Android内核之内核提取

Android设备启动的时候有两种模式:第一种是正常启动,使用boot分区;第二种是启动恢复过程,使用recovery分区。这两种分区的结构是相同的,后面会介绍到。两者的区别顾名思义,这里不多说了。这两个分区的镜像文件分别对应boot.img和recovery.img,我们可以从很多渠道去获取到,其中包含了系统非常重要的东西。

boot.img镜像文件中包含了内核镜像文件(通常命名为zImage)和内存盘(initrd)镜像文件(通常命名为ramdisk.img或initrd.img),其结构的定义可以参看AOSP的system/core/mkbootimg/bootimg.h:

1. zImage包含引导程序(bootloader)、解压程序,以及压缩后的内核代码和数据,Android的内核是基于Linux内核的,经过了大量的修改和改进,很多搞Android攻防的人肯定会需要获得设备的内核镜像文件,其中保存着编译时的各种配置信息,包括全局函数和数据符号;另外有了镜像文件,就可以使用类似IDA的工具去分析内核代码找漏洞;镜像文件还可以用来验证已知漏洞是否存在等等,总之好处多多。

2. ramdisk.img主要包含/,/system,/data这三个系统分区,这三个目录包含了系统几乎所有重要的东西,特别是根目录/下的init.rc文件,通过修改这个文件可以改变系统的很多属性,甚至可以永久获得root权限。ramdis.img主要包含下面内容:

./init.trout.rc
./default.prop 保存一些调试参数,对于开发者相当重要
./proc
./dev
./init.rc 一些启动参数
./init
./sys
./init.goldfish.rc
./sbin
./sbin/adbd
./system system.img挂载点
./data userdata.img挂载点

刷内核的基本原理就是获取boot.img,修改其中的zImage或者ramdisk.img文件的内容,比如init.rc,然后再重新打包成新的boot.img,最后用烧写工具将其烧到设备中就可以了。当然很多设备都有锁,这个就另说了。


在开始之前先多说几句,介绍几个比较重要的镜像文件,除了上面的boot.img还有下面几个:

1. userdata.img,保存用户和应用信息,其实android里每个应用就是一个独立的用户了,其结构如下:

/data/app 所有安装后的app会移至此处,apk被拆成dex和apk,dex为目标文件,apk为资源包
/data/data 应用程序内部存储信息,sharepreference、database,etc

2. system.img,包含整个android系统,结构:

system/app android出厂内置应用在此,同时,在这里的app可以获得一些特别的权限。
system/framework android框架在此,不宜乱动,开发者可以使用adb push + 拔电池开关机可以快速验证问题。(前提是eng版本)
Special App:
SystemUI.apk 状态栏藏在里面。
framework-res.apk包含整个系统res文件夹 including 系统UI、一些配置参数、theme、style、animation

一般刷机一般就是这几个:uboot.img,boot.img,recovery.img,userdata.img,system.img。uboot.img应该是类似BIOS一类的东西,用来初始化硬件的。

今天主要来介绍一下Android内核提取,提取过程很简单,本来想自己写一下,后来看到看雪上有一篇很不错的文章,直接分享过来吧大笑,手懒的人就是这样。。

其中补充两点:

1. 将boot.img文件分解的工具还有一个比较好用的是基于mkbootimg的abootimg,这个工具不仅可以从boot.img中分离出内核镜像,还可以构建boot.img文件。github地址:https://github.com/majonez/abootimg。另外还有AOSP中自带的工具叫做mkbootimg也可以构建boot.img,但是它不能提取镜像,AOSP中还有很多好用的工具,比如mkbootfs可以用来制作ramdisk.img,mkuserimg.sh可以用来制作userdata.img。这些工具都在AOSP源码的host/darwin-x86/bin/目录下。

2. 下面文章中查看zImage文件的结构应该是使用的binwalk工具,这是一个固件分析工具,用于对固件的分析、提取和逆向等,简单易用。

原文链接:http://bbs.pediy.com/showthread.php?t=194803


技术背景:
Android手机获得Root权限,可以让/system和/data分区获得读写的权限.这两个分区的权限配置,一般在根分区的init.rc文件中,修改这个文件可永久获得root权限.
众所周知,市面上绝大部分的Android手机文件系统有三个分区,分别是/,/system,/data.根分区(/)是打包为ramdisk.img后,再与kernel的zImage打包为boot.img. boot.img在EMMC/NAND中以RAW DATA的形式存在,且除使用烧写工具外,无法读写.正因如此,根分区(/)在每次开机时都会从存储器中加载到RAM, 所以根分区(/)是难以不被刷机破解的.

