【iOS逆向与安全】编写一个使应用保持前台运行的系统插件

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作者:witchan   
前言
iOS越狱为用户打开了无限的可能性,其中之一是便是开发系统级插件,为了确保应用程序一直保持在前台,即使在意外情况下也是如此。
本文将向您展示如何轻松编写这样的插件,让我们开始探索iOS系统插件的世界吧!
一、目标
学会创建功能强大的iOS系统插件。
二、开发环境和工具清单
  • mac系统
  • frida:动态调试
  • 已越狱iOS设备(iOS12.5.5):动态调试及插件测试

    三、步骤
    1、定位关键函数
    SpringBoard是iOS系统非常重要的一个系统应用程序,它为用户提供了访问和管理应用程序的主要方式,同时也是用户与设备交互的一个重要界面。咱们今天的调试目标就是它。
    使用frida-trace动态调试地,如何给定关键词来缩小函数范围,我在这有几点经验:

    [ol]

  • 根据类的前缀来减少不相关的类:
    如果你要跟踪的库为CoreFoundation.framework。那对应的trace为frida-trace -UF -m "*[CF* *]"
    同样,如果你要跟踪的库为AVFoundation.framework。那对应的trace为frida-trace -UF -m "*[AV* *]"
    这种命名约定的背后是,iOS系统库中的类名通常采用库名的首字母缩写加上具体类名的形式,以确保类名的唯一性和可读性。例如,MapKit.framework中的类MKMapView.h、CoreLocation.framework中的类CLLocationManager.h、以及AVFoundation.framework中的类AVCaptureSession.h都遵循了这一约定。
    为什么UIKit.framework里的是UILabel.h,而不是UIKLabel.h呢?因为这货出现得太早了,当时的命名规范还未形成。
    为什么Foundation.framework里的是NSString.h,而不是FString.h呢?这货也一样,太早了,命名不规范。NS的全称是NeXTStep框架,也就是Objective-c语言早期的实现之一,更多信息请google。

  • 根据你的目标来限定关键词,如你想要跟踪的功能和定位有关系。那你可以尝试trace"*[*Location* *]"或"*[* *Location*]"。或者你要跟踪的和发送消息有关系。那你可以尝试trace"*[* *sendMsg*]"或"*[* *sendMsg]"。注:在这需要注意字母的大小写。比如Location,这个L有可能是写,这种情况你可以这样trace"*[* ocation*]",不写这个L就好了嘛。
    [/ol]

    那试想一下。我们今天的插件是不是和应用有关系,那它的关键词是不是就应该是Application或App。还有状态有关系。应用的切换,就在在各种状态之前变化,那这关键词是不是就是State或state。根据经验的第一条。咱们目标应用SpringBoard,那类名的前缀是不是应该是SB。
    连上你的手机,并启动任意程序。在终端执行frida-trace -U -m "*[SB* *]" -o a.log SpringBoard,然而,以SB开头的类太多了,这命令trace了3万多个函数,范围太广,手机直接卡死了......

