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iOS一种隐式调用svc的方式

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Bilibili 发表于 2022-7-5 20:42:17

出于应用安全防护的目的,安全开发人员为防止函数被HOOK(inlinehook/fishhook),一般会对敏感函数做SVC调用,如access/stat/open等函数。做SVC调用的方式明显由于直接调用和动态dlsym调用,隐蔽性得到增强,且Hook难度增加。具体实施形式可分为为裸函数或内联汇编。裸函数方式,即为一个独立函数,其他函数通过传递系统调用号和参数调用该函数内联汇编方式,会将SVC内联到每个调用函数中。这两者相比较,各有优势。裸函数方式,如果攻击者对此函数进行hook,可以很方便的通过内存校验检测出问题(如果直接用变量访问这段内存,也是很容易逆向分析,因此实际操作时可以使用一些间接引用技巧)。但无论如何,因为iOS上非越狱环境无法动态创建并执行代码,因此SVC这条汇编指令一定是存在于内存中,最常见的就是svc 0x80svc 0x50(注意这个指令的立即数是默认忽略的,因此svc 0或者svc 0xffff效果都是一样的),对应机器码为01 10 00 D4,通常在逆向分析时,直接搜此二进制即可直达检测的关键处。为了对抗svc指令的检测和修改,缓解的方式也很多,比如将svc藏在特殊segment中,或者构造出包含01 10 00 D4的无效指令机器码来进行混淆。为了对抗svc指令的检测和修改,缓解的方式也很多,比如:

  • 将svc藏在特殊segment中
  • 构造出包含01 10 00 D4的无效指令机器码来进行混淆。
  • 将函数拆分成多个8字节函数,也就是2条指令,从而避免被inlinehook,因为inlinehook至少需要3条(Substitute)或4条(Substrate)指令才能成功

  本文提出一种方式,可以更好的隐藏svc调用。  libsystem_kernel.dylib是具体实现系统调用的动态库,通过逆向可以发现其包含大量的svc指令,那取巧的办法就是获取到这里svc的地址,并包装成函数进行调用,即可神不知鬼不觉达到隐藏svc并进行系统调用的目的。

__text:00000002382DA4AC                             EXPORT ___gettimeofday
__text:00000002382DA4AC             ___gettimeofday                         ; CODE XREF: _prepare_times_array_and_attrs+74↑p
__text:00000002382DA4AC
__text:00000002382DA4AC             var_10          = -0x10
__text:00000002382DA4AC
__text:00000002382DA4AC 02 00 80 D2                 MOV             X2, #0
__text:00000002382DA4B0 90 0E 80 D2                 MOV             X16, #0x74
__text:00000002382DA4B4 01 10 00 D4                 SVC             0x80
__text:00000002382DA4B8 C3 00 00 54                 B.CC            locret_2382DA4D0
__text:00000002382DA4BC FD 7B BF A9                 STP             X29, X30, [SP,#var_10]!
__text:00000002382DA4C0 FD 03 00 91                 MOV             X29, SP
__text:00000002382DA4C4 5E D9 FF 97                 BL              _cerror_nocancel
__text:00000002382DA4C8 BF 03 00 91                 MOV             SP, X29
__text:00000002382DA4CC FD 7B C1 A8                 LDP             X29, X30, [SP+0x10+var_10],#0x10
__text:00000002382DA4D0
__text:00000002382DA4D0             locret_2382DA4D0                        ; CODE XREF: ___gettimeofday+C↑j
__text:00000002382DA4D0 C0 03 5F D6                 RET

arm64上具体实现代码如下,此代码通过获取libsystem_kernel模块地址,并爆搜指令的方式获取svc,并实现裸函数和内联函数两种调用方式,通过逆向可以发现,程序中并没有svc指令,完美达到目的!:

intptr_t get_text_range(void* base, intptr_t off, uint32_t* psize) {
    mach_header_t* pmh = (mach_header_t*)base;
    load_command* plc = (load_command*)(pmh + 1);
    for (int i = 0; i < pmh->ncmds; i++) {
        if (plc->cmd != LC_SEGMENT_CURARCH) {
            plc = (struct load_command*)((unsigned char*)plc + plc->cmdsize);
            continue;
        }
        segment_command_t* psc = (segment_command_t*)plc;
        if (0 == strcmp(psc->segname, "__TEXT")) {
            if (psize) *psize = (uint32_t)psc->vmsize;
            return (intptr_t)(psc->vmaddr + off);
        }
        plc = (struct load_command*)((unsigned char*)plc + plc->cmdsize);
    }
    return -1;
}

static void* find_svc() {
    for (int i = 0; i < _dyld_image_count(); i++) {
        const char* path = _dyld_get_image_name(i);
        void* base = (void*)_dyld_get_image_header(i);
        intptr_t slide = _dyld_get_image_vmaddr_slide(i);
        if (0 != strcmp(path, "/usr/lib/system/libsystem_kernel.dylib")) {
            continue;
        }
        NSLog(@"%s", path);
        intptr_t text_base = 0;
        uint32_t text_size = 0;
        text_base = get_text_range(base, slide, &text_size);
        for (int i = 0; i < text_size / 4; i += 4) {
            uint32_t* addr = (uint32_t*)(text_base + i * 4);
            if (*addr == 0xd4001001) { // for arm64
                return (void*)addr;
            }
        }
    }
    return 0;
}

static void* svc_addr = 0;

#define naked __attribute__((naked))
#define finline __inline__ __attribute__((always_inline))

naked int asm_getpid1() {
    __asm("mov x16, 0x14            \n"
          "mov x8, %[svc_addr]      \n"
          "br  x8                   \n"
          ::[svc_addr]"r"(svc_addr):
    );
}

finline int asm_getpid2() {
    int ret = 0;
    __asm("mov x16, 0x14            \n"
          "mov x8, %[svc_addr]      \n"
          "blr  x8                  \n"
          "mov %[ret], x0           \n"
          :[ret]"=r"(ret):[svc_addr]"r"(svc_addr):
    );
    return ret;
}

int main(int argc, char * argv[]) {
    svc_addr = find_svc();
    NSLog(@"asm_pid1=%d, asm_pid2=%d, real_pid=%d", asm_getpid1(), asm_getpid2(), getpid());

    NSString * appDelegateClassName;
    @autoreleasepool {
        appDelegateClassName = NSStringFromClass([AppDelegate class]);
    }
    return UIApplicationMain(argc, argv, nil, appDelegateClassName);
}

需要注意的是上述代码没有进行错误处理,这个实现是通过BCC指令,具体可以参照libsystem_kernel的反汇编。

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