逆向第二課(Theos安裝配置及Tweak工作原理)

Theos安裝與配置

Theos是一個越獄開發工具包,使用它可以創建Tweak項目,動態Hook第三方程序。GitHub鏈接:https://github.com/theos/theos ,官網安裝教程可以參考:https://github.com/theos/theos/wiki/Installation

安裝
  1. 安裝依賴庫

    安裝Theos之前先安裝三個依賴庫,dpkg、fakeroot和ldid

    $ brew install ldid fakeroot
    $ brew install --from-bottle https://raw.githubusercontent.com/Homebrew/homebrew-core/7a4dabfc1a2acd9f01a1670fde4f0094c4fb6ffa/Formula/dpkg.rb
    $ brew pin dpkg
    
    • ldid(作者:saurik )
      維基百科:http://iphonedevwiki.net/index.php/Ldid

      越獄iPhone下的簽名工具(更改授權entitlements),可以為theos開發的程序進程簽名(支持在OS X和iOS上運行)。

    • dpkg使用很簡單

      $ dpkg -i/-r  deb包安裝/卸載
      $ dpkg -s com.iosre.myiosreproject 查看安裝包信息
      

      ?

  1. 檢查Mac電腦是否存在 /opt目錄,沒有自己創建一個。
$ cd /opt
  1. 在新建的/opt目錄下clone項目源碼
$ git clone --recursive https://github.com/theos/theos.git
  1. 下載完成后執行以下命令,修改theos權限
$ sudo chown -R $(id -u):$(id -g) theos 
  1. 修改環境變量

    打開 ~/.bash_profile文件,添加以下兩行

    export THEOS=/opt/theos
    export PATH=/opt/theos/bin/:$PATH
    

    配置好后,命令行查看下是否成功。

    ?  theos git:(master) ? echo $THEOS
    /opt/theos
    

    如果你Mac安裝了omyzsh,可能上面配置后并不會成功,解決辦法是:在~/.zshrc中添加下面一行。

    source ~/.bash_profile

    ?

第一個逆向工程

下面創建我們的第一個逆向程序,以創建一個SpringBoard的動態庫為例。

創建項目
  • 在你想創建項目的任一目錄下執行命令

    $ nic.pl
    
  • 接著會出現一個列表讓你選擇創建項目的類型, 我們輸入tweak前面的數字11。

  • Project Name (required): 提示輸入項目名稱,我們可以叫SpringBoardTest。

  • Package Name [com.yourcompany.springboardtest]: 這里是讓輸入項目的包名,根據喜好隨便輸入。

  • Author/Maintainer Name [xxx]:這里是讓輸入作者名字,將來會在Cydia中顯示。

  • [iphone/tweak] MobileSubstrate Bundle filter [com.apple.springboard]:這里是輸入你將要Hook程序的Bundle Identifier,我們以SpringBoard為例,所以這里輸入com.apple.springboard。

  • iphone/tweak] List of applications to terminate upon installation (space-separated, '-' for none) [SpringBoard]:最后一步是輸入要Hook項目Mach-o文件名,這里輸入SpringBoard。

class2-001.png
項目目錄介紹

項目創建完成后,可以看到工程目錄有四個文件:Makefile、SpringBoardTest.plist、Tweak.xm 、control

  • control文件

    control文件記錄了deb包管理系統所需的基本信息,會被打包進deb包里。我們可以對他修改,添加一行自己的博客地址Homepage: http://www.lxweimin.com/u/6fa5c59c9f2a

  • SpringBoardTest.plist

    包含我們要Hook項目的Bundle Identifier

  • Makefile

    工程的配置信息,介紹可看如下注釋

    //工程包含的通用頭文件
    include $(THEOS)/makefiles/common.mk
    //創建工程時指定的“Project Name,指定好之后一般不要再更改
    TWEAK_NAME = SpringBoardTest
    //tweak包含的源文件,指定多個文件時用空格隔開
    SpringBoardTest_FILES = Tweak.xm
    //tweak工程的頭文件,一般有application.mk、tweak.mk和tool.mk幾類
    include $(THEOS_MAKE_PATH)/tweak.mk
    //指定tweak安裝之后,需要做的事情,這里是殺掉SpringBoard進程 
    after-install::
        install.exec "killall -9 SpringBoard"    
    

