frida 检测

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作者:2016976438   
frida 检测
(本章内容需要用到真机)
frida 特征检测仿造自qtfreet00darvincisec:

  • https://github.com/qtfreet00/AntiFrida

  • https://github.com/darvincisec/DetectFrida

    看样子还是好几年前的,看来大佬几年前就摸透了
    项目创建
  • 首先我们创建 cpp 的项目



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  • 创建完的结构如下


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  • 我并不擅长写 android,后续我全部都写 android 日志进行交互。

    关于android 日志 请参考文档:
    https://developer.android.google.cn/ndk/reference/group/logging
    proc self maps 说明
    通过下面指令可以看到内存映射段
    cat /proc/self/maps
    platina:/ # ps -ef|grep antifrida_demo1
    u0_a214       9608 31372 1 17:26:01 ?     00:00:01 com.luckfollow.antifrida_demo1
    root          9871  9826 2 17:27:24 pts/5 00:00:00 grep antifrida_demo1
    platina:/ # cat /proc/9608/maps
    12c00000-13200000 rw-p 00000000 00:00 0                                  [anon:dalvik-main space (region space)]
    13200000-140c0000 ---p 00000000 00:00 0                                  [anon:dalvik-main space (region space)]
    140c0000-14100000 ---p 00000000 00:00 0                                  [anon:dalvik-main space (region space)]
    14100000-14140000 rw-p 00000000 00:00 0                                  [anon:dalvik-main space (region space)]
    14140000-14180000 ---p 00000000 00:00 0                                  [anon:dalvik-main space (region space)]
    14180000-14240000 rw-p 00000000 00:00 0                                  [anon:dalvik-main space (region space)]
    14240000-16b80000 ---p 00000000 00:00 0                                  [anon:dalvik-main space (region space)]
    16b80000-32c00000 rw-p 00000000 00:00 0                                  [anon:dalvik-main space (region space)]
    70ab7000-70d61000 rw-p 00000000 103:2d 1989                              /system/framework/arm64/boot.art
    70d61000-70e76000 rw-p 00000000 103:2d 1953                              /system/framework/arm64/boot-core-libart.art
    70e76000-70eb1000 rw-p 00000000 103:2d 1971                              /system/framework/arm64/boot-okhttp.art
    70eb1000-70f0b000 rw-p 00000000 103:2d 1947                              /system/framework/arm64/boot-bouncycastle.art
    70f0b000-70f54000 rw-p 00000000 103:2d 1944                              /system/framework/arm64/boot-apache-xml.art
    70f54000-70f57000 rw-p 00000000 103:2d 1932                              /system/framework/arm64/boot-QPerformance.art
    70f57000-70f59000 rw-p 00000000 103:2d 1935                              /system/framework/arm64/boot-UxPerformance.art
    70f59000-718c6000 rw-p 00000000 103:2d 1959                              /system/framework/arm64/boot-framework.art
    718c6000-7190b000 rw-p 00000000 103:2d 1956                              /system/framework/arm64/boot-ext.art
    7190b000-71a29000 rw-p 00000000 103:2d 1980                              /system/framework/arm64/boot-telephony-common.art
    71a29000-71a3a000 rw-p 00000000 103:2d 1986                              /system/framework/arm64/boot-voip-common.art
    71a3a000-71a53000 rw-p 00000000 103:2d 1962                              /system/framework/arm64/boot-ims-common.art
    71a53000-71aab000 rw-p 00000000 103:2d 1965                              /system/framework/arm64/[email protected]
    71aab000-71ad1000 rw-p 00000000 103:2d 1968                              /system/framework/arm64/[email protected]
    就以某一段为例
    70ab7000-70d61000 rw-p 00000000 103:2d 1989                              /system/framework/arm64/boot.art
    分别含义如下:
    70ab7000-70d61000          本段内存映射的虚拟地址空间范围,对应vm_area_struct中的vm_start和vm_end
    rw-p                                 此段虚拟地址空间的属性。每种属性用一个字段表示,r表示可读,w表示可写,x表示可执行,p和s共用一个字段,互斥关系,p表示私有段,s表示共享段,如果没有相应权限,则用’-’代替
    00000000                          针对有名映射,指本段映射地址在文件中的偏移
    103:2d                                所映射的文件所属设备的设备号,
    1989                                映射文件所属节点号
    /system/framework/arm64/boot.art  映射的文件
    但我们用 frida 使用 spwan 附加上去后
    frida -U -f com.luckfollow.antifrida_demo1
    其 maps 中多处了这一段
    platina:/ # cat /proc/12186/maps|grep frida
    7ea7841000-7ea8231000 r--p 00000000 fc:00 1114131                        /data/local/tmp/re.frida.server/frida-agent-64.so
    7ea8232000-7ea8f4e000 r-xp 009f0000 fc:00 1114131                        /data/local/tmp/re.frida.server/frida-agent-64.so
    7ea8f4e000-7ea901d000 r--p 0170b000 fc:00 1114131                        /data/local/tmp/re.frida.server/frida-agent-64.so
    7ea901e000-7ea903a000 rw-p 017da000 fc:00 1114131                        /data/local/tmp/re.frida.server/frida-agent-64.so
    这一段应该是 frida 附加上去的。
    我们借助 ida pro 看一下


