移植Youpk到Aosp10上
参考文章：
https://github.com/jitcor/Youpk8
https://github.com/Youlor/Youpk
https://bbs.kanxue.com/thread-271358-1.htm#msg_header_h3_0
https://www.jianshu.com/p/18ff0b8e0b01
Fart脱壳王课程
更新说明：
本文章会定时更新，有问题直接向我提问，我会补充到文章里
同时我会在完善编译的所有流程（为小白铺路）
并完善移植原理的解读（为想要了解原理的大佬解答）
同时我会完善我如何从aosp8移植到10的过程，如何去寻找变更api（授人以渔，大家学会可以自行把我目前的移植到aosp12）
实时更新地址：
https://fortunate-decimal-730.notion.site/Youpk-Aosp10-ead82bb5990c4574a9fc0e5d899beaa1?pvs=4
前言：
Youpk是一个很强大的框架，他的模块化组织形式非常新颖，但是随着安卓系统的不断更新，移植难度也非常大，由于使用了大量的api，导致移植有一定的难度，与fart相比，模块化的插桩更加优雅。
已经有大佬做了fart10的移植(见参考文章3），我这里就不和他重复了，来尝试下youpk的移植，并去除特征指纹。
测试设备：pixel1
aosp移植版本：aosp10.0.0_r2（本来想移植fartext，失败了）
（aosp11与10的api相关类似，可以自己尝试）
移植前需要注意的
1.需要你有基础的aosp编译修改经验，简单修改能编译成功
- 需要有趁手的ide修改经验 我使用的是android studio（调试java层） clion（调试native层）
- 可能你移植全部完成以后，还是过不去企业壳，但是你能了解基本的art修改思想
- 如果你准备好开始，检测你的内存和硬盘 内存推荐大于32G（ide要占用10+10左右）
硬盘需要大于1TB 我是32G+2TB 编译体验非常差 有条件推荐上4TB+64G
如何开启clion和android studio导入项目源码：
编译的时候要注意repo的python版本，最好大于3.7 如果在低版本ubuntu系统，需要自己编译python
repo fatal: error unknown url type: https
原因：python没有设置ssl
./configure --prefix=/usr/local/python3 --with-ssl
解决文档：
解决：在编译的时候配置ssl
找到一个趁手的编译环境+IDE环境是成功编译的第一步骤
开始初步移植 JAVA层
由于7.1→8.0→10.0有多版本跨度，我们选择youpk8的源码进行移植，来减少api差异
第一步，导入unpacker类到
这里我们可以第一步去除指纹，修改包名
我这里的包名是com.jiqiu
package com.jiqiu;import android.app.ActivityThread;import android.os.Looper;import java.io.BufferedReader;import java.io.FileReader;import java.io.File;
public class Unpacker {
// public static String UNPACK_CONFIG ="/data/local/tmp/unpacker.config";
// 去指纹位置2，修改配置名文件，不一定需要config尾缀
public static String UNPACK_CONFIG ="/data/local/tmp/gagaga";
public static int UNPACK_INTERVAL =10 * 1000;
public static Thread unpackerThread = null;
public static boolean shouldUnpack(){
boolean should_unpack =false;
String processName = ActivityThread.currentProcessName();
BufferedReader br = null;
try {
br = new BufferedReader(new FileReader(UNPACK_CONFIG));
String line;while((line = br.readLine())!= null){if(line.equals(processName)){
should_unpack =true;break;}}
br.close();}
catch (Exception ignored){}return should_unpack;}
public static void unpack(){if(Unpacker.unpackerThread != null){return;}if(!shouldUnpack()){return;}
//开启线程调用
Unpacker.unpackerThread = new Thread(){
@Override public void run(){while(true){
try {
Thread.sleep(UNPACK_INTERVAL);}
catch (InterruptedException e){
e.printStackTrace();}
Unpacker.unpackNative();}}};
Unpacker.unpackerThread.start();}
public static native void unpackNative();}
类名也完全可以修改，在修改后要在
这个文件里加上自己的包名，否则编译不过
比如我打的包名是com.jiqiu
在里面就是
之后进入
core/java/android/app/ActivityThread.java
导入自己的包名
在app启动后，注入自己的脱壳线程
