【爬虫系列】2. 打开App逆向“潘多拉魔盒”

【爬虫系列】2. 打开App逆向“潘多拉魔盒”
一、前言

• 近年大多产品要不Web端功能受限、要不直接就没有Web端，直接从Web端抓数据这个路子越来越难
• 通过代理软件(whistle | fiddler|Charles)抓HTTP请求基本操作了，相关教程自行学习了。
• Android 7之后，非Root情况下系统直接不信任用户自行安装的cert证书，直接导致App HTTP抓包更加麻烦了；iOS 抓包倒是简单不少，信任证书之后一路绿灯，甚至还可以花168买个iOS端的本地抓包工具
• 事与愿违的在于：有时候“辛辛苦苦”搞掂了HTTP抓包，拿过来一看，小小的“sign”字段躺在请求体里面，每个请求都会变化，“数据获取”的大门开了一条缝又关上了，着实让人难受

那么...
究竟有没有办法呢？
下一步怎么办呢？

PS：本文所有操作均基于Android App，iOS不在本学习教程内（臣妾也不会啊）

二、先验知识

2.0 核心思路

不支持在 Docs 外粘贴 block
2.1 劝退提示

• 能看懂Java代码，知道JAVA_HOME 、ANDROID_HOME，能独立配置Android Studio 、Maven仓库
• 懂一丢丢命令行操作，懂Git基本操作，会从Github捞代码（别TM Download zip）
• 有一丢丢Android开发知识，至少知道adb 操作，apk文件是什么，能运行起gralwe

PS：如果都不会，建议早点洗洗睡。
PPS：或者加钱请我一对一指导。

2.2 工作环境准备

• JDK8 本地环境（别问为什么是JDK8，就是任性）
  ➜ ~ java -version
  openjdk version "1.8.0_292"
  OpenJDK Runtime Environment (AdoptOpenJDK)(build 1.8.0_292-b10)
  OpenJDK 64-Bit Server VM (AdoptOpenJDK)(build 25.292-b10, mixed mode)
• skylot/jadx（Dex to Java decompiler）git clone + 配置好jdax工具 -> 用户反编译Apk
• install Android Studio 下载 + 安装，网络好的情况下，直接把 Android NDK 21.0 也搞掂就最好了
• 差点忘了说，要有一台Android 手机，有一根数据线...

三、开搞
3.0 今天天气真好
PS: 让我想想，搞谁家的App比较有趣...
PPS：并不是针对谁，只是“学习学习”一下优秀代码

3.1 豆瓣App 签名破解（Java原生）

• 翻了下以前的项目，好像豆瓣App是本地签名，所以就它了
• 学习目的：豆瓣小组 API 破解
  先捞个curl 看看http接口请求
  curl --location --request GET 'https://frodo.douban.com/api/...' \
  --header 'Authorization;' \
  --header 'User-Agent: api-client/1 com.douban.frodo/7.1.0(205) Android/29 product/perseus vendor/Xiaomi model/Mi MIX 3 rom/miui6 network/wifi udid/a0f9cde79ec841a748625f766273e8f4333ed9c1 platform/mobile nd/1' \
  --header 'Cookie: bid=EGo8Z7aSUAI'

可以看到这里请求正常返回，也能看到数据了。

但是我们切换一下其他小组的数据，很快就能看到“invalid_request_996”，签名错误的提示。

细心的朋友，大概已经看到了“_sig” 这个字段了，明显就是“sign”的简写。
好了，开始干活。

豆瓣 App- 下载

下载apk

wget https://img2.doubanio.com/dae...

使用jadx反编译 apk，输出到douban-src文件夹

jadx -d douban-src com.douban.frodo_douban_7.18.1_231.apk

使用android-studio 打开douban-src项目

studio douban-src

反编译结果

Android 项目代码

最简单的办法，直接搜索字段“_sig"

大概能找到这段代码：

@android.webkit.JavascriptInterface
public java.lang.String decoratorUrl(java.lang.String str) {

