今天开始学逆向:反汇编的利器 IDA 和 Hopper 的基本使用

前言

近期实战了一次 IDA + Hopper 逆向破解。讲真,第一次体验了一回把别人“衣服”扒光了的快感~简直 High 翻~所以,特此,利用 AlipayWallet 总结分享一下 IDA 和 Hopper 的基本使用。希望对大家有帮助。

先回顾一下,之前两篇文章已经学习的内容:

  • 获得一台越狱设备
  • 利用 SSH 连接访问越狱设备
  • 利用 Clutch 解密砸壳
  • 利用 class-dump 导出应用头文件
  • 利用 Cycript 进行应用运行时的动态分析与修改

这么一看确实学了不少技能,而接下来这篇文章,会简单介绍两个反编译的利器 IDA 和 Hopper 的使用。

注,本次实验利用的并不是最新版本的支付宝 Mach-O 文件,因此可能本次实验中涉及的函数方法在最新版本中无法找到,但由于本文章只作为学习,所以,只提供具体的方法。如果有需要,可自行砸壳获得。

动态分析与静态分析

动态分析

我们前两篇学习的 Cycript ,就是典型的动态分析工具。Cycript 可以在应用进行运行时方法分析,视图层级分析等操作。而动态分析除了 Cycript 以外,常用的工具还有 lldb & debugserver 远程断点调试,logify 追踪等,以后一起慢慢学习这些技能方法。

静态分析

Static program analysis is the analysis of computer software that is performed without actually executing programs (analysis performed on executing programs is known as dynamic analysis).[1] In most cases the analysis is performed on some version of the source code, and in the other cases, some form of the object code.

以上是 Wikipedia 对静态分析的英文介绍,中文翻译如下。

静态程序分析是指,没有实际执行程序的电脑软件分析方法(与之相对的是,被人们所知的实际执行软件的动态分析)。在绝大部分的例子中,分析是运行在源代码的某些版本,而其余则是运行在目标代码中。

之前学习的 class-dump 工具导出 Mach-O 头文件,就是对软件应用进行静态分析。而今天我们要学习的两个工具,IDA 和 Hopper 反汇编二进制文件同样也是静态分析的方法。

IDA 的基本使用

什么是 IDA

IDA is the Interactive DisAssembler: the world’s smartest and most feature-full disassembler, which many software security specialists are familiar with.

IDA 是世界上最敏捷和多功能的反编译工具,被众多软件安全专家所熟知的交互的反汇编工具。

安装 IDA

IDA 的官方网站是 https://www.hex-rays.com/ 。在网页上可以看到 IDA 的插件、SDK 等内容。IDA 会在官网提供 Demo 版的下载 https://www.hex-rays.com/products/ida/support/download_demo.shtml 。然而, Demo 版没有 IDA 最强大的反汇编功能,神器 F5~!如果自己学习使用正版,很难承担巨额的证书费用,所以一般情况是在网上找破解版(囧。。并不推荐,土豪还是建议买证书)。很不幸的是 IDA Pro 的 Mac 版非常难找(我是没找到)。所以,本文是在 Windows 下找破解 IDA Pro 来学习。

IDA Pro 的使用

打开 IDA 会出现 AboutSupport message 等提示对话框,点击 OK 继续后弹出 Quick Start 对话框,在这个对话框里可以看到之前打开过的 IDA 反汇编二进制文件,也可以新建一个新的反汇编文件。这里我们点击 New 新建一个反汇编,这次以支付宝为例。

11ida_quick_start

准备 Mach-O

回顾之前的内容,先进行 Clutch 砸壳,然后 scp AlipayWallet 到 Mac 目录下,再利用 class-dump 导出头文件。

导入 IDA

这里可以直接将 Mach-O 文件拖拽进 IDA 的工作区,也可以点击打开文件夹的图标将 Mach-O 导入。检测到 Objective-C 2.0 代码时会提示,点击 OK 继续即可。
之后就是漫长的等待~~~(Hopper 相对于 IDA 等待的时间会短一些,但是反编译结果没有 IDA 更接近真实的 C 语言代码,会包含很多寄存器变量)

