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Android so注入(inject)和Hook技术学习(二)——Got表hook之导入表hook

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全局符号表(GOT表)hook实际是通过解析SO文件,将待hook函数在got表的地址替换为自己函数的入口地址,这样目标进程每次调用待hook函数时,实际上是执行了我们自己的函数。
  GOT表其实包含了导入表和导出表,导出表指将当前动态库的一些函数符号保留,供外部调用,导入表中的函数实际是在该动态库中调用外部的导出函数。
  这里有几个关键点要说明一下:
  (1) so文件的绝对路径和加载到内存中的基址是可以通过 /proc/[pid]/maps 获取到的。
  (2) 修改导入表的函数地址的时候需要修改页的权限,增加写权限即可。
  (3) 一般的导入表Hook是基于注入操作的,即把自己的代码注入到目标程序,本次实例重点讲述Hook的实现,注入代码采用上节所有代码inject.c。
  导入表的hook有两种方法,以hook fopen函数为例。

  方法一:

  通过解析elf格式,找出静态的.got表的位置,并在内存中找到相应的.got表位置,这个时候内存中.got表保存着导入函数的地址,读取目标函数地址,与.got表每一项函数入口地址进行匹配,找到的话就直接替换新的函数地址,这样就完成了一次导入表的Hook操作了。
  hook流程如下图所示:

  https://img3.mukewang.com/5b48c32900016f2507400611.jpg

 图1 导入表Hook流程图 

 

  具体代码实现如下:

  entry.c:

复制代码

  1 #include <unistd.h>  2 #include <stdio.h>  3 #include <stdlib.h>  4 #include <android/log.h>  5 #include <EGL/egl.h>  6 #include <GLES/gl.h>  7 #include <elf.h>  8 #include <fcntl.h>  9 #include <sys/mman.h> 10  11 #define LOG_TAG "INJECT" 12 #define LOGD(fmt, args...) __android_log_print(ANDROID_LOG_DEBUG, LOG_TAG, fmt, ##args) 13  14 //FILE *fopen(const char *filename, const char *modes) 15 FILE* (*old_fopen)(const char *filename, const char *modes); 16 FILE* new_fopen(const char *filename, const char *modes){ 17     LOGD("[+] New call fopen.\n"); 18     if(old_fopen == -1){ 19         LOGD("error.\n"); 20     } 21     return old_fopen(filename, modes); 22 } 23  24 void* get_module_base(pid_t pid, const char* module_name){ 25     FILE* fp; 26     long addr = 0; 27     char* pch; 28     char filename[32]; 29     char line[1024]; 30      31     // 格式化字符串得到 "/proc/pid/maps" 32     if(pid < 0){ 33         snprintf(filename, sizeof(filename), "/proc/self/maps"); 34     }else{ 35         snprintf(filename, sizeof(filename), "/proc/%d/maps", pid); 36     } 37  38     // 打开文件/proc/pid/maps,获取指定pid进程加载的内存模块信息 39     fp = fopen(filename, "r"); 40     if(fp != NULL){ 41         // 每次一行,读取文件 /proc/pid/maps中内容 42         while(fgets(line, sizeof(line), fp)){ 43             // 查找指定的so模块 44             if(strstr(line, module_name)){ 45                 // 分割字符串 46                 pch = strtok(line, "-"); 47                 // 字符串转长整形 48                 addr = strtoul(pch, NULL, 16); 49  50                 // 特殊内存地址的处理 51                 if(addr == 0x8000){ 52                     addr = 0; 53                 } 54                 break; 55             } 56         } 57     } 58     fclose(fp); 59     return (void*)addr; 60 } 61  62 #define LIB_PATH "/data/app-lib/com.bbk.appstore-2/libvivosgmain.so" 63 int hook_fopen(){ 64  65     // 获取目标pid进程中"/data/app-lib/com.bbk.appstore-2/libvivosgmain.so"模块的加载地址 66     void* base_addr = get_module_base(getpid(), LIB_PATH); 67     LOGD("[+] libvivosgmain.so address = %p \n", base_addr); 68      69     // 保存被Hook的目标函数的原始调用地址 70     old_fopen = fopen; 71     LOGD("[+] Orig fopen = %p\n", old_fopen); 72  73     int fd; 74     // 打开内存模块文件"/data/app-lib/com.bbk.appstore-2/libvivosgmain.so" 75     fd = open(LIB_PATH, O_RDONLY); 76     if(-1 == fd){ 77         LOGD("error.\n"); 78         return -1; 79     } 80      81         // elf32文件的文件头结构体Elf32_Ehdr 82     Elf32_Ehdr ehdr; 83     // 读取elf32格式的文件"/data/app-lib/com.bbk.appstore-2/libvivosgmain.so"的文件头信息 84     read(fd, &ehdr, sizeof(Elf32_Ehdr)); 85  86     // elf32文件中节区表信息结构的文件偏移 87     unsigned long shdr_addr = ehdr.e_shoff; 88     // elf32文件中节区表信息结构的数量 89     int shnum = ehdr.e_shnum; 90     // elf32文件中每个节区表信息结构中的单个信息结构的大小(描述每个节区的信息的结构体的大小) 91     int shent_size = ehdr.e_shentsize; 92  93     // elf32文件节区表中每个节区的名称存放的节区名称字符串表,在节区表中的序号index 94     unsigned long stridx = ehdr.e_shstrndx; 95  96     // elf32文件中节区表的每个单元信息结构体(描述每个节区的信息的结构体) 97     Elf32_Shdr shdr; 98     // elf32文件中定位到存放每个节区名称的字符串表的信息结构体位置.shstrtab 99     lseek(fd, shdr_addr + stridx * shent_size, SEEK_SET);100     // 读取elf32文件中的描述每个节区的信息的结构体(这里是保存elf32文件的每个节区的名称字符串的)101     read(fd, &shdr, shent_size);102     LOGD("[+] String table offset is %lu, size is %lu", shdr.sh_offset, shdr.sh_size); //41159, size is 254103 104     // 为保存elf32文件的所有的节区的名称字符串申请内存空间105     char * string_table = (char *)malloc(shdr.sh_size);106     // 定位到具体存放elf32文件的所有的节区的名称字符串的文件偏移处107     lseek(fd, shdr.sh_offset, SEEK_SET);108     // 