try {
    if (!com.douban.frodo.baseproject.rexxar.RexxarConstant.a(android.net.Uri.parse(str).getHost())) {
        return str;
    }
    android.net.Uri.Builder appendQueryParameter = android.net.Uri.parse(str).buildUpon().appendQueryParameter("udid", 
    com.douban.frodo.baseproject.util.FrodoUtils.a()).appendQueryParameter("rom", 
    com.douban.frodo.baseproject.util.Utils.i()).appendQueryParameter("apikey", 
    com.douban.frodo.baseproject.util.FrodoUtils.c()).appendQueryParameter(com.umeng.commonsdk.proguard.d.ao, "rexxar_new");
    if (com.douban.frodo.utils.AppContext.b() != null) {
        appendQueryParameter.appendQueryParameter("channel", com.douban.frodo.utils.AppContext.b().market);
    }
    android.util.Pair<java.lang.String, java.lang.String> a 
           = com.douban.frodo.network.ApiSignatureHelper.a(str, "GET", null);
    if (a != null) {
        appendQueryParameter.appendQueryParameter("_sig", (java.lang.String) a.first);
        appendQueryParameter.appendQueryParameter("_ts", (java.lang.String) a.second);
    }
    str = appendQueryParameter.build().toString();
    return str;
} catch (java.lang.Exception e) {
    e.printStackTrace();
}

明显签名实现在“com.douban.frodo.network.ApiSignatureHelper”这个类，
使用了a方法对str变量签名，返回了 _sig 和 _ts ，然后扔给QueryParameter。

package com.douban.frodo.network;

public class ApiSignatureHelper {

static android.util.Pair<java.lang.String, java.lang.String> a(okhttp3.Request request) {
    if (request == null) {
        return null;
    }
    java.lang.String header = request.header(com.douban.push.internal.api.Request.HEADER_AUTHORIZATION);
    if (!android.text.TextUtils.isEmpty(header)) {
        header = header.substring(7);
    }
    return a(request.url().toString(), request.method(), header);
}

public static android.util.Pair<java.lang.String, java.lang.String> a(
        java.lang.String str, java.lang.String str2, java.lang.String str3) {
    if (android.text.TextUtils.isEmpty(str)) {
        return null;
    }
    java.lang.String str4 = com.douban.frodo.network.FrodoApi.a().e.b;
    if (android.text.TextUtils.isEmpty(str4)) {
        return null;
    }
    java.lang.StringBuilder sb = new java.lang.StringBuilder();
    sb.append(str2);
    java.lang.String encodedPath = okhttp3.HttpUrl.parse(str).encodedPath();
    if (encodedPath == null) {
        return null;
    }
    java.lang.String decode = android.net.Uri.decode(encodedPath);
    if (decode == null) {
        return null;
    }
    if (decode.endsWith("/")) {
        decode = decode.substring(0, decode.length() - 1);
    }
    sb.append(jodd.util.StringPool.AMPERSAND);
    sb.append(android.net.Uri.encode(decode));
    if (!android.text.TextUtils.isEmpty(str3)) {
        sb.append(jodd.util.StringPool.AMPERSAND);
        sb.append(str3);
    }
    long currentTimeMillis = java.lang.System.currentTimeMillis() / 1000;
    sb.append(jodd.util.StringPool.AMPERSAND);
    sb.append(currentTimeMillis);
    return new android.util.Pair<>(com.douban.frodo.utils.crypto.HMACHash1.a(
            str4, sb.toString()), java.lang.String.valueOf(currentTimeMillis));
}

看到这个代码就应该开心了，17 - 45行都是在处理传入的参数，
主要用了 android.net.Uri 提取参数之后，拼装成了一个用“&”分割的字符串，用熟悉的语言自行处理就完事了。
最后，签名是调用了 “com.douban.frodo.utils.crypto.HMACHash1.a”，还需要继续跟进去。
不过这个名字“ HMAC-SHA1”已经给了不少的信息了。

跟代码进入到 com.douban.frodo.utils.crypto.HMACHash1类，于是看到了下面的代码:
package com.douban.frodo.utils.crypto;

public class HMACHash1 {

public static final java.lang.String a(java.lang.String str, 
java.lang.String str2) {
    try {
        javax.crypto.spec.SecretKeySpec secretKeySpec = new javax.crypto.spec.SecretKeySpec(
                str.getBytes(), com.douban.live.internal.LiveHelper.HMAC_SHA1);
        javax.crypto.Mac instance = javax.crypto.Mac.getInstance(
                com.douban.live.internal.LiveHelper.HMAC_SHA1);
        instance.init(secretKeySpec);
        return android.util.Base64.encodeToString(
                instance.doFinal(str2.getBytes()), 2);
    } catch (java.lang.Exception e) {
        e.printStackTrace();
        return null;
    }
}

纯Java实现的一个HMAC_SHA1 加密算法。
str 是SecretKey（ZenoConfig的某个变量），str2是传入的签名数据。

现在只剩最后一个问题了，SecretKey 怎么拿？
回到上面代码，可以看到：
java.lang.String str4 = com.douban.frodo.network.FrodoApi.a().e.b;
// str4 就是传到HMACHash1的key，e 这里是 ZenoConfig