认识 IDA 工作区

当 IDA 对 Mach-O 解析完成后,会默认出现 6 个选项卡视图,分别是汇编视图,16 进制字节视图,结构体视图,枚举类型视图,导入的函数视图,导出的函数视图
另外,红框标注的是工具栏,蓝框标注的是二进制文件解析的进度,在蓝框下面,用不同颜色区分库函数、数据、常规函数等不同类型的解析数据。

12ida_window

静态分析:还原源代码

使用 IDA 反汇编二进制文件的目的是,利用工具得到反汇编之后的伪代码,还原出真正的程序源码。比如,我们如果要看一下登录方法是如何写的,可以在已经导出的 AlipayWallet.h 中查询 login 关键字,并查找相关代码,我们发现会有 LoginProtocol 协议和 LoginAdapter 类的相关代码,那我们不妨就拿 LoginAdapter 这个类作为实战研究对象。

在头文件里查找可以得到上面结果,以 LoginAdapter 为例。我们可以在 function 窗口中按住 Ctrl+F 键查找 LoginAdapter 的相关函数。

13ida_reverse_function

双击 [LoginAdapter sharedInstan] 到达这个函数在二进制文件中的内存地址,按 F5 可以就查看这个反编译的伪码。
这里可以看一下登录方法 Alipay 是如何写的,双击 [LoginAdapter loginWithLoginOption:isForce:extraInfo:completionHandler:cancelationHandler:request:] ,按 F5 键查看这个方法的反编译伪代码。伪代码如下。

反编译后的伪代码会保持原有函数的逻辑和函数的符号名,接下来,我们就可以尝试还原这段代码的 Objective-C 源代码。

创建工程

创建一个空项目,并创建 LoginAdapter 类的头文件和实现文件,然后把 class-dump 导出的头文件的 property 和共有的方法复制在新创建的头文件中,然后根据反汇编码还原原代码。

注意,在这个例子中, CDUnknownBlockType 是一个 block 类型,但是具体的 block 类型,class-dump 不能导出,如果想得到这个 block 可参考

方法名和参数

我们知道, Objective-C 中的 objc_msgSend 方法是向消息接受者(实例对象)发送一条消息,苹果文档如下。

从文档可以得出,第一个参数是该接受消息类型实例的指针,第二个参数是方法选择器(selector),之后是实例方法传递的参数。

而在反编译得到的伪码中,第一行就是 Objective-C 方法和实际 C 函数的参数对应,如下所示。

因此,我们可以得出:
self 是当前实例指针,a2 对应方法选择器,a3 对应方法参数 option; a4 对应方法参数 isForce; a5 对应方法参数 extraInfo; a6 对应方法参数 completionHandler; a7 对应方法参数 cancelationHandler; a8 对应方法参数 request 。明确方法名和参数对应关系之后,我们接下来就开始还原函数体。

方法函数体

还原函数体的基本思路很简单,就是利用伪代码的方法名和变量,根据应用正向开发的经验方法,还原函数体的具体逻辑。

对于函数体中涉及的其他类及相关协议协议,如,MtopExtRequest TBSDKRequest LogAdapter 等也可以利用 IDA 和头文件获得,具体还原过程这里就不再赘述,还原函数体代码如下。

如果想查看具体代码,可到 GitHub 查看:
仓库地址 https://github.com/niyaoyao/reverse-learning

Hopper 的基本使用

对于 Hopper 的学习,依然使用 AlipayWallet 这个文件进行分析,与 IDA 做比较,类比进行。

什么是 Hopper

Hopper Disassembler, the reverse engineering tool that lets you disassemble, decompile and debug your applications.
Hopper 反汇编工具,是逆向工程的工具,能够让你进行反汇编、反编译并且调试你的应用。

