小X盾so加固分析与带壳修改程序
本帖最后由 BinCrack 于 2020-6-18 12:28 编辑事情是这样的，闲得没事做的时候在破解一个叫xxfix的apk，最近的版本so文件进行了单独加固，后来了解到作者使用了小x盾。虽然不脱壳也能有手段破解它，但为了让他感受一下江湖险恶，打算把他用的保护壳给日了。
1. so加固初探首先看一下官网对自己保护的介绍，知己知彼，百战不殆。
乍一看觉得还是很牛掰的，而且还是免费的。接下来我们就上传一个so进行加固，这些保护究竟是吹嘘的，还是真实存在的，又或者强度如何，我们一探究竟。
加固后，文件变大了许多，导出表成了一堆毫无意义的字符串，多了一些新的section，原始so的字符串基本上一个都搜不到。基本上可以确定原始so已经被整体加密，我们在IDA中看到的全是壳的代码。
2. 静态解密壳代码
JNI_OnLoad函数如上图所示，已经被加密了，那么程序必然会在更早的时机进行解密，例如init_array。分析发现第一个函数即为壳代码的解密函数，其中byte_767D8指向的数据刚好对应待解密数据的偏移长度以及解密用的key。
上图四段数据分别对应密钥长度，偏移地址，密文长度，key。其中偏移地址刚好就是main区段的地址，JNI_OnLoad刚好也在main。
继续分析发现壳会修改内存的属性，并且执行sub_111C8与sub_11244两个函数，不难发现二者对应RC4加密的rc4_init与rc4_crypt。接下来就能编写IDAPython脚本静态解密壳代码了。解密后的JNI_Onload如下。
3.用户so解密
虽然JNI_OnLoad解密出来了，但明显不是我自己写的。Sub_C974函数会读取一堆设备并上传到服务器，与so解密无关直接忽略。__cxa_cleanup_vir函数则尤为重要，第一个参数0x63698指向用户so密文，68482位密文长度。该函数进行了VM保护，为了更高效的分析程序，我们可以对指令进行trace。直接说答案了，用户so的解密用到的算法也是RC4，而且和前一个壳代码调用的是同一个函数（所以你懂的，直接在RC4解密处下断点就能拦截到壳与用户so两者的明文），只是用到的key是不同的，猜测key与VM的执行有关，所以没有深入研究来源。
用户so进行RC4解密后，还会进行zlib解压缩，随后得到的才是明文。如下图对比解密后的so与原始so发现某些固定的section数据是不同的（但是text，rodata段已经解密完成了，意味着我们可以随意篡改原始so代码和字符串），说明此时并没有完全脱壳。
4. 剩余section解密
调试发现程序不会在已有的解密数据上继续解密其余section，内存中在任何时机也不会存在一个完整的原始so，是专门防止内存dump设计的。注意到data段除了刚刚的密文还有一大堆数据没有使用，推测与剩下的section解密有关。
分析到上图位置，则为其余section解密阶段，算法就是异或固定的数据，不同的section异或的数据也是不同的。这里偷个懒就不截解密完成的图了，和原始so中数据是一样的，但section的位置是乱七八糟的，想要完美脱壳，必须解决其与原始so的映射关系。
5. 壳加载用户so
在一切解密工作完成后，壳就要将用户so加载到系统了。如上图就是完成加载依赖so库，执行原始so的init_array和JNI_OnLoad，这里就不深入探讨了。
6.带壳修改程序
分析至此，有两种方案可以用于攻击小X盾保护的应用。1. 带壳修改程序：我们在第三节里面得到了一个不完整的原始so，但足够去篡改代码段和字符串数据，只需要修改后按原流程逆过程加密回去即可。优点：分析成本较低，如同做手术一般，修改后的so依然是加固的状态，自带防御。缺点：IDA无法完美的静态分析不完整的so，意味着我们分析原始so逻辑只能靠动态调试，同时操作也较为繁琐。2. 完美脱壳SO：上文研究中，应该完全还原了原始so的数据，只是section的映射关系是乱的，将其修补回去即可完美脱壳。优点：完美脱壳优点太多缺点：分析成本较高，如果要实现静态脱壳，可能需要硬刚VM保护的代码。 为了偷懒，我使用了第一种方案，最后成功破解了xxfix。第二种方案则留给诸位大佬研究了。视频中通过脚本可以一键加解密，篡改代码后重打包完成静态带壳破解，视频演示链接：https://www.bilibili.com/video/BV1yp4y1D7Le/
7. 后记 小X盾官方吹嘘说的六种保护，在so中实际存在的只有 逻辑混淆和虚拟化保护。在运行时没发现任何反调试，篡改文件也能正常运行，也可以对so进行hook。至于独创VM引擎也不过是用在壳自己身上，而且关键的解密函数都是没有任何保护的。但作为一款免费的so加固产品，能做到如此强度，表示作者很良心了。
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