iOS非越狱环境应用插件开发流程

  • class-dump (获取已脱壳应用的头文件)
  • ida (反汇编得到方法的具体实现)
  • Cycript (动态调试获得更多信息)
  • CaptainHook (替换已有方法的实现)
  • yololib (在可执行文件中注入动态库)
  • iOSOpenDev (在 XCode 中生成动态库)

定位目标函数

在掌握上文所述工具后,就可以着手进行插件的开发。首先应该思考插件要实现的需求,找到相关的视图和控制器。第一步可以先使用 class-dump 分析已砸壳的 APP,class-dump 可以根据 Mach-O 文件中的符号表( symbol table )分析出所有的类名和方法声明。

~ » ./class-dump -H -o /header/path WeChat

在导出头文件之后,将这些头文件拉到一个 XCode 工程中,方便后续的查找。
有了头文件后,要锁定到相关界面的控制器类。借助 OpenSSH 用 Mac 连接越狱 iPhone,利用 Cycript 注入进程,调用方法[[UIApp keyWindow] recursiveDescription]得到当前视图的层次结构,拿到某视图的地址后重复调用[#0x2b2b2b00 nextResponder]方法,会最终得到该界面的控制器类。
至此,一般有两个切入点继续来进行逆向分析。

  1. 如果我们想 Hook 的操作是界面上某个视图的 touch 事件触发的,定位到该动作一般有两种手段:

    • 用 Cycript 找到相关按钮,调用[button allTargets]可以得到 Targets 地址,[button actionsForTarget: Targets forControlEvent: [button allControlEvents]]可以得到相应的动作方法。

    • 用 logify.pl 生成一个该控制器类的 tweak,它可以跟踪指定类中所有函数的调用情况。

      插件编写过程中可能会用到该控制器的数据源。可以从该控制器类的成员变量列表中分析得到数据源,也可以根据某些视图(如 TableView )的数据源代理方法分析得到。有了数据源,才能得到有关该控制器的更丰富的信息。

  2. 简单的插件可能只用 Cycript 就能锁定目标进行 Hook,但是很多情况下目标函数带有多个参数,逻辑较为复杂,如果想知道它的内部实现的细节,必须借助静态分析神器 IDA ----它可以将 Objective-C 编写的代码反编译成汇编代码,功能的实现细节将一览无余。在分析反汇编结果时,由于 Objective-C 的消息传递特性,一般消息的发送其实是调用了objc_msgSend这个函数。只需要牢记objc_msgSend各个参数的含义及 ARM 架构的调用惯例,即可顺利从汇编代码完成对函数调用的复原。调用惯例是函数的前四个参数使用 R0-R3 通用寄存器进行传递,更多的参数会被压人栈中,返回值存储在R0寄存器中。那么[aObject aMessage: arg1];对应着objc_msgSend(aObject, aMessage, arg1);,R0 存放消息的接收者地址,R1 存放 selector,R2 存放第一个参数地址。更多参数的消息格式如下:

    objc_msgSend(R0, R1, R2, R3, *SP, *(SP + sizeOfLastArg), …)

    通过上述格式,能把某函数中的逻辑一步步解析出来。这里如果再辅以 LLDB 的动态单步调试,在某句汇编语句的地址下断点跟踪调试,有助于理解功能实现的细节。

Hook 目标函数      

Hook 目标函数有很多种方案,但原理上都是基于 Objective-C 的动态特性进行 Method Swizzling 来替换原有的实现。本次将详细介绍 CaptainHook 库的使用方法。这个库是基于 Cydia Substrate 中的 MSHookMessageEx()来实现的,该函数的声明为:

void MSHookMessageEx(Class _class, SEL message, IMP hook, IMP *old);

在 iOSOpenDev 安装完成后,即可使用 CaptainHook Tweak 模板创建一个工程。 CaptainHook 库引入了一系列编写 Hook 函数的新语法。首先要在CHConstructor()中加载要 Hook 的函数所在的类,如CHLoadLateClass(UIView)。然后再注册要 Hook 的函数CHHook(argNumber, className, arg1, arg2)CHConstructor的宏定义如下:

#define CHConcat(a, b) CHConcat_(a, b)
#define CHConstructor static __attribute__((constructor)) void CHConcat(CHConstructor, __LINE__)()

__attribute__((constructor))后的内容能保证在 dylib 加载时运行,一般是在程序启动的时刻。类似地,其他符号的引入也是通过宏定义的方法。
再介绍一下如何用 CaptainHook 声明 Hook 函数并实现,直接上代码。

CHDeclareClass(BXViewController);

CHOptimizedMethod(0, self, void, BXViewController, viewDidLoad) {
    CHSuper(0, BXViewController, viewDidLoad);
    /* HERE TO WRITE YOUR CODE */
}

CHDeclareMethod0(void, BXViewController, addFriends) {
    /* HERE TO WRITE YOUR CODE */
}

编写完成后,连接手头的 iPhone 进行编译,确保生成对应架构的动态库。

插入动态库        

借助工具 yololib 将编译好的 dylib 文件注入到 Mach-O 可执行文件的 Load Commands 列表中。

~ » ./yololib [binary] [dylib file]

Mach-O 文件的结构主要包括三大部分。最前端的部分是 Header 结构体,保存了 Mach-O 的平台类型、文件类型、 LoadCommands 数目等信息;紧跟着 Header 的是 Load Commands 部分,通过解析这一部分可以确定文件的逻辑结构和它在虚拟内存中的布局。 yololib 工具正是改变 Load Commands 部分的信息来对 dylib 进行加载。具体的实现过程分步如下:

  • 因为 Load Commands 信息的改变,对应的 Header 结构体中 ncmds 和 sizeofcmds 都将发生改变,所以要先对 Header 进行修改:

    // 取出 Header
    fseek(newFile, top, SEEK_SET);
    struct mach_header mach;
    
    fread(&mach, sizeof(struct mach_header), 1, newFile);
    
    NSData* data = [DYLIB_PATH dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];
    
    // 计算 dylib 的大小
    uint32_t dylib_size = (uint32_t)[data length] + sizeof(struct dylib_command);
    dylib_size += sizeof(long) - (dylib_size % sizeof(long));    
    
    // 修改 cmds 和 sizeofcmds
    mach.ncmds += 1;
    uint32_t sizeofcmds = mach.sizeofcmds;
    mach.sizeofcmds += dylib_size;
    
    // 写回修改后的 Header
    fseek(newFile, -sizeof(struct mach_header), SEEK_CUR);
    fwrite(&mach, sizeof(struct mach_header), 1, newFile);
  • 接着改变 Load Commands 部分,添加 dylib 的加载信息:

     fseek(newFile, sizeofcmds, SEEK_CUR);
    
    // 创建一个 dylib 类型的 command
    struct dylib_command dyld;
    fread(&dyld, sizeof(struct dylib_command), 1, newFile);
    
    // 修改 dyld 结构体数据
    dyld.cmd = LC_LOAD_DYLIB;
    dyld.cmdsize = dylib_size;
    dyld.dylib.compatibility_version = DYLIB_COMPATIBILITY_VERSION;
    dyld.dylib.current_version = DYLIB_CURRENT_VER;
    dyld.dylib.timestamp = 2;
    dyld.dylib.name.offset = sizeof(struct dylib_command);
    
    // 写回修改
    fseek(newFile, -sizeof(struct dylib_command), SEEK_CUR);
    
    fwrite(&dyld, sizeof(struct dylib_command), 1, newFile);
  • 最后写入 dylib 的数据。

    fwrite([data bytes], [data length], 1, newFile);

APP 重签名      

codesign命令重签名生成的动态库和 APP 中所有的可执行文件(包括 Plugin 文件夹中的 APP Extension),用xcrun -sdk iphoneos PackageApplication -v命令将动态库和所有文件一起打包,整个过程你懂的。如果有企业证书,进行签名打包后的应用可以安装在信任该证书的非越狱 iPhone 上。一颗赛艇!

Wechattweak

非越狱环境 Wechat 插件开发(Tweak)

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