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    可以看到在内存中 每个 segments 的具体情况。
    地址跟
    platina:/ # cat /proc/12186/maps|grep frida
    7ea7841000-7ea8231000 r--p 00000000 fc:00 1114131                        /data/local/tmp/re.frida.server/frida-agent-64.so
    7ea8232000-7ea8f4e000 r-xp 009f0000 fc:00 1114131                        /data/local/tmp/re.frida.server/frida-agent-64.so
    7ea8f4e000-7ea901d000 r--p 0170b000 fc:00 1114131                        /data/local/tmp/re.frida.server/frida-agent-64.so
    7ea901e000-7ea903a000 rw-p 017da000 fc:00 1114131                        /data/local/tmp/re.frida.server/frida-agent-64.so
    完美对应
    frida 检测思路
    以下只是个人结合开源 antifrida的一些列开源项目 ,并没有看 frida 源码 并没有深入追究,肯定会有漏的情况。
    上诉按道理直接 看 maps 中映射的文件是否包含 /tmp 目录就可以了。但可能有些改目录的情况。所以检测会根据 内存特征 或者 elf中描述信息对比。
    elf 目前我还不了解。 先看看基于 内存线程
    1.基于线程


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    我们可以看到线程中多了 gmainpool-frida
    我们可以通过
    /proc/self/task/thread_id/status
    /proc/self/task/thread_id/stat
    获取线程名
    platina:/proc/14270/task # cat 14294/status
    Name:   pool-frida
    State:  t (tracing stop)
    Tgid:   14270
    Pid:    14294
    PPid:   31372
    .....
    platina:/proc/14270/task # cat 14294/stat
    14294 (pool-frida) t 31372 31372 0 0 -1 1077952576 14 0 0 0 0 0 0 0 20 0 19 0 196500473 5490044928 19924 18446744073709551615 424577748992 424577773808 549642079824 545349434336 547774104380 0 4612 1 1073775864 1 0 0 -1 1 0 0 0 0 0 424577777664 424577779096 425002627072 549642081909 549642082008 549642082008 549642084318 0
    2.打开的文件
    ls /pro/self/fd -l
    platina:/proc/14270/task/14294/fd # ls -l /proc/14270/fd|grep /tmp
    l-wx------ 1 u0_a214 u0_a214 64 2023-05-06 20:39 43 -> /data/local/tmp/re.frida.server/linjector-45
    可以看到fd软链接到文件 linjector
    3.内存特征
    通过 ida pro segments 中 CODE段是代码段。


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    我们双击点进去下面看


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    找到了 frida_agent_main方法。
    我们可以通过这个方法一些代码特征码 来寻找是否被 frida 注入了。
    当然个人觉得 直接解析 elf 更快点,看特征符号是否包含 frida_agent_main方法。
    内存搜索需要带上算法 (BM 或 Sunday) ,那就不好说了。
    4.trace 检测
    调试工具 进行附加程序的时候,会产生TracerPid
    如下图所示:


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    有些程序会 自己附加自己 达到 frida 无法附加的功能
    不过只用 frida 附加 不会出现 PtracerPid. 原因不知,愿大佬解答
    5.总结检测
    上述所说,除了 /proc/self/fd 只是用到目录函数外。
    其余的都需要用到 openat 函数。
    总结一下
  • openat
  • /proc/self/maps
  • 通过判断 elf 是否是执行段扫描代码特征码
  • 解析 elf 中导出符号名称
  • 直接解析链接名称是否出现非系统目录
  • /proc/self/task/thread_id/stat
  • 判断线程名称是否存在 frida gmain关键字
  • /proc/self/status
  • 判断是否有调试工具附加
  • opendir->open
  • /proc/self/fd
  • 查找被打开的文件描述符的文件


    由于 elf 需要了解elf格式  扫内存需要用到算法。这对我来说还是有点挑战性的。
    所以我只演示三个:
  • 直接解析内存链接名称是否带/tmp
  • 判断线程名称是否存在 frida gmain关键字
  • 查找被打开的文件描述符的文件是否是/tmp路径

    代码演示
    1.判断 maps linker的文件 是否存在 tmp 目录
    static const char *CHECK_FEATURE = "/tmp";
    static const char *TAG = "ANTI_FRIDA";
    static const char *PROC_MAPS = "/proc/self/maps";
    void check_path()
    {
         char buffer[BUFFER_LEN];
         int fd = 0;
         // 64 位地址
         unsigned long long base;
         unsigned long long end;
         unsigned long offset;
         char path[256];
         char perm[5];
         if ((fd = openat(AT_FDCWD, PROC_MAPS, O_RDONLY)) > 0)
         {
             while (read_line(fd, buffer, BUFFER_LEN) > 0)
             {
                 // sscanf 函数用于 格式化输入 到参数
                 // x 十六进制 l长整型 * 可要可不要
                 if (sscanf(buffer, "%x-%lx %4s %lx %*s %*s %s", &base, &end, perm, &offset, path)
    2.检查task 中 stat 线程名称
    void check_thread_name()
    {
        static const char *PROC_TASK = "/proc/self/task";
        static const char *PROC_STATUS = "/proc/self/task/%s/stat";
        static const char *THREAD_NAME1 = "gmain";
        static const char *THREAD_NAME2 = "pool-frida";
        // 打开目录
        DIR *dir = opendir(PROC_TASK);
        if (dir != NULL)
        {
            struct dirent *entry = NULL;
            // 遍历子目录
            while ((entry = readdir(dir)) != NULL)
            {
                if (strcmp(entry->d_name, ".") == 0 || strcmp(entry->d_name, "..")==0)
                {
                    continue;
                }
                char filePath[BUFFER_LEN] = "";
                snprintf(filePath, sizeof(filePath), PROC_STATUS, entry->d_name);
                int fd = openat(AT_FDCWD, filePath, O_RDONLY | O_CLOEXEC, 0);
                if (fd > 0)
                {
                    char buf[BUFFER_LEN] = "";
                    read_line(fd, buf, BUFFER_LEN);
                    if (strstr(buf, THREAD_NAME1) != NULL || strstr(buf, THREAD_NAME2) != NULL)
                    {
                        __android_log_print(ANDROID_LOG_DEBUG, TAG, "thread 不通过: %s",buf);
                        break;
                    }
                }
            }
            closedir(dir);
        }
    }
    3.检查使用的文件描述符
    void check_fd()
    {
        static const char *PROC_FD = "/proc/self/fd";
        DIR *dir = opendir(PROC_FD);
        if (dir != NULL)
        {
            struct dirent *entry = readdir(dir);
            struct stat filestat;
            while ((entry = readdir(dir)) != nullptr)
            {
                char filepath[BUFFER_LEN] = "";
                char buf[BUFFER_LEN] = "";
                snprintf(filepath, sizeof(filepath), "/proc/self/fd/%s", entry->d_name);
                // linker 文件状态
                lstat(filepath, &filestat);
                // st_mode 包含 文件权限 和 文件类型
                // (__buf.st_mode & S_IFMT) 代表只取 高位4位 文件类型
                // S_IFLNK 文件类型是 linker 链接文件
                if ((filestat.st_mode & S_IFMT) == S_IFLNK)
                {
                    // 取linker的实际路径
                    readlinkat(AT_FDCWD, filepath, buf, BUFFER_LEN);
                    if (strstr(buf, CHECK_FEATURE) != NULL)
                    {
                        __android_log_print(ANDROID_LOG_DEBUG, TAG, "FD 未通过: %s",buf);
                    }
                }
            }
            closedir(dir);
        }
    }
    frida 演示
    我们使用frida 进行附加
    frida -U -f com.luckfollow.antifrida_demo1
    logcat 可以看到下面的信息
    D/ANTI_FRIDA: maps 不通过:/data/local/tmp/re.frida.server/frida-agent-64.so
    D/ANTI_FRIDA: thread 不通过: 25187 (gmain) S 31372 31372 0 0 .....
    D/ANTI_FRIDA: FD 未通过: /data/local/tmp/re.frida.server/linjector-4
    基于frida hook __openat 完成过检测
    是不是 这样就安全了呢?答案肯定是否的
    上诉所有检测中,几乎都离不开 openat 函数。
    哪怕是 opendir 底层也是用到 open 函数打开目录文件描述符
    openopenat 最终都使用到了 __openatsvc调用。
    所以说我们可以 hook __openat 有几个方案处理:
  • 判断 proc
  • 判断 maps
  • 返回值改 -1
  • 重定向修正文件
  • 判断 fd
  • 返回值改-1
  • 判断 task
  • 返回值改-1


