Android安全：Hook技术

一、Hook技术 
1.Hook英文翻译为“钩子”，而钩子就是在事件传送到终点前截获并监控事件的传输，像个钩子钩上事件一样，并且能够在钩上事件时，处理一些自己特定的事件； 
2.Hook使它能够将自己的代码“融入”被勾住（Hook）的进程中，成为目标进程的一部分； 
3.在Andorid沙箱机制下，Hook是我们能通过一个程序改变其他程序某些行为得以实现； 
二、Hook分类 
1.根据Android开发模式，Native模式（C/C++）和Java模式（Java）区分，在Android平台上 
  Java层级的Hook； 
  Native层级的Hook； 
2.根Hook对象与Hook后处理事件方式不同，Hook还分为： 
  消息Hook； 
  API Hook； 
3.针对Hook的不同进程上来说，还可以分为： 
  全局Hook； 
  单个进程Hook； 
三、Hook原理 
Hook技术本质是函数调用，由于处于Linux用户状态，每个进程有自己独立的进程控件，所以必须先注入所要Hook的进程空间，修改其内存中进程代码，替换过程表的符号地址，通过ptrace函数附加进程，向远程进程注入so库，从而达到监控以及远程进程关键函数挂钩； 
四、Hook工作流程 
1.Android相关内核函数： 
  ptrace函数：跟踪一个目标进程，结束跟踪一个目标进程，获取内存字节，像内存写入地址； 
  dlopen函数：以指定模式打开指定的动态链接库文件； 
  mmap函数：分配一段临时的内存来完成代码的存放； 
2.向目标进程注入代码总结后的步骤分为以下几步： 
  用ptrace函数attch上目标进程； 
  发现装载共享库so函数； 
  装载指定的.so； 
  让目标进程的执行流程跳转到注入的代码执行； 
  使用ptrace函数的detach释放目标集成； 
五、常用Hook工具-Xposed框架 
1.Xposed框架是一款可以在不修改APK的情况下影响程序运行（修改系统）的框架服务； 
2.通过替换/system/bin/app_process程序控制zygote进程，使app_process在启动过程中加载XposedBridge.jar这个jar包，从而完成对Zygote进程及其创建的Dalvik虚拟机的劫持； 
六、Xposed框架安装 
1.从官方网站（http://repo.xposed.info/module/de.robv.android.xposed.installer），下载de.robv.android.xposed.installer_v33_36570c.apk，安装本地服务XposedInstaller； 
2.安装进入到XposedInstaller应用程序，“框架”模块出现“未激活”提示； 



3.点击“框架”，进入到需要激活框架的界面，我们点击“安装/更新”就能完成框架的激活了，因为安装时会需要Root权限（下载相关工具如“Root精灵”），安装后会启动Xposed的app_process，所以安装过程会存在设备多次重启（安装过程如下图）； 
正在安装（下载）： 



获取Root权限（授权Root权限提示，并确定）： 



安装完成（安装完成提示重启）： 



安装成功（框架模块激活提示消失，即安装成功）： 



七、Xposed框架模块安装 
1.Xposed框架内置了下载功能，我们只需要在下载模块点击之后，进行浏览、下载、搜索即可； 



2.默认按照时间排序，你可以点击放大镜图标，进行搜索如（XuiMod，一款专门用于状态栏和置顶电池模块）； 
搜索XuiMod模块： 



3.点击搜索到的模块，可以查看到该模块的描述信息，版本信息。在版本信息模块下进行模块的下载安装； 
XuiMod描述信息： 



XuiMod版本信息，点击下载相关模块： 



下载完成，点击“安装”进行安装： 



安装完成后，进入“模块”，激活下载安装的模块，重启生效： 



重启后，长按XuiMod进入到模块运行界面，进行相关的操作，重启生效（如下图，手机顶部打开电源充电，居中，充电动画功能）： 



八、Xposed自定义模块开发 
上个段落，我们讲解下如何下载、安装和使用Xposed模块。那么我们如何根据自己的需求，自己开发一个Xposed模块，下面我们就介绍下相关流程： 
1.下载XposedBridgeApi-<version>.jar（http://forum.xda-developers.com/xposed/xposed-api-changelog-developer-news-t2714067）文件，用户提供Hook相关的API，如下： 