从elf32内存文件中读取所有的节区的名称字符串到申请的内存空间中109     read(fd, string_table, shdr.sh_size);110 111     // 重新设置elf32文件的文件偏移为节区信息结构的起始文件偏移处112     lseek(fd, shdr_addr, SEEK_SET);113 114     int i;115     uint32_t out_addr = 0;116     uint32_t out_size = 0;117     uint32_t got_item = 0;118     int32_t got_found = 0;119     120     // 循环遍历elf32文件的节区表(描述每个节区的信息的结构体)121     for(i = 0; i<shnum; i++){122         // 依次读取节区表中每个描述节区的信息的结构体123         read(fd, &shdr, shent_size);124         // 判断当前节区描述结构体描述的节区是否是SHT_PROGBITS类型125         //类型为SHT_PROGBITS的.got节区包含全局偏移表126         if(shdr.sh_type == SHT_PROGBITS){127             // 获取节区的名称字符串在保存所有节区的名称字符串段.shstrtab中的序号128             int name_idx = shdr.sh_name;129 130             // 判断节区的名称是否为".got.plt"或者".got"131             if(strcmp(&(string_table[name_idx]), ".got.plt") == 0132                 || strcmp(&(string_table[name_idx]), ".got") == 0){133                 // 获取节区".got"或者".got.plt"在内存中实际数据存放地址134                 out_addr = base_addr + shdr.sh_addr;135                 // 获取节区".got"或者".got.plt"的大小136                 out_size = shdr.sh_size;137                 LOGD("[+] out_addr = %lx, out_size = %lx\n", out_addr, out_size);138                 int j = 0;139                 // 遍历节区".got"或者".got.plt"获取保存的全局的函数调用地址140                 for(j = 0; j<out_size; j += 4){141                     // 获取节区".got"或者".got.plt"中的单个函数的调用地址142                     got_item = *(uint32_t*)(out_addr + j);143                     // 判断节区".got"或者".got.plt"中函数调用地址是否是将要被Hook的目标函数地址144                     if(got_item == old_fopen){145                         LOGD("[+] Found fopen in got.\n");146                         got_found = 1;147                         // 获取当前内存分页的大小148                         uint32_t page_size = getpagesize();149                         // 获取内存分页的起始地址(需要内存对齐)150                         uint32_t entry_page_start = (out_addr + j) & (~(page_size - 1));151                         LOGD("[+] entry_page_start = %lx, page size = %lx\n", entry_page_start, page_size);152                         // 修改内存属性为可读可写可执行153                         if(mprotect((uint32_t*)entry_page_start, page_size, PROT_READ | PROT_WRITE | PROT_EXEC) == -1){154                             LOGD("mprotect false.\n");155                             return -1;156                         }157                         LOGD("[+] %s, old_fopen = %lx, new_fopen = %lx\n", "before hook function", got_item, new_fopen);158                         159                         // Hook函数为我们自己定义的函数160                         got_item = new_fopen;161                         LOGD("[+] %s, old_fopen = %lx, new_fopen = %lx\n", "after hook function", got_item, new_fopen);162                         // 恢复内存属性为可读可执行163                         if(mprotect((uint32_t*)entry_page_start, page_size, PROT_READ | PROT_EXEC) == -1){164                             LOGD("mprotect false.\n");165                             return -1;166                         }167                         break;168                     // 此时,目标函数的调用地址已经被Hook了169                     }else if(got_item == new_fopen){170                         LOGD("[+] Already hooked.\n");171                         break;172                     }173                 }174                 // Hook目标函数成功,跳出循环175                 if(got_found)176                     break;177             }178         }179     }180     free(string_table);181     close(fd);182 }183 184 int hook_entry(char* a){185     LOGD("[+] Start hooking.\n");186     hook_fopen();187     return 0;188 }

