android漏洞收集2-classes.dex重名、extra filed length溢出

╰+攻爆jí腚メ 2022-08-06 05:12 47阅读 0赞

1.classes.dex重名

漏洞原理

漏洞的关键点在于，Android假设一个APK包中的文件是不会重名的。可实际上Zip格式是允许一个Zip文件包含具有相同文件命的文件。（注意，这里的文件名，包括这个文件在Zip包里的相对路径）。

Android在安装应用时，会抽取APK包中每个文件，进行签名验证。但如果碰到了相同文件名的文件，则只会校验第二个文件，而忽略第一个文件。

另外在应用运行前会释放classes.dex到/data/dalvik-cache/目录生成优化过的odex文件，然后再运行。这个阶段如果APK里有两个classes.dex，就只会抽取第一个classes.dex进行优化，而忽略第二。

好了，说到这，相信读者应该明白怎么利用这个漏洞了吧。

攻击分析

如果我们将一个APK包中放入两个classes.dex文件。第一个classes.dex是被我们篡改过的恶意dex文件；第二个classes.dex是原来这个APK中的classes.dex文件。那么在签名验证时，就会验证原来的classes.dex，因此通过验证；而执行时，却执行了被篡改过的第一个classes.dex。

攻击步骤

a)找个你想攻击的APK，抽取出其classes.dex保存

b)反编译 classes.dex，修改之，重新生成新的classes.dex，更名为classes.dey

c)用7z打开原APK包，删除其中的classes.dex，保存退出7z。

d)依次将classes.dey和保存的classes.dex，通过7z塞入APK，然后保存退出7z

e)用UltraEdit编辑修改过的APK，查找“classes.dey”，修改为“classes.dex”（共有两处），然后保存。

f)大功告成。

总结

a)这个漏洞可以攻击几乎所有的APK应用。利用该漏洞修改过的APK，能依然保留原签名，可以通过Android的签名验证，并能执行恶意[代码][Link 1]。

b)如果手机里的一些应用是APK + odex形式存在的。很不幸，这个漏洞无法攻击这部手机上的这些应用。因为这个APK里没有classes.dex，无法借尸还魂。

c)如果手机里有Settings.apk（非APK + odex形式），取出来修改下，再安装覆盖，就能拿到System权限。因为Settings是system uid。

2.extra file length溢出

在讲这个漏洞之前，首先需要搞明白java里short类型转int类型的问题。要理解这个漏洞，必须明白这个技术点。

public class JavaTest \{

public static void main(String\[\] args) \{

short a = (short)0xFFFF;

int b;

b = a;

System.out.println(b);

b = a & 0xFFFF;

System.out.println(b);

Zip文件格式

在每个Zip文件中都有一个Central directory，Central directory中的每一项是一个File header。这个File header的结构对应到Android代码的类就是ZipEntry。File header结构中有一个偏移量指向local file header，local file header后面就紧跟着file data。接下来我们详细看一下local file header的结构。

local file header signature4 bytes  (0x04034b50)

version needed to extract2 bytes

general purpose bit flag2 bytes

compression method2 bytes

last mod file time2 bytes

last mod file date2 bytes

crc-324 bytes

compressed size4 bytes

uncompressed size4 bytes

file name length2 bytes

extra field length2 bytes

file name (variable size)

extra field (variable size)

可以看到，除最后2个域以外，local file header的其他域都是定长的。而这两个变长域的长度是由file name length和extra field length所确定。再次说明，紧跟在extra field后面的就是文件的数据file data了。

Android如何进行apk校验

Android在进行apk文件校验时，会调到ZipFile的public InputStream getInputStream(ZipEntry entry)函数。这函数中，有这么一段：

RAFStream rafstrm = new RAFStream(raf, entry.mLocalHeaderRelOffset + 28);

DataInputStream is = new DataInputStream(rafstrm);

int localExtraLenOrWhatever = Short.reverseBytes(is.readShort());

is.close();

// Skip the name and this "extra" data or whatever it is:

rafstrm.skip(entry.nameLength + localExtraLenOrWhatever);

rafstrm.mLength = rafstrm.mOffset + entry.compressedSize;

if (entry.compressionMethod == ZipEntry.DEFLATED) \{

int bufSize = Math.max(1024, (int)Math.min(entry.getSize(), 65535L));

return new ZipInflaterInputStream(rafstrm, new Inflater(true), bufSize, entry);

\} else \{

return rafstrm;

注意：上述代码中红色部分。localExtraLenOrWhatever就是local file header结构中的extra field length。回想一下我们第一部分将的技术点，如果这里的extra filed length的大小是大于2^15，会怎么样？

没错，localExtraLenOrWhatever将会是负值。因此接下来，rafstrm.skip(entry.nameLength + localExtraLenOrWhatever); 这句将无法真正跳过变长域file name (variable size) 和extra field (variable size)。反而有可能呢会跳到file name (variable size)中，甚至file name (variable size)之前。当然为了攻击方便，我们还是期望它跳到file  
name (variable size)中。

如何实施攻击

要改变一个apk的行为，显然攻击的目标就是apk里的classes.dex文件。对于classes.dex文件在apk文件中的local file header结构，其file name (variable size)域的内容肯定就是“classes.dex”了。注意，这里的后缀名dex，正好和dex文件开头的三个字节完全相同（不理解的，参见dex文件格式）。

a)利用这一点，从file name (variable size)域“classex.dex”的“.”之后开始我们可以写入一个完整的dex文件。这个dex文件必须是原apk里的classes.dex文件。只有这样才能绕过签名验证

b)修改extra field length，使之为0xFFFD。因为这个值刚好为-3。根据漏洞，rafstrm.skip(entry.nameLength + localExtraLenOrWhatever); 这句就会跳到file name (variable size)域中的“.”之后。也就是一个dex文件的开始，这里必须是原dex文件内容。

c)修改local file header之后的file data数据。在这里写入带有攻击代码的classes.dex内容。

d)以上的修改会带来apk文件一些结构上的调整，比如扩充extra field域，调整file data大小等。

具体攻击模型，如下图。

![Center][]

总结

总的来说该攻击手段，首先利用了Android在签名验证过程中，对Zip文件相应16位域的读取时，没有考虑到大于2^15的情况。（因为java的int , short, long都是有符号数，而不像C/C++里有无符号数）。

其次利用了Zip文件中的local file header结构的extra field域来存放原classes.dex。但这个域的大小最多只能是2^16-1，因此被攻击的Apk里的classes.dex大小必须在64K以内。否则，就无法对其进行攻击。这算是这种攻击方式的一个限制。

最后还有一个问题补充说明：之所以这种攻击方式能成功，还在于在运行时，系统抽取的是hacked classes.dex，而在签名校验时，验证的是extra域里的classes.dex。前者是在libdex.so中实现，后者在Java层实现。是由Java层跟Native层不一致导致。

原文链接:[http://www.xuebuyuan.com/1935195.html][http_www.xuebuyuan.com_1935195.html]

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