    __openat 我们可以直接hook  为了以防万一也 hook syscall
    1.通过 __openat
    function anti_open() {
            //prepared fun
            let openatPtr: NativePointer | null = NativeUtil.open_io.find_real_openat();
            let openat_fun = NativeUtil.open_io.openat_fun(openatPtr!);
            Interceptor.replace(openatPtr!, new NativeCallback(function (fd, pathname, flags) {
                const pathnamestr = pathname.readCString();
                if (pathnamestr != null) {
                    if (pathnamestr.indexOf("proc") != -1) {
                        if (pathnamestr.indexOf("maps") > 0) return maps_handle(pathnamestr);
                        if (pathnamestr.indexOf("task") > 0 && pathnamestr.indexOf("status") > 0) return thread_handle(pathnamestr);
                        if (pathnamestr.indexOf("fd") > 0) return fd_handle(pathnamestr);
                    }
                }
                return openat_fun(fd, pathname, flags);
            }, "int", ["int", "pointer", "int"]));
        }
        function maps_handle(pathnamestr: string) {
            DebugUtil.LOGD("anti_maps:" + pathnamestr);
            return -1;
        }
        function thread_handle(pathnamestr: string) {
            DebugUtil.LOGD("anti_thread:" + pathnamestr);
            return -1;
        }
        function fd_handle(pathnamestr: string) {
            DebugUtil.LOGD("anti_fd:" + pathnamestr);
            return -1;
        }
        function status_handle(pathnamestr: string) {
            DebugUtil.LOGD("anti_status:" + pathnamestr);
            return -1;
        }
    2.通过syscall
    syscall 比较麻烦。 需要判断 arm64arm32
    openat 使用 syscall 函数调用的时候,如下:
    int pick_openat(int fd, const char *pathname, int flags,...)
    {
        // 0 系统 call
        // 1 原始openat
        // 2 自定义系统 call
        static int SYSCALL_INVOKE = 0;
        switch (SYSCALL_INVOKE)
        {
        case 0:
            return syscall(__NR_openat,fd,pathname,flags);   
        default:
            return openat(fd,pathname,flags);
        }
    }
    我们虽然不能 hook svc 的内核调用
    但是可以hook 到外部使用 svc 的 syscall
        function anti_syscall_openat() {
            let syscallPtr = NativeUtil.unistd.get_syscall_call_ptr();
            let syscallFun = NativeUtil.unistd.get_syscall_call_function()!;
            let openatPtr: NativePointer | null = NativeUtil.open_io.find_real_openat();
            let openat_fun = NativeUtil.open_io.openat_fun(openatPtr!);
            function handle_openat(args: NativePointer[], sysFun: NativeFunction): number {
                const pathnamestr = args[2].readCString();
                if (pathnamestr != null && pathnamestr.indexOf("proc") != -1) {
                    if (pathnamestr.indexOf("maps") > 0) return maps_handle(pathnamestr);
                    if (pathnamestr.indexOf("task") > 0 && pathnamestr.indexOf("status") > 0) return thread_handle(pathnamestr);
                    if (pathnamestr.indexOf("fd") > 0) return fd_handle(pathnamestr);
                }
                return sysFun.apply(null, args);
            }
            if (Process.arch === "arm64") {
                DebugUtil.LOGD("anti_syscall_openat start arm64...")