这里可以看到ZenoConfig.b 就传入的str3，也就是我们要找的SecretKey
继续翻就能看到

java.lang.String d2 = com.douban.frodo.baseproject.util.FrodoUtils.d();

builder.c = d2;

com.douban.zeno.ZenoConfig zenoConfig = new com.douban.zeno.ZenoConfig(

    builder.a, builder.b, builder.c, builder.d, builder.e, 
    builder.f, builder.g, builder.h, builder.i, builder.j);

package com.douban.frodo.baseproject.util;

public class FrodoUtils {

private static java.lang.String a;
private static java.lang.String b;
private static java.lang.String c;
private static java.lang.String d;
private static java.lang.String e;

public static java.lang.String e() {
    return "frodo://app/oauth/callback/";
}

public static java.lang.String a() {
    if (android.text.TextUtils.isEmpty(a)) {
        a = com.douban.amonsul.MobileStat.g((android.content.Context) com.douban.frodo.utils.AppContext.a());
    }
    return a;
}

public static void a(java.lang.String str) {
    e = str;
}

public static java.lang.String b() {
    return e;
}

public static java.lang.String c() {
    return b;
}

public static java.lang.String d() {
    return c;
}

@android.annotation.SuppressLint({"PackageManagerGetSignatures"})
public static void a(boolean z) {
    if (android.text.TextUtils.isEmpty(b)) {
        b = "74CwfJd4+7LYgFhXi1cx0IQC35UQqYVFycCE+EVyw1E=";
    }
    if (android.text.TextUtils.isEmpty(c)) {
        c = "bHUvfbiVZUmm2sQRKwiAcw==";
    }
    if (z) {
        try {
            java.lang.String encodeToString = android.util.Base64.encodeToString(
            com.douban.frodo.utils.AppContext.a().getPackageManager().getPackageInfo(
            com.douban.frodo.utils.AppContext.a().getPackageName(),
             64).signatures[0].toByteArray(), 0);
            b = com.douban.frodo.utils.crypto.AES.a(b, encodeToString);
            c = com.douban.frodo.utils.crypto.AES.a(c, encodeToString);
        } catch (android.content.pm.PackageManager.NameNotFoundException e2) {
            e2.printStackTrace();
        }
    }
}

public static java.lang.String f() {
    if (android.text.TextUtils.isEmpty(d)) {
        return "d40568d833";
    }
    return d;
}

于是我们也就知道了，所谓的“SecretKey”，其实就是c = "bHUvfbiVZUmm2sQRKwiAcw=="; AES加密之后的值，encodeToString就是com.douban.frodo.utils.AppContext.a().getPackageName()包名信息。如果开发过安卓App大概会知道，这段代码用来获取当前应用的签名的，这是安卓的一种防篡改的安全机制。
虽然我们没办法直接拿到com.douban.frodo.utils.AppContext.a().getPackageName()，不过，其他应用也可以获取已安装应用的签名信息，只需要把对应app的包名作为参数传入。
于是...
Application application=(Application)getApplicationContext();
PackageInfo packageInfo=application.getPackageManager().getPackageInfo("com.douban.frodo",PackageManager.GET_SIGNATURES);
String sign=Base64.encodeToString(packageInfo.signatures[0].toByteArray(),0);

最后我们把上面的签名代码跑一下，便可以得到 SecretKey = "bf7dddc7c9cfe6f7"

很好，很给力，明显可以下班了。
代码？
我...
也...
懒...
得...
写...

需要的朋友，可以到 豆瓣app签名算法分析与解密 自取。

3.2 ratel-core Android逆向分析工具套件

• GitHub - virjarRatel/ratel-core: 平头哥的核心代码
• 简介 · Ratel文档
  平头哥（ratel）是一个Android逆向分析工具套件，他提供一系列渐进式app逆向分析工具。
  同时平头哥也是一个app二次开发的沙箱环境，支持在免root环境下hook和重定义app功能。
  对于大部分app来说，平头哥打开了潘多拉魔盒，请不要在授权之外违法使用平头哥（仅建议用于个人定制化使用、app攻防安全研究等领域），在ratel官方授权之外违规使用ratel造成的一些后果由使用者自定承担
  平头哥是一个app逆向分析的生态，开发进度历时3年。目前正考虑推出商业版本的开源化。