注意：如果你修改了类名，这里的导入和调用也需要修改
NATIVE层移植
想比于fart，youpk的主动调用部分在native层实现，java层仅仅是启动一个线程 启动native函数
第一步修改dexopt.cc 路径如上
--- a/dex2oat/dex2oat.cc
+++ b/dex2oat/dex2oat.cc
@@ -1036,6 +1036,8 @@ class Dex2Oat final {
CompilerFilter::NameOfFilter(compiler_options_->GetCompilerFilter()));
key_value_store_->Put(OatHeader::kConcurrentCopying,
kUseReadBarrier ? OatHeader::kTrueValue : OatHeader::kFalseValue);
+
+
if(invocation_file_.get()!= -1){
std::ostringstream oss;for(int i =0; i < argc; ++i){
@@ -1089,7 +1091,23 @@ class Dex2Oat final {
*out =true;}}
-
+ //patch by Youlor
+ //++++++++++++++++++++++++++++
+ const char* UNPACK_CONFIG ="/data/local/tmp/gagaga";
+ bool ShouldUnpack(){
+ std::ifstream config(UNPACK_CONFIG);
+ std::string line;
+ if(config){
+ while(std::getline(config, line)){
+ std::string package_name = line.substr(0, line.find(':'));
+ if(oat_location_.find(package_name)!= std::string::npos){
+ returntrue;
+ }
+ }
+ }
+ returnfalse;
+ }
+ //++++++++++++++++++++++++++++
// Parse the arguments from the command line. In case of an unrecognized option or impossible
// values/combinations, a usage error will be displayed and exit() is called. Thus, if the method
// returns, arguments have been successfully parsed.
@@ -1240,7 +1258,14 @@ class Dex2Oat final {
ProcessOptions(parser_options.get());
// Insert some compiler things.
+
InsertCompileOptions(argc, argv);
+ //patch by Youlor
+ //++++++++++++++++++++++++++++
+ if(ShouldUnpack()){
+ compiler_options_->SetCompilerFilter(CompilerFilter::kVerify);
+ }
+ //++++++++++++++++++++++++++++
}
注意，这里的config路径一定要与java层设置的一致，见去指纹2
const char* UNPACK_CONFIG = “/data/local/tmp/gagaga”;
拷贝youpk项目到art/runtime目录下
并且修改Android.bp
添加目标编译文件
添加编译文件后我们就可以初步处理youpk的所有不兼容api，附件提供了修改前后的youpk文件夹，在数十次的编译中，已经修改成安卓系统最新支持api
在新版系统编译，这个宏定义视为不安全，直接使用math库的同名函数即可过编译，记得注释原来的
在新版系统中，dex相关库文件移动到了libdexfile文件夹下，我们只需改动libdexfile/Android.bp
导出其依赖的库，并按新版文件调用，即可解决依赖问题
// Check whether the oat output files are writable, and open them for later. Also open a swap
diff--git a/libdexfile/Android.bp b/libdexfile/Android.bp
index 30d1bcd..2ff2f10 100644
--- a/libdexfile/Android.bp
+++ b/libdexfile/Android.bp
@@ -95,7 +95,7 @@ cc_defaults {},
},
generated_sources: ["dexfile_operator_srcs"],
- export_include_dirs: ["."],
+ export_include_dirs: [".","dex"],
}
globals位置发生改变
#include "base/globals.h”
mirror::Class*指针修改为ObjPtrmirror::Class
setstatus的状态码发生改变 mirror::Class::kStatusInitialized变为ClassStatus::kInitialized
删除size_t Unpacker::getCodeItemSize(ArtMethod* method)方法 新版有api可以直接实现
uint32_t code_item_size = method->GetDexFile()->GetCodeItemSize(*code_item);