安装 Hopper

Hopper 的官网是 https://www.hopperapp.com/ ,与 IDA 相同,官网也提供了 Demo 的试用版。试用版也可以进行反汇编,但是不能保存 *.hop 文件。所以,用于学习的话 Hopper 的 Demo 版就足够了。

Hopper 的使用

导入 Hopper

与 IDA 不同, Hopper 不能直接将 Mach-O 文件导入工作区,需要下载应用的 *.ipa 文件,并将文件后缀改为 *.zip,解压该 zip 文件后就可看到 Payload 文件目录,在该目录下就存有对应应用的 package 包文件。右击该 package 出现菜单,选择 Show Package Contents 选项,就可看到包内容。

hopper_show_package_contents

认识 Hopper 工作区

与 IDA 类似, Hopper 也有二进制文件的解析进度条,左边是符号 Label 等区域,中间是 ARM 的汇编代码,右边是相关信息栏。

14hopper_window

静态分析:Hopper 反汇编的伪代码

如图,在最左列的搜索栏中输入 loginWithLoginOption 关键字,双击选择 [LoginAdapter loginWithLoginOption:isForce:extraInfo:completionHandler:cancelationHandler:request:] 方法,在中间的汇编代码区域,光标就会跳到该方法的内存地址处。

当 Hopper 分析完全部二进制后,按住 Option + Enter 键,就可看到 Hopper 反编译后的伪代码,如下所示。

与 IDA 相比, Hopper 反编译后的伪代码的逻辑与 IDA 反编译得到的伪代码逻辑类似,但多了 r0~r8 等寄存器,阅读性相较而言差一些,但是,仍然可以根据伪代码还原出源代码。

其实我们可以用这个伪代码来检查我们之前还原的源代码,保证还原代码的正确性。

以上,便是 Hopper 的简单使用。 Hopper 除了可以查看汇编代码以外,还可以直接对 Mach-O 文件进行修改,然后重新生成二进制文件(Demo 版没有这个功能)。

感兴趣的同学可以阅读这篇文章学习, 《如何让 Mac 版微信客户端防撤回》http://t.cn/RxzeMIx

小结

本文主要学习了一下内容:

  • IDA 的安装及使用
  • Hopper 的安装及使用
  • 静态分析,根据伪码还原源代码

关于 iOS 安全领域还有很多技能要学习,以后还会继续学习研究。比如,TheOS、 tweak、加密解密、越狱应用开发等,但是不着急慢慢学~
Where there’s a will, there’s a way!
Never forget your dream!
Fighting!

参考

题外话

这篇文章,主要讲了 IDA 和 Hopper 的基本使用,反汇编工具可以方便我们分析应用的二进制文件,但工具的使用是其次,最关键的是思想。任何方法假以时日都是可以被人学会的,记得念茜大神在微博上说过一句话,「密码只是道锁,而安全是个系统」(大意是这样)。

之前爆出的支付宝的漏洞,也充分验证了这一点。用户朋友可以通过忘记密码,进入手机不在身边入口。之后,选择联系人、收货地址、购买的商品等信息,就能绕过密码登录,修改密码,从而登录账户拿到用户权限。密码只是一道锁,系统的整体安全才是核心关键。或者说,任何安全攻防要解决的问题都是,提权拿到 root 权限,从而进行各种操作。而现在学到的方法,也仅是略窥一斑。所以,要更加全面的学习,不光是 iOS 攻防技术,操作系统内核原理、Android 攻防、 Web 前端攻防相关技术也应有所涉猎。

另外,互联网发展越来越发达,信息资源也随之变得廉价。技术不是最难的,一项技术,你会,别人也可以学会。因而,会一门技术、一个编程语言,都不能成为一个人的核心竞争力。真正的竞争力是人的思想,是解决问题的能力。所以,我们不应执念于技术或工具。(讲真,看到之前某厂争论应该使用 Vue 还是 React 技术栈的时候,真心觉得是本末倒置。)

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