/**
*包装加载时的回调
*/
public void handleLoadPackage(final LoadPackageParam lpparam)
/**
*Xposed提供的Hook方法
*@param className 待Hook的Class
*@param classLoader ClassLoader
*@param methodName 待Hook的Method
*@param paramterTypesAndClassback hook回调
*/
Unhook findAndHookMethod(String className,ClassLoader classLoader,String methodName,Object... parameterTypesAndCallback)

2.创建一个Android Project HookDemo,在项目app目录下创建lib目录（如果将jar包放置到libs目录下，可能会产生错误，估计Xposed作者在其框架内部也引用了BrideApi，这样操作能避免重复），将jar包放置到lib目录(不是项目本身的libs目录)下，选择jar包->右键->Add As Library将这个jar包添加到BuildPATH； 



3.创建一个InputDemo项目（该项目使用输入框提示用户输入信息，点击按钮获取用户的信息并做相关的逻辑），用于模拟Hook目标，通过Xposed获取用户输入信息（关键代码和运行如下）； 

OK.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
@Override
public void onClick(View v) {
String inPut = Input.getText() + "";
//获取用户输入，并验证是否输入正确
if (isInputOK(inPut)) {
Toast.makeText(MainActivity.this, "Input Success", Toast.LENGTH_SHORT).show();
} else {
Toast.makeText(MainActivity.this, "Input Faild", Toast.LENGTH_SHORT).show();
}
}
});
… …
 private boolean isInputOK(String inPut) {
if ("123456".equals(inPut)) {
return true;
} else {
return false;
}
}

4.在HookDemo项目中，修改AndroidManifest.xml文件中配置插件的名称和Api版本号； 

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
package="com.example.pengchengxiang.hookdemo">
<application>
… …
<meta-data
android:name="xposedmodule"
android:value="true" />
<!--模块描述-->
<meta-data
android:name="xposeddescription"
android:value="a hook demo" />
<!--模块版本-->
<meta-data
android:name="xposedminversion"
android:value="30" />
</application>
</manifest>

5.创建一个入口类继承并实现IXposedHookLoadPackage接口，使用findAndHookMethod方法Hook输入信息；  

public class Main implements IXposedHookLoadPackage {
@Override
public void handleLoadPackage(XC_LoadPackage.LoadPackageParam loadPackageParam) throws Throwable {
if (!loadPackageParam.packageName.equals("com.example.pengchengxiang.inputdemo")) {
return;
}

XposedBridge.log("Loaded app:" + loadPackageParam.packageName);
//Hook MainActivity类的isInputOK方法，并将该方法的参数输出至Xposed工具中
findAndHookMethod("com.example.pengchengxiang.inputdemo.MainActivity", loadPackageParam.classLoader, "isInputOK", String.class, new XC_MethodHook() {
@Override
protected void beforeHookedMethod(MethodHookParam param) throws Throwable {
XposedBridge.log("hook start");
XposedBridge.log("param1:" + param.args[0]);
}

@Override
protected void afterHookedMethod(MethodHookParam param) throws Throwable {
XposedBridge.log("hook end");
XposedBridge.log("param1:" + param.args[0]);
}
});
}
}

注意：在实际应用过程中，你Hook的方法参数可能是目标程序自定义的类，非Android SDK提供，如"com.example.pengchengxiang.inputdemo.Test"。这里我们可以使用方法XposedHelpers.findClass来获取参数类型的class对象，如下：
XposedHelpers.findAndHookMethod("com.example.pengchengxiang.inputdemo.MainActivity", loadPackageParam.classLoader, "isInputOK", String.class,
XposedHelpers.findClass("com.example.pengchengxiang.inputdemo.Test", loadPackageParam.classLoader), new XC_MethodHook() {...}6.声明主入口路径，在assets文件夹中创建xposed_init文件，并在其中声明主入口类； com.example.pengchengxiang.hookdemo.Main7.完成InputDemo和HookDemo并安装在手机中，在XposedInstaller中启动我们的自己开发的模块； 



8.重新启动手机，在XposedInstaller中日志模块，查看在InputDemo中使用XposedBridge.log输出的日志； 



提示1：查看日志模块，如果报错如下图： 



处理1：第一，检查XposedBridgeApi-54.jar是否防在新建的lib目录下；第二，估计Xposed作者在其框架内部也使用了BridgeApi，使用Provided依赖避免重复引用； 



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