可以直接获取到codeitem的size 省去了上面的函数
method->GetCodeItem()->insns_;
新版本的codeitem没有insns_属性，需要迭代器访问
见参考文章4
修改为 const uint16_t* const insns = CodeItemInstructionAccessor(*method->GetDexFile(),method->GetCodeItem()).Insns();即可编译通过
最后修改注册函数
REGISTER_NATIVE_METHODS(“com/jiqiu/Unpacker”);
包名和类名修改过的可以去修改下
art各生命周期函数插桩
artmethod.cc注册函数
--- a/runtime/runtime.cc
+++ b/runtime/runtime.cc
@@ -15,7 +15,9 @@
*/
#include "runtime.h"
-
+//add
+#include "unpacker/unpacker.h"
+//addend
// sys/mount.h has to come before linux/fs.h due to redefinition of MS_RDONLY, MS_BIND, etc
#include <sys/mount.h>#ifdef __linux__
@@ -1907,6 +1909,10 @@ void Runtime::RegisterRuntimeNativeMethods(JNIEnv* env){
register_org_apache_harmony_dalvik_ddmc_DdmServer(env);
register_org_apache_harmony_dalvik_ddmc_DdmVmInternal(env);
register_sun_misc_Unsafe(env);
+
+ //add
+ Unpacker::register_cn_youlor_Unpacker(env);
+ //addend
}
std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const DeoptimizationKind& kind){
修改art/runtime下的Android.bp 使其走向选择分支解释模式
--- a/runtime/Android.bp
+++ b/runtime/Android.bp
@@ -350,6 +352,9 @@ libart_cc_defaults {
// ART is allowed to link to libicuuc directly
// since they are in the same module
"-DANDROID_LINK_SHARED_ICU4C",
+ "-Wno-error",
+ "-DART_USE_CXX_INTERPRETER=1",
],
},
class_linker.h增加友元函数，使其可以访问内部的dex缓存字段
--- a/runtime/class_linker.h
+++ b/runtime/class_linker.h
@@ -1385,6 +1385,9 @@ class ClassLinker {
class FindVirtualMethodHolderVisitor;
friend class AppImageLoadingHelper;
+ //add
+ friend class Unpacker;
+ //addend
friend class ImageDumper; // for DexLock
friend struct linker::CompilationHelper; // For Compile in ImageTest.
friend class linker::ImageWriter; // for GetClassRoots
diff--git a/runtime/interpreter/interpreter_switch_impl-inl.h b/runtime/interpreter/interpreter_switch_impl-inl.h
index 36cfee4..b6e5ff6 100644
修改artmethod 增加判断分支（这里和youpk原版移植方式一样）
diff--git a/runtime/art_method.cc b/runtime/art_method.cc
index 0890da8..2cd96d2 100644
--- a/runtime/art_method.cc
+++ b/runtime/art_method.cc
@@ -50,7 +50,9 @@
#include "runtime_callbacks.h"#include "scoped_thread_state_change-inl.h"#include "vdex_file.h"
-
+//add
+#include "unpacker/unpacker.h"
+//addend
namespace art {
using android::base::StringPrintf;
@@ -322,13 +324,28 @@ void ArtMethod::Invoke(Thread* self, uint32_t* args, uint32_t args_size, JValue*
// If the runtime is not yet started or it is required by the debugger, then perform the
// Invocation by the interpreter, explicitly forcing interpretation over JIT to prevent
// cycling around the various JIT/Interpreter methods that handle method invocation.