同时作为一套完善闭环的工具链，平头哥的相关功能是非常多的。

• 基本的hook 任意app功能，免root能力
• 分身和多开能力（目前已经在生产验证过一台手机分身100个设备）
• 设备指纹对抗能力：实验发现已经可以应对某些大厂
• 群控能力： 内置SupperAppium模块，其开源方案：https://bbs.pediy.com/thread-...
• 定时任务管理,大多为了支持无电脑的群控（无USB的脱机群控）
• 热发布：插件模块通过后端热发，对集群所有设备生效。且支持回滚
• RDP：目前市面上唯一还可以实现对微信等大型app实现smali重打包的功能模块
• 脱壳：内置指令dump级别脱壳机，可以免root脱壳
• 兼容和适配：在2000多台设备，兼容测试过500款来自应用市场的抽样app。覆盖Android5.0-Android10.0(Android11已经在内测中)
• 免root IDA调试，内置JustTrustMe
• 内置socketMonitor(比肉丝的R0Cpature早出现3年，早期甚至支持线程跳跃追踪，用以解决异步问题)
• SplitApk：GoogleAppStore Android 安装包分发格式
• 多种重打包方案支持： appendDex、rebuildDex、zelda、shell
• 生态：微信机器人、模拟定位、多开账号资源备份还原

一句话概括：非ROOT情况下，通过插件机制随便改现有App功能。

于是，我们来试试水。

3.2.1 准备ratel-core编译环境

• Android Studio + NDK21.0 (NDK 修订历史记录  |  Android NDK  |  Android Developers)
• adb
  export ANDROID_NDK_HOME=/Users/liguobao/Library/Android/sdk/ndk/21.0.6113669
  export ANDROID_SDK_ROOT="/Users/liguobao/Library/Android/sdk"
  export PATH="${PATH}:${ANDROID_SDK_ROOT}/tools:${ANDROID_SDK_ROOT}/platform-tools"

参考上面这个配置好本地的ANDROID_NDK_HOME + ANDROID_SDK_ROOT
PS： 这玩意如果自己不熟悉，多翻翻教程。

下载https://github.com/virjarRate... 源码
$ git clone https://github.com/virjarRate...
$ cd ratel-core/

编译代码 + 检查环境配置

$ ./script/create-dist.sh

以上操作都没问题，都正常编译之后，

就可以使用 ./script/ratel.sh 来重打包 App了。

➜ script git:(master) cd dist
➜ dist git:(master) ./ratel.sh ~/Downloads/leyoujia.apk

正常情况下会生成一个新的apk文件，最后一步就是把这个apk安装到手机上了。

安装好了之后，在手机端打开App，App不崩溃的话就说明成功了。
PS：遇到崩溃的情况，去GitHub提Issues。

3.2.2 准备ratel-module项目

• 重打包之后的Apk，就是开了“后门”的App
• 插件就是给了我们自定义App + 操纵App的能力
• https://github.com/virjarRate...
  同时可以“Ratel Manager”到手机端，通过此App管理插件和查看App感染信息。
• Ratel Manager 也可以在源码里面编译，或者直接下载老版本。

“乐有家”就是刚刚重打包感染的App。
$ git clone https://github.com/virjarRate...
$ cd ratel-module-template/
$ ./template.sh ~/Downloads/leyoujia.apk

然后在 android-studio中打开ratel-module-template整个项目，
等一下Index代码和还原相关包文件之列的。

试一下编译安装“crack-乐有家”到手机端是不是OK。

正常情况下，这个插件App会直接启动，
而且在 Ratel Manager 的模块里面可以看到新的插件App

• 开关一下Ratel status，在页面多下拉几次触发刷新机制

默认插件项目已经有了一个有趣的功能 —“ 插入悬浮按钮”
// 添加悬浮窗
private static void addFloatingButtonForActivity(final RC_LoadPackage.LoadPackageParam lpparam) {

RposedHelpers.findAndHookMethod(Activity.class, "onCreate", Bundle.class, new RC_MethodHook() {
    @Override
    protected void afterHookedMethod(final MethodHookParam param) throws Throwable {
        new Handler(Looper.getMainLooper())
                .postDelayed(new Runnable() {
                    @Override
                    public void run() {
                        createAndAttachFloatingButtonOnActivity((Activity) param.thisObject);
                    }
                }, 1000);
    }

    private void createAndAttachFloatingButtonOnActivity(Activity activity) {
        Context context = RatelToolKit.ratelResourceInterface.createContext(lpparam.modulePath, HookEntry.class.getClassLoader(), RatelToolKit.sContext);