    補充:

    //編譯debug或者release
    DEBUG = 0
    //越獄iPhone的ip地址
    THEOS_DEVICE_IP = 192.168.1.113
    //指定支持的處理器架構
    ARCHS = armv7 arm64 
    //指定需要的SDK版本iphone:Base SDK:Deployment Target
    TARGET = iphone:latest:8.0  //最新的SDK,程序發布在iOS8.0以上
    //導入框架,多個框架時用空格隔開
    SpringBoardTest_FRAMEWORKS = UIKit 
    SpringBoardTest_PRIVATE_FRAMEWORKS = AppSupport
    //鏈接libsqlite3.0.dylib、libz.dylib和dylib1.o
    SpringBoardTest_LDFLAGS = -lz –lsqlite3.0 –dylib1.o
    //make clean
    clean::
        rm -rf ./packages/* 
    
  • Tweak.xm

    文件后綴:“xm”中的“x”代表這個文件支持Logos語法,如果后綴名是單獨一個“x”,說明源文件支持Logos和C語法;如果后綴名是“xm”,說明源文件支持Logos和C/C++語法。

    • %hook 指定需要hook的class,必須以%end結尾

    • %log 該指令在%hook內部使用,將函數的類名、參數等信息寫入syslog

      Cydia內搜索安裝syslogd

    • %orig該指令在%hook內部使用,執行被鉤住(hook)的函數的原始代碼。

編譯工程

我們實現一個在手機中每次點擊Home鍵彈框的功能。

  • 修改Tweak.xm文件如下

    %hook SpringBoard 
    - (void)_menuButtonDown:(id)down  
    {  
        UIAlertView *alert = [[UIAlertView alloc]  
        initWithTitle:@"Hello,lecoding!" 
        message:nil 
        delegate:self cancelButtonTitle:@"OK"
        otherButtonTitles:nil]; 
        [alert show]; 
        %orig; // call the original _menuButtonDown:
    }
    %end
    
  • 修改Makefile文件

    THEOS_DEVICE_IP = 109.168.1.2 這里的IP要修改為你自己越獄手機的內網IP地址。也可以不寫這行,在命令行中指定。

    DEBUG = 0
    THEOS_DEVICE_IP = 109.168.1.2 
    ARCHS = armv7 arm64 
    TARGET = iphone:latest:8.0  
    include $(THEOS)/makefiles/common.mk
    
    TWEAK_NAME = MyFirstReProject
    MyFirstReProject_FILES = Tweak.xm
    MyFirstReProject_FRAMEWORKS = UIKit 
    include $(THEOS_MAKE_PATH)/tweak.mk
    
    after-install::
        install.exec "killall -9 SpringBoard"
    clean::
        rm -rf ./packages/* 
    
  • 編譯命令

    在項目目錄依次執行以下命令

    make  //編譯
    make package  //打包
    make install  //安裝
    

    執行過程如下:

class2_002.png

執行make install 時會讓輸入兩次手機sshd的密碼。安裝成功后點擊手機Home鍵就會彈框。

class2_0021.jpg

手機中卸載Tweak方法

  • 在Cydia中找到我們的項目,點擊卸載
  • ssh鏈接到手機,使用dpkg -r bundlID ,bundlID是創建Tweak項目時輸入的包名。

Deb包介紹

執行完make package這一步時,在項目目錄就會多了幾個目錄。

  • packages目錄存放著最終的deb包。

    deb包本質是一個壓縮包文件。里面包含一些特定的目錄和文件。安裝過程就是dpkg程序按照指定的規則去拷貝文件和執行腳本。

    執行以下命令可以查看Deb包的內部目錄結構:

    ?  packages dpkg -c com.wildcat.sbtest_0.0.1-1_iphoneos-arm.deb
    drwxr-xr-x lixingle/staff    0 2017-09-04 16:41 ./
    drwxr-xr-x lixingle/staff    0 2017-09-04 16:41 ./Library/
    drwxr-xr-x lixingle/staff    0 2017-09-04 16:41 ./Library/MobileSubstrate/
    drwxr-xr-x lixingle/staff    0 2017-09-04 16:41 ./Library/MobileSubstrate/DynamicLibraries/
    -rwxr-xr-x lixingle/staff 131984 2017-09-04 16:41 ./Library/MobileSubstrate/DynamicLibraries/SpringBoardTest.dylib
    -rw-r--r-- lixingle/staff     57 2017-09-04 16:41 ./Library/MobileSubstrate/DynamicLibraries/SpringBoardTest.plist
    
  • .theos/_/DEBIAN : 該目錄主要存放control文件、及安裝和卸載時需要執行的腳本等

  • .theos/_/Library : 目錄下是將要拷貝到手機相應目錄的動態庫和配置信息

  • 腳本文件

    preinst
    在Deb包文件解包之前,將會運行該腳本。許多“preinst”腳本的任務是停止作用于待升級軟件包的服務,直到軟件包安裝或升級完成。
    
    postinst
    該腳本的主要任務是完成安裝包時的配置工作。許多“postinst”腳本負責執行有關命令為新安裝或升級的軟件重啟服務。
    
    prerm
    該腳本負責停止與軟件包相關聯的daemon服務。它在刪除軟件包關聯文件之前執行。
    
    postrm
    該腳本負責修改軟件包鏈接或文件關聯,或刪除由它創建的文件。
    
  • dpkg打包時會復制當前目錄下Layout目錄下的所有文件和目錄,這些文件和目錄會鏡像到目標設備上(Layout相對于設備的根目錄)

Logos語法

關于Logos語法可以看wiki學習。維基百科:http://iphonedevwiki.net/index.php/Logos

Tweak工作原理

Cydia Substrate 原名為 Mobile Substrate 已經正式更名為 Cydia Substrate。它是越獄后cydia插件/軟件(主要指theos開發的tweak)運行的一個基礎依賴包。提供軟件運行的公共庫,可以用來動態替換內存中的代碼、數據等所以iOS系統越獄環境下安裝絕大部分插件,必須首先安裝Cydia Substrate。

Cydia Substrate主要由3部分組成:MobileHooker,MobileLoader 和 safe mode

MobileHooker

MobileHooker用于替換覆蓋系統的方法,這個過程被稱為Hooking(掛鉤)
它主要包含兩個函數:

void MSHookMessageEx(Class class, SEL selector, IMP replacement, IMP *result);
void MSHookFunction(voidfunction,void replacement,void** p_original);

MSHookMessageEx 主要作用于Objective-C函數

MSHookFunction 主要作用于C和C++函數

Logos語法%hook就是對此函數做了一層封裝,讓編寫hook代碼變的更直觀。

MobileLoader

MobileLoader 將tweak插件注入到第三方應用程序中。

啟動時MobileLoader會根據/Library/MobileSubstrate/DynamicLibraries/目錄中plist文件指定的作用范圍,
有選擇的在第三方進程空間里通過dlopen函數加載同名的dylib。

每一個.dylib文件都會有一個同名的.plist文件。

.plist文件的作用就是用來指定tweak插件的作用對象。

/Library/MobileSubstrate/DynamicLibraries/目錄中文件如下,會發現有一個我們剛創建的SpringBoardTest.dylib和SpringBoardTest.plist。

class2_003.png
safe mode
  • 因為APP程序質量參差不齊崩潰再所難免,tweak本質是dylib,寄生在別人進程里,如果注入Springboard等。系統進程一旦出錯,可能導致整個進程崩潰,崩潰后就會造成iOS癱瘓。
  • 所以CydiaSubstrate引入了安全模式,在安全模式下所有基于CydiaSubstratede 的三方dylib都會被禁用,便于查錯與修復。

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