- if(UNLIKELY(!runtime->IsStarted()||
- (self->IsForceInterpreter()&&!IsNative()&&!IsProxyMethod()&& IsInvokable())||
- Dbg::IsForcedInterpreterNeededForCalling(self, this))){
+
+// if(UNLIKELY(!runtime->IsStarted()||
+// (self->IsForceInterpreter()&&!IsNative()&&!IsProxyMethod()&& IsInvokable())||
+// Dbg::IsForcedInterpreterNeededForCalling(self, this))){
+//add
+ if(UNLIKELY(!runtime->IsStarted()|| Dbg::IsForcedInterpreterNeededForCalling(self, this)
+ ||(Unpacker::isFakeInvoke(self, this)&&!this->IsNative()))){
+
+ //addend
if(IsStatic()){
art::interpreter::EnterInterpreterFromInvoke(
self, this, nullptr, args, result, /*stay_in_interpreter=*/ true);}else{
+ //patch by Youlor
+ //++++++++++++++++++++++++++++
+ //如果是主动调用fake invoke并且是native方法则不执行
+ if(Unpacker::isFakeInvoke(self, this)&& this->IsNative()){
+ // Pop transition.
+ self->PopManagedStackFragment(fragment);
+ return;
+ }
+ //++++++++++++++++++++++++++++
mirror::Object* receiver =
reinterpret_cast<StackReference<mirror::Object>*>(&args[0])->AsMirrorPtr();
art::interpreter::EnterInterpreterFromInvoke(diff--git a/runtime/class_linker.h b/runtime/class_linker.h
解释器分支移植
a/runtime/interpreter/interpreter_switch_impl-inl.h
注意这个不是在cpp中实现了，在interpreter_switch_impl-inl.h头中实现
而且youpk插桩的宏定义在aosp10中改为了函数判断，无法在函数中插桩
只需要在相应位置插桩即可解决（已给出patch）
--- a/runtime/interpreter/interpreter_switch_impl-inl.h
+++ b/runtime/interpreter/interpreter_switch_impl-inl.h
@@ -18,7 +18,9 @@
#define ART_RUNTIME_INTERPRETER_INTERPRETER_SWITCH_IMPL_INL_H_#include "interpreter_switch_impl.h"
-
+//add
+#include "unpacker/unpacker.h"
+//addend
#include "base/enums.h"#include "base/globals.h"#include "base/memory_tool.h"
@@ -225,6 +227,7 @@ class InstructionHandler {if(!CheckForceReturn()){returnfalse;}
+
if(UNLIKELY(instrumentation->HasDexPcListeners())){
uint8_t opcode = inst->Opcode(inst_data);
bool is_move_result_object =(opcode == Instruction::MOVE_RESULT_OBJECT);
@@ -243,6 +246,8 @@ class InstructionHandler {returnfalse;}}
+
+ //addend
returntrue;}
@@ -2643,12 +2648,25 @@ ATTRIBUTE_NO_SANITIZE_ADDRESS void ExecuteSwitchImplCpp(SwitchImplContext* ctx)<<"Entered interpreter from invoke without retry instruction being handled!";
bool const interpret_one_instruction = ctx->interpret_one_instruction;
+
+ //add
+ int inst_count=-1;
+ //addend
while(true){
dex_pc = inst->GetDexPc(insns);
shadow_frame.SetDexPC(dex_pc);
TraceExecution(shadow_frame, inst, dex_pc);
inst_data = inst->Fetch16(0);{
+ //add
+ inst_count++;\
+ bool dumped = Unpacker::beforeInstructionExecute(self, shadow_frame.GetMethod(), \
+ dex_pc, inst_count);\
+
+ if(dumped){
+ return;
+ }
+ //addend
bool exit_loop =false;
InstructionHandler<do_access_check, transaction_active> handler(
ctx, instrumentation, self, shadow_frame, dex_pc, inst, inst_data, exit_loop);
@@ -2662,6 +2680,7 @@ ATTRIBUTE_NO_SANITIZE_ADDRESS void ExecuteSwitchImplCpp(SwitchImplContext* ctx)continue;}}
+
switch (inst->Opcode(inst_data)){#define OPCODE_CASE(OPCODE, OPCODE_NAME, pname, f, i, a, e, v) \case OPCODE: {\
@@ -2681,6 +2700,13 @@ DEX_INSTRUCTION_LIST(OPCODE_CASE)if(UNLIKELY(interpret_one_instruction)){break;}
+ //patch by Youlor
+ //++++++++++++++++++++++++++++
+ bool dumped = Unpacker::afterInstructionExecute(self, shadow_frame.GetMethod(), dex_pc, inst_count);
+ if(dumped){
+ return;
+ }
+ //++++++++++++++++++++++++++++
}
// Record where we stopped.