复制代码

运行ndk-build编译,得到libentry.so,push到/data/local/tmp目录下,运行上节所得到的inject程序,得到如下结果,表明hook成功:

https://img2.mukewang.com/5b48c3340001db7f09680488.jpg

图2.

 

方法二

  通过分析program header table查找got表。导入表对应在动态链接段.got.plt(DT_PLTGOT)指向处,但是每项的信息是和GOT表中的表项对应的,因此,在解析动态链接段时,需要解析DT_JMPREL、DT_SYMTAB,前者指向了每一个导入表表项的偏移地址和相关信息,包括在GOT表中偏移,后者为GOT表。

  具体代码如下:

复制代码

  1 #include <unistd.h>  2 #include <stdio.h>  3 #include <stdlib.h>  4 #include <android/log.h>  5 #include <EGL/egl.h>  6 #include <GLES/gl.h>  7 #include <elf.h>  8 #include <fcntl.h>  9 #include <sys/mman.h> 10  11 #define LOG_TAG "INJECT" 12 #define LOGD(fmt, args...) __android_log_print(ANDROID_LOG_DEBUG, LOG_TAG, fmt, ##args) 13  14  15 //FILE *fopen(const char *filename, const char *modes) 16 FILE* (*old_fopen)(const char *filename, const char *modes); 17 FILE* new_fopen(const char *filename, const char *modes){ 18     LOGD("[+] New call fopen.\n"); 19     if(old_fopen == -1){ 20         LOGD("error.\n"); 21     } 22     return old_fopen(filename, modes); 23 } 24  25 void* get_module_base(pid_t pid, const char* module_name){ 26     FILE* fp; 27     long addr = 0; 28     char* pch; 29     char filename[32]; 30     char line[1024]; 31      32     // 格式化字符串得到 "/proc/pid/maps" 33     if(pid < 0){ 34         snprintf(filename, sizeof(filename), "/proc/self/maps"); 35     }else{ 36         snprintf(filename, sizeof(filename), "/proc/%d/maps", pid); 37     } 38  39     // 打开文件/proc/pid/maps,获取指定pid进程加载的内存模块信息 40     fp = fopen(filename, "r"); 41     if(fp != NULL){ 42         // 每次一行,读取文件 /proc/pid/maps中内容 43         while(fgets(line, sizeof(line), fp)){ 44             // 查找指定的so模块 45             if(strstr(line, module_name)){ 46                 // 分割字符串 47                 pch = strtok(line, "-"); 48                 // 字符串转长整形 49                 addr = strtoul(pch, NULL, 16); 50  51                 // 特殊内存地址的处理 52                 if(addr == 0x8000){ 53                     addr = 0; 54                 } 55                 break; 56             } 57         } 58     } 59     fclose(fp); 60     return (void*)addr; 61 } 62  63 #define LIB_PATH "/data/app-lib/com.bbk.appstore-2/libvivosgmain.so" 64 int hook_fopen(){ 65  66     // 获取目标pid进程中"/data/app-lib/com.bbk.appstore-2/libvivosgmain.so"模块的加载地址 67     void* base_addr = get_module_base(getpid(), LIB_PATH); 68     LOGD("[+] libvivosgmain.so address = %p \n", base_addr); 69      70     // 保存被Hook的目标函数的原始调用地址 71     old_fopen = fopen; 72     LOGD("[+] Orig fopen = %p\n", old_fopen); 73  74     //计算program header table实际地址 75     Elf32_Ehdr *header = (Elf32_Ehdr*)(base_addr); 76     if (memcmp(header->e_ident, "\177ELF", 4) != 0) { 77         return 0; 78     } 79  80     Elf32_Phdr* phdr_table = (Elf32_Phdr*)(base_addr + header->e_phoff); 81     if (phdr_table == 0) 82     { 83         LOGD("[+] phdr_table address : 0"); 84         return 0; 85     } 86     size_t phdr_count = header->e_phnum; 87     LOGD("[+] phdr_count : %d", phdr_count); 88  89  90     //遍历program header table,ptype等于PT_DYNAMIC即为dynameic,获取到p_offset 91     unsigned long dynamicAddr = 0; 92     unsigned int dynamicSize = 0; 93     int j = 0; 94     for (j = 0; j < phdr_count; j++) 95     { 96         if (phdr_table[j].p_type == PT_DYNAMIC) 97         { 98             dynamicAddr = phdr_table[j].p_vaddr + base_addr; 99             dynamicSize = phdr_table[j].p_memsz;100             break;101         }102     }103     LOGD("[+] Dynamic Addr : %x",dynamicAddr);104     LOGD("[+] Dynamic Size : %x",dynamicSize);105 106 /*107 typedef struct dynamic {108     Elf32_Sword d_tag;109     union {110     Elf32_Sword d_val;111     Elf32_Addr d_ptr;112     } d_un;113 } Elf32_Dyn;114 */115     Elf32_Dyn* dynamic_table = (Elf32_Dyn*)(dynamicAddr);116     unsigned long jmpRelOff = 0;117     unsigned long strTabOff = 0;118     unsigned long pltRelSz = 0;119     unsigned long symTabOff = 0;120     int i;121     for(i=0;i < dynamicSize / 8;i ++)122     {123         int val = dynamic_table[i].d_un.d_val;124         if (dynamic_table[i].d_tag == DT_JMPREL)125         {126             jmpRelOff = val;127         }128         if (dynamic_table[i].d_tag == DT_STRTAB)129         {130             strTabOff = val;131         }132         if (dynamic_table[i].d_tag == DT_PLTRELSZ)133         {134             pltRelSz = val;135         }136         if (dynamic_table[i].d_tag == DT_SYMTAB)137         {138             symTabOff = val;139         }140     }141 142     Elf32_Rel* rel_table = (Elf32_Rel*)(jmpRelOff + base_addr);143     LOGD("[+] jmpRelOff : %x",jmpRelOff);144     LOGD("[+] strTabOff : %x",strTabOff);145     LOGD("[+] symTabOff : %x",symTabOff);146     //遍历查找要hook的导入函数,这里以fopen做示例147     for(i=0;i < pltRelSz / 8;i++)148     {149         int number = (rel_table[i].r_info >> 8) & 0xffffff;150         Elf32_Sym* symTableIndex = (Elf32_Sym*)(number*16 + symTabOff + base_addr);151         char* funcName = (char*)(symTableIndex->st_name + strTabOff + base_addr);152         //LOGD("[+] Func Name : %s",funcName);153         if(memcmp(funcName, "fopen", 5) == 0)154         {155             // 获取当前内存分页的大小156             uint32_t page_size = getpagesize();157             // 获取内存分页的起始地址(需要内存对齐)158             uint32_t mem_page_start = (uint32_t)(((Elf32_Addr)rel_table[i].r_offset + base_addr)) & (~(page_size - 1));159             LOGD("[+] mem_page_start = %lx, page size = %lx\n", mem_page_start, page_size);160             //void* pstart = (void*)MEM_PAGE_START(((Elf32_Addr)rel_table[i].r_offset + base_addr));161             mprotect((uint32_t)mem_page_start, page_size, PROT_READ | PROT_WRITE | PROT_EXEC);162             LOGD("[+] r_off : %x",rel_table[i].r_offset + base_addr);163             LOGD("[+] new_fopen : %x",new_fopen);164             *(unsigned int*)(rel_table[i].r_offset + base_addr) = new_fopen;165         }166     }167 168     return 0;169 }170 171 int hook_entry(char* a){172     LOGD("[+] Start hooking.\n");173     hook_fopen();174     return 0;175 }

复制代码

运行后的结果为:

https://img2.mukewang.com/5b48c33e0001aedd09700547.jpg

 图3

参考文章:

http://gslab.qq.com/portal.php?mod=view&aid=169

https://blog.csdn.net/u011247544/article/details/78668791

https://blog.csdn.net/qq1084283172/article/details/53942648

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