移动安全之Android逆向系列：JNI静态注册

字数统计: 2.2k字   |   阅读时长≈ 9分

本篇文章是Android逆向系列的第六篇，涉及到JNI静态注册的概念和基础知识。初步学习JNI的使用，主要是了解一些JNI接口函数的使用，并且使用JNI调用普通变量和静态变量，其中涉及到JNI接口函数中的GetObjectField、GetFieldID、FindClass等方法，此外也涉及到函数嵌套和参数问题，在下文中将详细地讲解学习到。

一、JNI使用简述

本节以安卓逆向的角度介绍JNI入门使用，主要涉及到JNI的使用书写步骤，最后再通过NDK静态注册上传至手机上测试。主要步骤如下：

  1. 编写带有native声明的方法的Java类，这里的native声明为本地方法且不要实现，其中的参数和方法体留在后面实现
  2. 使用javah命令生成.h头文件，该.h头文件相当于在Java层中的接口，里面存在的方法在编写C/C++中实现。
  3. C/C++中编写本地方法及.h头文件中存在的方法
  4. 生成动态库.so文件，之后运行即可

二、使用JNI-书写步骤介绍及简单Toast弹窗

1、Eclipse创建Android工程

1）创建Android工程

4SYlO1.png

2）项目设置

4SY8w6.png

3）编写MainActivity.java

在MainActivity.java文件中编写一个Getstring()方法，并在onCreate()方法中添加Toast弹窗显示，便于测试

4SYQyR.png

前面把程序放到Jadx工具里面进行反编译处理后，发现很多使用native修饰的方法，这些方法的特点是不可见性，即在jadx反编译时看不到其逻辑代码，只能看到一个空的方法名，而且使用native修饰的方法具体实现在java层是看不到的。这时就需要ndk开发的知识，在.so程序找到其对应的.so文件，然后去.so里面分析它的一个逻辑。

这里已经定义了一个被native修饰的方法，那么修饰这个方法就要做一些操作，在java层用Toast弹窗展示出来

package com.example.anquantest;
import android.os.Bundle;
import android.app.Activity;
import android.widget.Toast;
public class MainActivity extends Activity {
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
Toast.makeText(this, Getstring(), 1).show();//Toast弹窗
}
public native CharSequence Getstring();
}

4）设置编码格式

4SY3ex.png

2、javah生成JNI样式的标头文件

这部分是基于MainActivity.java文件中的类，通过javah命令生成JNI样式的头部文件。

1）前往文件目录下

该项目的资源src目录位置

cd D:\EveryCode\Eclipse\data\anquantest\src

2）javah命令生成JNI头文件

javah -jni 包名＋类
javah -jni com.example.anquantest.MainActivity

4SYhXn.png

可以在src目录下看到生成了一个com_example_anquantest_MainActivity.h文件

3、分析javah生成的.h文件

这部分简单介绍及分析了通过javah生成的.h头文件的内容

.h文件内容如下

4SY5mq.png

第一行代码引入jni头文件，也就是之前介绍的jin文件

#include <jni.h>

预处理功能中的条件编译，根据是否已经定义了一个变量来进行分支选择，用于防止重名和重复导入。

#ifndef
#endif

jobject类型的方法

JNIEXPORT jobject JNICALL Java_com_example_anquantest_MainActivity_Getstring
  (JNIEnv *, jobject);

4、ndk编译前准备

这部分是编写三个文件，用于NDK编译.so文件，分别是JNI_anquan.c、Application.mk、Android.mk文件。

1）主目录下创建jni文件夹，并将.h文件移入其中

改为JNI_anquan.h并移动到jni文件夹中

4SYWlj.png

2）创建JNI_anquan.c文件

4SYf6s.png

#include "JNI_anquan.h"
JNIEXPORT jobject JNICALL Java_com_example_anquantest_MainActivity_Getstring
  (JNIEnv *env, jobject obj){
jstring str = (*env)->NewStringUTF(env, "testtest");
return str;
}

首先是引入头文件JNI_anquan.h，接下来的.._Getstring(){}方法是在JNI_anquan.h中获取（使用javah生成的文件），添加两个参数env和obj，在方法体中添加NewSreingUTF()方法定义jstring类型的变量str，接收字符串testtest，最后将该字符串传回。