                Interceptor.replace(syscallPtr, new NativeCallback(function (sysSign, arg1, arg2, arg3, arg4, arg5, arg6) {
                    if (sysSign === NativeUtil.unistd.syscall_asm.__NR_openat) {
                        DebugUtil.LOGW("syscall openat arm64");
                        return handle_openat([...arguments], syscallFun);
                    }
                    return syscallFun(sysSign, arg1, arg2, arg3, arg4, arg5, arg6);
                }, "int", ["int", "pointer", "pointer", "pointer", "pointer", "pointer", "pointer"]))
            } else {
                DebugUtil.LOGD("anti_syscall_openat start arm32...")
                Interceptor.replace(syscallPtr, new NativeCallback(function (sysSign, arg1, arg2, arg3) {
                    if (sysSign === NativeUtil.unistd.syscall_asm.__NR_openat) {
                        DebugUtil.LOGW("syscall openat arm32");
                        return handle_openat([...arguments], syscallFun);
                    }
                    return syscallFun(sysSign, arg1, arg2, arg3);
                }, "int", ["int", "pointer", "pointer", "pointer"]))
            }
        }
    3.重定向maps
    当然,我们还可以生成一个处理过的 maps 文件 重定向上面去。
    这也可以防止 误伤 或者 检测内容 的问题
    操作可以留给大家尝试,
    自定义syscall 防止被hook
    为了防止被 hook 寻常的 __openat 以及 syscall
    我们自定义 syscall 完成防止hook
    (syscall 使用我会在 arm学习篇 写几篇教程)
    为了方便,我只实现 arm64
    // syscall.S
    #include "bionic_asm.h"
    #if defined(__aarch64__)
    ENTRY(my_syscall)
        // x8 系统调用号
        mov     x8, x0
        // x0 - x5 系统函数传参
        mov     x0, x1
        mov     x1, x2
        mov     x2, x3
        mov     x3, x4
        mov     x4, x5
        mov     x5, x6
        // 系统调用
        svc     #0
        // 当 CF = 1  代表无符号 溢出 则 x0 是负数 有错误码
        cmn     x0, #(MAX_ERRNO + 1)
        // hi 条件为 CF = 1 一般用于 无符号比较大小
        cneg    x0, x0, hi
        // 调用 __set_errno_internal  传入错误码
        b.hi    __set_errno_internal
        ret
    END(my_syscall)
    #endif
    extern "C" int my_syscall(int sys_no, ...);
    int pick_openat(int fd, const char *pathname, int flags, ...)
    {
        // 0 系统 call
        // 1 原始openat
        // 2 自定义系统 call
        static int SYSCALL_INVOKE = 2;
        switch (SYSCALL_INVOKE)
        {
        case 0:
            return syscall(__NR_openat, fd, pathname, flags);
        case 2:
            return my_syscall(__NR_openat, fd, pathname, flags);   
        default:
            return openat(fd, pathname, flags);
        }
    }
    总结
    实际上有很多问题。
    比没有采用  elf执行段 中的 内存特征 去检测 frida
    因为 elf结构 我还不太了解
    总归来说, 大多数都用 openat 来打开 /proc/self/maps 获取内存映射信息,方便扫描内存。
    不过应该还有其他方式,目前我只能通过开源的方案去寻找答案
    svc 搜过一些资料还是可以被观察到的。比如一些指令跟踪。 或者 一些基于 linux 限制强制跳转到  __set_errno_internal函数进行转发处理。目前我还看不懂。能做到这些的大佬指定是个大佬
    不过还有一种方案我也测试了的。
    debug_cat大佬发了我一个他改版的frida 去掉了内存特征并将残留文件变成随机名,奈何我不会改机,原可以将 frida生成的残留文件 放在系统目录下,由于权限设置不了 不然就可以解决了

    文件, 下载次数

  • discuz0   

    编程帮助法
    moruye   

    不错不错,感谢分享
    debug_cat   

    进度太快了,我晕车~
    2016976438
    OP
      


    debug_cat 发表于 2023-5-9 22:55
    进度太快了,我晕车~

    大佬停下,我想上车~
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