        FrameLayout frameLayout = (FrameLayout) activity.getWindow().getDecorView();
        LayoutInflater.from(context).cloneInContext(context)
                .inflate(R.layout.float_button, frameLayout);

    }
});

到这里，ratel-module 插件项目已经正常运行了，
Demo代码我们也已经跑起来了。

3.2.3 再做点有趣的玩意？
A. 直接信任所有本地用户cert证书
// package ratel.com.jjs.android.butler;
// public class HookEntry implements IRposedHookLoadPackage {}
// handleLoadPackage 函数里面新增一行代码，然后重新编译安装，
// 手机上操作刷新插件后重新打开App
JustTrustMe.trustAllCertificate();

于是HTTPS请求无所遁形。

curl --location --request POST 'https://steward.leyoujia.com/...' \
--header 'host: steward.leyoujia.com' \
--header 'clientid: e14becf6-2e13-43ae-b453-bd9cd35354a4' \
--header 'd: 0' \
--header 'latitude;' \
--header 'channel: online_32' \
--header 'imsi: 460110136201976' \
--header 'uuid: e14becf6-2e13-43ae-b453-bd9cd35354a4' \
--header 'ssid: 00000000378d5761ffffffffa488b92e' \
--header 'version: 8.1.9' \
--header 'mac: 64:BC:0C:44:64:01' \
--header 'network: WIFI' \
--header 'cit: 001729' \
--header 'sid: 38e5d3e9be36f0508dff7415ffffc076' \
--header 'phonemodel: Maru on the Nexus 5X' \
--header 'phoneos: android' \
--header 'carries: 0' \
--header 'imei: 35362607298355' \
--header 'aid: APP001' \
--header 'clientsign: 39ea04d3954db18df716e21978f009df' \
--header 'androidid: aabfdc5bb198e3b7' \
--header 'oaid: 00000000378d5761ffffffffa488b92e' \
--header 'longitude;' \
--header 'timestamp: 1639312110572' \
--header 'content-type: application/x-www-form-urlencoded' \
--header 'user-agent: okhttp/3.9.1' \
--header 'Connection: close' \
--data-urlencode 'cityCode=001729'

细心一看，clientsign 签名赫然其中。
好家伙，又要开始搞事情了....
回到 3.1的操作，生成一份“leyoujia-src”走起.
B. 重新开搞leyoujia-src代码
搜索“clientSign”，大概就能看到代码了

java.lang.String encode32 = com.jjshome.common.utils.MD5.encode32(
com.jjshome.common.utils.MD5.encode32(sb.toString()));

package com.jjshome.common.utils;

public class MD5 {

/* JADX WARNING: type inference failed for: r2v2, types: [int] */
/* JADX WARNING: type inference failed for: r2v5 */
/* JADX WARNING: Multi-variable type inference failed */
public static java.lang.String encode32(java.lang.String str) {
    java.lang.StringBuffer stringBuffer = new java.lang.StringBuffer("");
    try {
        java.security.MessageDigest instance = java.security.MessageDigest.getInstance("MD5");
        instance.update(str.getBytes());
        byte[] digest = instance.digest();
        for (int i = 0; i < digest.length; i++) {
            byte b = digest[i];
            if (b < 0) {
                b += 256;
            }
            if (b < 16) {
                stringBuffer.append("0");
            }
            stringBuffer.append(java.lang.Integer.toHexString(b));
        }
    } catch (java.lang.Exception e) {
        e.printStackTrace();
    }
    return stringBuffer.toString();
}

大概故事又成了什么看到sb字符串怎么来的了。
此处省略，自行折腾了。
PS:

• 其实最后搞这玩意还是花了一个下午，哪些参数怎么拼接实在是有点蛋疼。
• 好好读代码，好好看逻辑总是能搞掂的，朋友加油！

N1、总结

• 学习学习就好，不要有危险的想法。
• 攻防永远的相对的，永远不可能一劳永逸。
• 每天距离“提篮桥”更进一步。
  N2、总结
• 学习了jadx 逆向工具的使用，复习了Java基础
• 学习了Ratel平头哥工具，学习了Android基础知识

参考阅读：

• 豆瓣app签名算法分析与解密 – 天赐网络
• Android如何调用so文件
• Linux的so文件到底是干嘛的？浅析Linux的动态链接库
• Android 的 so 文件加载机制 - 请叫我大苏 - 博客园
• ratel的使用

未完待续....

• Ratel + Sekiro 高阶用法之“卷死”App逆向的同行。
  敬请期待...