3）创建Android.mk文件

LOCAL_PATH  := $(call my-dir)
include $(CLEAR_VARS)
LOCAL_MODULE:= JNI_anquan
LOCAL_SRC_FILES := JNI_anquan.c
LOCAL_ARM_MODE  := arm
LOCAL_LDLIBS:= -llog  
include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

4SYRpQ.png

4）创建Application.mk文件

APP_ABI := armeabi-v7a

4SYsTf.png

5、生成.so文件

在cmd命令行中输入命令进行编译

ndk-build

4SYr0P.png

6、调用载入so库并连接手机测试

在MainActivity.java文件中添加代码至MainActivity类中，达到调用so库的作用

static{
 System.loadLibrary("JNI_anquan");
}

4SY6k8.png

package com.example.anquantest;
import android.os.Bundle;
import android.app.Activity;
import android.widget.Toast;
public class MainActivity extends Activity {
static{
 System.loadLibrary("JNI_anquan");
}
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
Toast.makeText(this, Getstring(), Toast.LENGTH_SHORT).show();
}
public native CharSequence Getstring();
}

保存后，连接手机测试

4SYctS.png

可以在手机上看到

4SYgfg.png

小结：

JNI：返回值类型 方法名称 参数类型
jobject (*CallObjectMethod)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, ...);
C层：返回值 参数 方法体
JNIEXPORT jobject JNICALL Java_com_example_anquantest_MainActivity_Getstring
  (JNIEnv *, jobject){
  }
NewStringUTF

三、使用JNI-调用普通和静态变量

1、编写MainActivity.java

package com.example.anquantest;
import android.os.Bundle;
import android.app.Activity;
import android.widget.Toast;
public class MainActivity extends Activity {
public String car1 = "yeah yeah !!!!";
public static String car2 = "static static static static";
static{
 System.loadLibrary("JNI_anquan");
}
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
Toast.makeText(this, Getstring(), Toast.LENGTH_SHORT).show();
Toast.makeText(this, Getstr(), Toast.LENGTH_SHORT).show();
Toast.makeText(this, GetStatic_str(), Toast.LENGTH_SHORT).show();
}
public native CharSequence Getstring();
public native CharSequence Getstr();
public native CharSequence GetStatic_str();
}

2、通过javah命令生成MainActivity.h文件

javah -jni com.example.anquantest.MainActivity

4StZnI.png

将其改名为JNI_anquan.h并移动到jni目录下

3、编写JNI_anquan.c文件

在之前的基础上需要新加两个函数方法，分别是Getstr()方法体和Getstatic_str()方法体，下面先详细介绍编写Getstr()方法体，后面的Getstatic_str()方法体类似。

1）编写Getstatic_str()方法体

0x01 GetObjectField方法

首先获取普通字段方法需要用到JNI接口中的Getobjectfield方法

jobject (*GetObjectField)(JNIEnv*, jobject, jfieldID);
注：返回值-方法名称-参数类型

4StuAf.png

添加了GetObjectField方法后，发现jfieldID未知，需要通过其他方法获取

那么jfieldID值需要如何获取呢？在jni.h中提供了GetFieldID方法获取jfieldID值

4StKN8.png

0x02 GetFieldID方法

GetFieldID方法用于获取jfieldID

jfieldID(*GetFieldID)(JNIEnv*, jclass, const char*, const char*);
第一个参数：JNI接口对象   env
第二个参数：Java类对象jclass
第三个参数：Java中的变量名 car1
第四个参数：Java变量签名  Ljava/lang/String;  (变量返回值类型,注意有分号)

4StmHP.png

添加了GetFieldID方法后，发现还有个jclass参数未知，也是需要其他方法来获取。

同样我们可以在jni.h中找到FindClass方法来得到jclass参数的值

4SteBt.png

这里Ljava/lang/String后面需要加上一个分号;