    重新越狱调整命令为frida-trace -U -m "*[SB*pp* *]" -o a.log SpringBoard,将应用切换到后台,获取到关键日志如下:
      ......
      ......
      ......
      ......
      ......
      ......
      仍然太多了,你也可以一点点分析,看看哪些函数可疑,然后再跟踪。
    再调试trace命令,加上statefrida-trace -U -m "*[SB*pp* *tate*]" -o a.log SpringBoard,将应用切换到后台,获取到的部分关键日志如下:
    -[SBMainDisplayWorkspaceAppInteractionEventSource layoutStateTransitionCoordinator:0x283547690 transitionDidEndWithTransitionContext:0x28275c900]
    -[SBAppToAppWorkspaceTransaction shouldPerformToAppStateCleanupOnCompletion]
    -[SBToAppsWorkspaceTransaction performToAppStateCleanup]
    -[SBWorkspaceApplicationSceneTransitionContext layoutState]
    -[SBWorkspaceApplicationSceneTransitionContext previousLayoutState]
    -[SBApplication _noteProcess:0x109b51300 didChangeToState:0x283be0880]
    -[SBApplication _updateProcess: withState:]
    -[SBApplication _internalProcessState]
    -[SBApplicationProcessState taskState]
    -[SBApplication _internalProcessState]
    -[SBApplicationProcessState _initWithProcess:0x109b51300 stateSnapshot:0x283be0880]
    -[SBApplication _setInternalProcessState:0x283bf8f40]
    -[SBApplicationProcessState taskState]
    -[SBApplicationProcessState taskState]
    -[SBApplicationAutoLaunchService _applicationProcessStateDidChange:0x2835676f0]
    -[SBApplication processState]
    -[SBApplicationProcessState taskState]
    -[SBApplication _noteProcess:0x109b51300 didChangeToState:0x283b07b20]
    -[SBApplication _updateProcess: withState:]
    -[SBApplication _internalProcessState]
    -[SBApplicationProcessState taskState]
    -[SBApplication _internalProcessState]
    -[SBApplicationProcessState _initWithProcess:0x109b51300 stateSnapshot:0x283b07b20]
    -[SBApplication _setInternalProcessState:0x283b98ea0]
    -[SBApplicationProcessState taskState]
    -[SBApplicationProcessState taskState]
    -[SBApplicationAutoLaunchService _applicationProcessStateDidChange:0x283544690]
    -[SBApplication processState]
    -[SBApplication _internalProcessState]
    从以上信息我们提取出关键类为SBApplication,可疑函数-[SBApplication _noteProcess:0x109b51300 didChangeToState:0x283b07b20],跟踪该类frida-trace -U -m "-[SBApplication _noteProcess:didChangeToState:]" -o a.log SpringBoard,js代码如下:
    {
      onEnter(log, args, state) {
        log(`-[SBApplication _noteProcess:${ObjC.Object(args[2])} didChangeToState:${ObjC.Object(args[3])}]`);
      },
      onLeave(log, retval, state) {
      }
    }
    应用切到后台,获取到日志如下:
    -[SBApplication _noteProcess: didChangeToState:]
    -[SBApplication _noteProcess: didChangeToState:]
    根据日志信息,可以看出。第一个参数里包含了我们当前的应用信息。第二个参数则是应用的状态。Running、Suspended、Not Running。
    至此,目标函数已找到。
    注:目标函数不止这一个,只要你通过你自己的关键词定位,尝试,也许是找到的其他函数。只要应用的状态正确且唯一,都可以使用。比如我之前调试过程中找到的函数是[SBMainWorkspace process:stateDidChangeFromState:toState:],也是可以用的。
    2、编写插件代码
    使用Xcode的MonkeyDev插件的Logos Tweak来创建插件工程:

    应用状态hook代码如下:
    %hook SBMainWorkspace
    -(void)process:(id)arg1 stateDidChangeFromState:(id)arg2 toState:(id)arg3{
        %orig;
        // arg1的类型为:FBApplicationProcess,获取包名的方法名为bundleIdentifier
        // arg3的类型为:FBProcessState,获取到状态的方法名为taskState
        // 在这查找类对应的头文件:https://developer.limneos.net/index.php
        NSString *bundleID = [arg1 valueForKey:@"bundleIdentifier"];
        BOOL isValid =  [AppAngel validBundleID:bundleID];
        int toState = [[arg3 valueForKey:@"taskState"] intValue]; // 调试可得:2运行,3后台,1杀死
        NSLog(@"witwit =%@=%@=", bundleID, arg3);
        NSLog(@"witwit hook=%d=%d=", isValid, toState);
        if (isValid {
            if (toState == 3) {
                [AppAngel launchApp:bundleID];
            } else if (toState == 1) {
                [AppAngel performSelector:@selector(launchApp:) withObject:bundleID afterDelay:1];
            }
        }
    }
    %end
    由于插件开启后,目标应用无法切换到后台,这时你想关闭插件咋办?于是有了关闭快捷键音量-或电源键,相关hook代码如下:
    %hook VolumeControl
    -(void)increaseVolume {
        NSTimeInterval nowtime = [[NSDate date] timeIntervalSince1970];
        NSLog(@"witwit iosother increaseVolume");
        if (nowtime - g_volume_up_time = 2) {
                g_volume_up_count = 0;
                [AppAngel enablePlugins:YES];
            }
        } else {
            g_volume_up_count = 0;
        }
        %orig;
        g_volume_up_time = nowtime;
    }
    -(void)decreaseVolume {
        NSTimeInterval nowtime = [[NSDate date] timeIntervalSince1970];
        NSLog(@"witwit iosother decreaseVolume");
        if (nowtime - g_volume_down_time = 2) {
                g_volume_down_count = 0;
                [AppAngel enablePlugins:NO];
            }
        } else {
            g_volume_down_count = 0;
        }
        %orig;
        g_volume_down_time = nowtime;
    }
    // 在使用音量键开启或关闭插件的toast在iOS12系统中会和音量弹窗重叠,hook音量弹窗
    - (BOOL)_HUDIsDisplayableForCategory:(NSString *)category {
        if ([category isEqualToString:@"Audio/Video"]) {
            return NO;
        }
        return %orig;
    }
    %end
    电源键监听相关代码如下:
    // 注册锁屏通知
        notify_register_dispatch("com.apple.springboard.lockstate", &notifyToken, dispatch_get_main_queue(), ^(int token) {
            uint64_t state = 0;
            notify_get_state(token, &state);
            BOOL isScreenLocked = state == 1;
            if (isScreenLocked) {
                NSLog(@"witwit 锁屏了");
                if ( [AppAngel getPreferencesWithKey:@"HookEnable"]) {
                    [AppAngel enablePlugins:NO];
                }
            }
        });
    由于我们可以会对特定的App进行配置。于是使用AppList插件来实现该界面:
    [img][/img]
    相关源码如下:
        entry
       
            bundle
            AppList
            cell
            PSLinkCell
            icon
            /Library/PreferenceLoader/Preferences/AppAngelIcon.png
            isController
            1
            label
            应用天使
            ALSettingsPath
            /var/mobile/Library/Preferences/com.witchan.AppAngel.plist
            ALSettingsKeyPrefix
            witwit-
            ALChangeNotification
            com.rpetrich.applist.sample.notification
            ALAllowsSelection
            1
            ALSectionDescriptors
            
                
                    items
                   
                        
                            text
                            关于我
                            action
                            launchURL
                            url
                            https://mp.weixin.qq.com/s/WERMNPzW6WV5YGFthVqCRg
                        
                   
                
                
                    footer-title
                    连按音量+键开启插件,连按音量-或电源键停止插件                                                         
                    items
                   
                        
                            cell-class-name
                            ALSwitchCell
                            default
                            NO
                            ALSettingsKey
                            witwit-HookEnable
                            text
                            插件开关
                        
                   
                
                
                    title
                    用户应用
                    predicate
                    isSystemApplication = FALSE
                    cell-class-name
                    ALSwitchCell
                    icon-size
                    29
                    suppress-hidden-apps
                    1
                
                
                    title
                    系统应用
                    predicate
                    isSystemApplication = TRUE
                    cell-class-name
                    ALSwitchCell
                    icon-size
                    29
                    suppress-hidden-apps
                    1
                
            
       
    总结
    本文主要系统插件的实现过程进行了分析及试验,插件名叫【应用天使】已在iOS12和15系统上测试并通过,已上传到bigboss源。需要的同学请可下载使用,当你在使用中遇到任何问题也可向我反馈。如需要插件完整源码,请公众号回复【应用天使】即可获取完整代码。

    注:在iOS15系统中,bigboss源的AppList插件不支持,请从https://repo.palera.in/源里下载并安装AppList,或者自行下载支持iOS15的AppList。

    插件, 系统

  • xixicoco   

    好文章啊,支持
    potato0783   

    不错,学到了许多
    火蜥蜴   

    支持原创~
    aonima   

    支持一下ios
    HatsuneMiku520   

    谢谢休息休息
    momentL   

    支持一下!!
    laomaotao   

    好久没看到iOS相关的技术讨论了
    agas   

    时不时回来看看这个帖子,看看能不能看懂多一点点
    nanbeiduoqilu   

    支持一下,不错的思路!
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