shadow_frame.SetDexPC(inst->GetDexPc(insns));diff--git a/runtime/runtime.cc b/runtime/runtime.cc
index 51a40e7..275324c 100644
成品测试
关于Youpk与FART检测的思路
youpk独特检测思路
- 由于作者指定了特定名称的包名，所以可以通过反射的方法来检测是否存在这个类，如果存在，则判断为脱壳机环境（在系统的类里面，可以使用hideapi来绕过反射限制）
https://github.com/LSPosed/AndroidHiddenApiBypass
- 由于作者独特的包名过滤机制，需要配置特定名字的config在data/local/tmp下 其他app可扫描这个目录下的config，来判断脱壳环境
解决方法：
换一个注册的名字，可以选定一些厂商的特殊包名注册，如xiaomi meizu huawei等特殊包名
修改config名字或落地地方挑选app不可达路径（之后会集中讨论）
fart8独特检测思路
DexFIile静态注册了一个函数，作为与native桥接的函数，由于比较独特，直接可以通过反射调用，甚至可以做进一步下沉，在libart.so的导出表中发现这个函数
在ActivityThred中出现了很多工具类函数，可以反射调用检测，以及在art_method中有额外的导出函数，可以通过扫描libart.so的导出表来扫描制定名字
解决方法：
- 学习youpk，将逻辑打包到一个包里，进行插桩复用
- 进行api复用（fart10已经做到），将必要的逻辑实现在系统api里，通过参数判断是否返回
共同监测点
文件落地的检测，比如fart选择落地在sdcard下的文件夹，厂商可以选择对sdcard做扫描，来判断该机器是否是脱壳机，以及自己私有目录下异常文件的扫描（以及user落地后无法提取）
难点：
权限的申请（脱壳机一般都有）
用户隐私的保护 （厂商一般不管）
解决办法：
修改系统selinux，注册全新的selinux标签，编写系统应用，进行文件的存储和获取（小肩膀沙盒定制思路）
注册系统服务，app通过调用，存储到/system 目录下
以上两种方法均可进行dex和config文件的落地
导出函数的名字，以及导出函数数量的api的检测
难点：
各大厂商对于rom均有定制，libart.so数量均不一致
无法太大的做到导出函数数量的特征（这个是真的致命打击）
解决办法：
建立机型库，对机型的各个文件进行模型建立，检测是否为异常libart，判断是否为异常机型
aosp的检测 以及机型的检测
脱壳机一般使用pixel以及nexus等机型做定制rom，可以针对这些机型做风控（误杀率高）
所以可以对aosp的定制进行检测，对aosp的指纹进行检测（目前大部分脱壳机过不去企业壳都折在了这里）
解决办法：
使用开源的lineageos 以及pixel experience系统进行定制，这些系统都已经去除了很多aosp的特征
（除非日后国内哪家厂商开源了他们的操作系统）
使用支持这些rom的手机进行定制，这里我强烈推荐一加手机，简直无敌 随便刷随便解锁 还能9008救砖（比某xel6代好太多了）
附件： 提供下载
unpacker修改前.zip
unpacker修改后.zip
移植后的unpcker模块
所有patch：
Untitled
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