0x03 FindClass方法

FindClass方法用于获取jclass值

jclass  (*FindClass)(JNIEnv*, const char*);
第一个参数：JNI接口对象   env
第二个参数：Java类的完整路径   com/example/anquantest/MainActivity
这里的完整路径是包名＋类名，将点换成斜杆

4StyuR.png

完整代码如下

4St0CF.png

0x04 完整方法体
JNIEXPORT jobject JNICALL Java_com_example_anquantest_MainActivity_Getstr
  (JNIEnv *env, jobject obj){
jclass _jclass = (*env)->FindClass(env, "com/example/anquantest/MainActivity");
jfieldID _jfieldID = (*env)->GetFieldID(env, _jclass, "car1", "Ljava/lang/String;");
jobject str1 = (*env)->GetObjectField(env, obj, _jfieldID);
return str1;
}

2）编写Getstatic_str()方法体

类似Getstr()方法，Getstatic_str()方法内容构造类似

0x01 GetStaticObjectField方法
jobject (*GetStaticObjectField)(JNIEnv*, jclass, jfieldID);

参数中的jclass和jfieldID未知，可以通过上述方法获取，代码类似，这里就不展开

4StDgJ.png

0x02 GetStaticFieldID方法
jfieldID(*GetStaticFieldID)(JNIEnv*, jclass, const char*,const char*);

4StB34.png

0x03 完整方法体
JNIEXPORT jobject JNICALL Java_com_example_anquantest_MainActivity_GetStatic
  (JNIEnv *env, jobject obj){
jclass _jclass = (*env)->FindClass(env, "com/example/anquantest/MainActivity");
jfieldID _jfieldID = (*env)->GetStaticFieldID(env, _jclass, "car2", "Ljava/lang/String;");
jobject str2 = (*env)->GetStaticObjectField(env, _jclass, _jfieldID);
return str2;
}

3）JNI_anquan.c完整版

#include "JNI_anquan.h"
JNIEXPORT jobject JNICALL Java_com_example_anquantest_MainActivity_Getstring
  (JNIEnv *env, jobject obj){
jstring str = (*env)->NewStringUTF(env, "testtest");
return str;
}
// 获取Java层普通变量
JNIEXPORT jobject JNICALL Java_com_example_anquantest_MainActivity_Getstr
  (JNIEnv *env, jobject obj){
// FindClass方法返回jclass，第二个参数是包名+类名以斜杆隔开
jclass _jclass = (*env)->FindClass(env, "com/example/anquantest/MainActivity");
// GetFieldID方法获取jfieldID，第三个参数是变量名
// 第四个参数是变量签名，也就是变量的类型，L表示类类型，后面加上分号; !!!~~~
jfieldID _jfieldID = (*env)->GetFieldID(env, _jclass, "car1", "Ljava/lang/String;");
// GetObjectField获取变量值，其中未知的参数通过上面的方法均可找到
jobject str1 = (*env)->GetObjectField(env, obj, _jfieldID);
// 返回获取到的变量值
return str1;
}
JNIEXPORT jobject JNICALL Java_com_example_anquantest_MainActivity_GetStatic
  (JNIEnv *env, jobject obj){
jclass _jclass = (*env)->FindClass(env, "com/example/anquantest/MainActivity");
jfieldID _jfieldID = (*env)->GetStaticFieldID(env, _jclass, "car2", "Ljava/lang/String;");
jobject str2 = (*env)->GetStaticObjectField(env, _jclass, _jfieldID);
return str2;
}

4Strv9.png

4、创建Android.mk文件

LOCAL_PATH  := $(call my-dir)
include $(CLEAR_VARS)
LOCAL_MODULE:= JNI_anquan
LOCAL_SRC_FILES := JNI_anquan.c
LOCAL_ARM_MODE  := arm
LOCAL_LDLIBS:= -llog  
include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

5、Application.mk文件

APP_ABI := armeabi-v7a

6、生成.so文件

ndk-build

4Std4U.png

7、连接手机测试

4pohy4.png

4poflF.png


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俗话说“好记性不如烂笔头”，各个安全社区各自为战，当我们想要搜索某一方面的文章的时候总是得在各个平台之间来回横跳，于是乎，一个平台文章聚合搜索的想法诞生了。
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