1 rpc匯出Java層函式程式碼示例

import codecs
import frida
from time import sleep

# 附加程序名稱為：com.roysue.roysueapplication
session = frida.get_remote_device().attach('com.roysue.roysueapplication')

# 這是需要執行的js指令碼，rpc需要在js中定義
source = """
    //定義RPC
    rpc.exports = {
        //這裡定義了一個給外部呼叫的方法：sms
        sms: function () {
            var result = "";
            //嵌入HOOK程式碼
            Java.perform(function () {
                //拿到class類
                var Ordinary_Class = Java.use("com.roysue.roysueapplication.Ordinary_Class");
                //最終rpc的sms方法會返回add(1,3)的結果！
                result = Ordinary_Class.add(1,3);
             });
            return result;
        },
    };
"""

# 建立js指令碼
script = session.create_script(source)
script.load()

# 這裡可以直接呼叫java中的函式
rpc = script.exports
# 在這裡也就是python下直接通過rpc呼叫sms()方法
print(rpc.sms())
sleep(1)

session.detach()

當我們執行python rpc_demo.py時先會建立指令碼並且注入到目標程序，在上面的source實際上就是js邏輯程式碼了。在js程式碼內我們定義了rpc可以給python呼叫的sms函式，而sms函式內部巢狀呼叫Java.perform再對需要拿到的函式的類進行主動呼叫，把最終的結果返回作為sms的返回值，當我們在python層時候可以任意呼叫sms中的原型add方法~

1.8 綜合案例一：在安卓8.1上dump藍芽介面和例項

一個比較好的綜合案例 ：dump藍芽資訊的“加強版”——BlueCrawl。

VERSION="1.0.0"
setTimeout(function(){
    Java.perform(function(){
        Java.enumerateLoadedClasses({
                onMatch: function(instance){
                    if (instance.split(".")[1] == "bluetooth"){
                        console.log("[->]t"+lightBlueCursor()+instance+closeCursor());
                    }
                },
                onComplete: function() {}
            });

        Java.choose("android.bluetooth.BluetoothGattServer",{
                onMatch: function (instance){
                    ...
                onComplete: function() { console.log("[*] -----");}
            });

        Java.choose("android.bluetooth.BluetoothGattService",{
                onMatch: function (instance){
                    ...
                onComplete: function() { console.log("[*] -----");}
            });

         Java.choose("android.bluetooth.BluetoothSocket",{
                onMatch: function (instance){
                    ...
                onComplete: function() { console.log("[*] -----");}
            });

          Java.choose("android.bluetooth.BluetoothServerSocket",{
                onMatch: function (instance){
                    ...
                onComplete: function() { console.log("[*] -----");}
            });

          Java.choose("android.bluetooth.BluetoothDevice",{
                onMatch: function (instance){
                    ...
                onComplete: function() { console.log("[*] -----");}
            });
    });
},0);

該指令碼首先枚舉了很多藍芽相關的類，然後choose了很多類，包括藍芽介面資訊以及藍芽服務介面物件等，還載入了記憶體中已經分配好的藍芽裝置物件，也就是上文我們已經演示的資訊。我們可以用這個指令碼來“檢視”App載入了哪些藍芽的介面，App是否正在查詢藍芽裝置、或者是否竊取藍芽裝置資訊等。在電腦上執行命令：$ frida -U -l bluecrawl-1.0.0.js com.android.bluetooth執行該指令碼時會詳細列印所有藍芽介面資訊以及服務介面物件~~

1.9 綜合案例二：動靜態結合逆向WhatsApp

我們來試下它的幾個主要的功能，首先是本地庫的匯出函式。

setTimeout(function() {
    Java.perform(function() {
        trace("exports:*!open*");
        //trace("exports:*!write*");
        //trace("exports:*!malloc*");
        //trace("exports:*!free*");
    });
}, 0);

我們hook的是open()函式，跑起來看下效果：

$ frida -U -f com.whatsapp -l raptor_frida_android_trace_fixed.js --no-pause

如圖所示*!open*根據正則匹配到了openlog、open64等匯出函式，並hook了所有這些函式，打印出了其引數以及返回值。接下來想要看哪個部分，只要扔到jadx裡，靜態“分析”一番，自己隨便翻翻，或者根據字串搜一搜。比如說我們想要看上圖中的com.whatsapp.app.protocol包裡的內容，就可以設定trace("com.whatsapp.app.protocol")。可以看到包內的函式、方法、包括過載、引數以及返回值全都列印了出來。這就是frida指令碼的魅力。當然，指令碼終歸只是一個工具，你對Java、安卓App的理解，和你的創意才是至關重要的。接下來可以搭配Xposed module看看別人都給whatsapp做了哪些模組，hook的哪些函式，實現了哪些功能，學習自己寫一寫。

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