那么如何破解?
获得boot.img,解压boot.img得到ramdisk.img, 再由ramdisk.img解压得到root目录(/),修改其中的init.rc文件,再打包,最终得到新的boot.img.最后利用烧写工具将boot.img烧写到手机即可.(具体可参考AOSP/mkbootimg)

浅析boot分区结构
名称:  1.png查看次数: 1文件大小:  33.9 KB
点击图片以查看大图图片名称: 2.png查看次数: 9文件大小: 37.7 KB文件 ID : 95884
具体分析:
一.  提取kernel文件
(1)boot在哪里?通过下载官方的rom包,解压缩后可以看到里面的boot.img文件然后分解
关于rom包,简单介绍下里面的文件:
boot.img  Linux内核和基本文件系统的内核包
system.img  系统的/system目录
recovery.img 系统恢复程序所用的镜像
userdata.img  系统的/data目录

/data/app  用户应用程序
/system/app 系统应用
/system/fonts  字体
/system/media  开关机动画
/system/media/audio 其他音频,闹铃,提示音等
META-INF 刷机脚本信息和签名
/system/etc 系统配置文件夹,恢复出厂设置后都从这里和build.prop调用配置来覆盖出错的配置,里面init.d文件夹可以放入脚本,脚本名字前加数字表示优先级
build.prop 手机信息

(2.1)boot在哪里?真机中提取(这里以Samsung Galaxy S4 为例)
adb shell 进入真机, ls -l /dev/block/platform/msm_sdcc.1/by-name
msm 代表高通的芯片
这个msm_sdcc.1是外接的SD卡挂载的目录,by-name指的是这个sd卡分区的名称
点击图片以查看大图图片名称: 3.png查看次数: 10文件大小: 131.1 KB文件 ID : 95885
现在可以通过dd命令将boot.img提取出来
dd if=/dev/block/mmcblk0p20 of=/sdcard/boot.img
名称:  4.png查看次数: 1文件大小:  105.1 KB
名称:  5.png查看次数: 1文件大小:  6.7 KB
点击图片以查看大图图片名称: 6.png查看次数: 6文件大小: 20.3 KB文件 ID : 95888

(2.2)boot在哪里?真机中提取(这里以Lenovo A300t为例) 另一种查找boot.img的方法

首先介绍下手机分区信息:
主要有mtd分区和emmc分区

一般刷机包签名文件夹里的刷机脚本那里有updater-script文件.
例如:
format("ext4", "EMMC", "/dev/block/platform/xxxx", "0", "/system")是EMMC分区的,
format("yaffs2", "MTD","/dev/block/platform/xxxx", "0", "/system")是MTD分区的

MTD是用于访问memory设备(ROM、flash)的Linux的子系统.MTD的主要目的是为了使新的memory设备的驱动更加简单

EMMC 结构由一个嵌入式存储解决方案组成,带有MMC (多媒体卡)接口、快闪存储器设备及主控制器—— 所有都在一个小型的BGA 封装.接口速度高达每秒52MB,EMMC具有快速、可升级的性能

cat /proc/mtd
点击图片以查看大图图片名称: 7.png查看次数: 10文件大小: 26.0 KB文件 ID : 95889
可以通过同样的方式,使用dd命令,将boot.img文件提取出来.

之后我们可以通过adb pull的方式把从真机中提取的boot.img文件提取到本地.之后用split_boogimg.pl 将提取的boot.img分解出来,可以得到boot.img-kernel

点击图片以查看大图图片名称: 8.png查看次数: 7文件大小: 10.1 KB文件 ID : 95890
二.  逆向分析kernel文件:
一般来说,这个kernel内核文件都是一个gzip的压缩格式,偶尔也会有其他的压缩算法.比如三星S5内核文件的压缩算法是lzop
点击图片以查看大图图片名称: 9.png查看次数: 7文件大小: 54.9 KB文件 ID : 95891
为什么是这样的情况呢?简要说下:
Kernel被载入内存后是以压缩的状态存放在磁盘之上的,他头上的一段代码就是为了初始化并且解压缩的一段代码.这段代码把自身压缩的一部分代码解压出来.放到真正内核所在的位置上.所以他所用的压缩算法要从他头上那段来指定的.所以如果今后厂商使用一些自己的压缩算法,那么需要更多逆向分析的.

这样我们可以通过一个解压缩的脚本,解压出真正的内核文件.一个二进制文件zImage.

#!/bin/bash
pos=`grep -P -a -b -m 1 --only-matching '\x1F\x8B\x08' zImage | cut -f 1 -d :`
echo "Extracting gzip'd kernel image from file: zImage (start = $pos)"

if [ ! -z $pos ]; then
echo "Dumping compressed image"
dd if=zImage of=zImage_unpacked.gz bs=1 skip=$pos 2>/dev/null >/dev/null
echo "Unzipping compressed image"
gunzip -qf zImage_unpacked.gz
fi
名称:  10.png查看次数: 1文件大小:  5.1 KB

现在可以将它导入到IDA中分析,但是导入IDA后发现效果很不理想

这是因为我们需要符号表.但是android的linux内核是一个平面结构,它没有符号表.如果大家编译过linux内核可以发现编译好的zImage被打包到boot.img文件中去,下面有个巨大的vmlinux,它放到gdb里面去调试可以看到完整的符号表和调试信息.刷入手机的版本是没有的.
但是在/proc/kallsyms可以提供所有的kernel symbol

cat /proc/kallsyms 会发现地址都是0
名称:  11.jpg查看次数: 1文件大小:  99.6 KB
为什么地址都是0呢?

因为有一个patch 在/proc/sys/kernel/kptr_restrict默认为1,就隐藏了symbol
只要我们将其置0就可以正常打印
点击图片以查看大图图片名称: 12.jpg查看次数: 6文件大小: 44.9 KB文件 ID : 95894
如果我们之前在刷机的过程中放进去一个su授权文件,那么我们就可以
echo 0 > /proc/sys/kernel/kptr_restrict
cat /proc/kallsyms > /data/local/tmp/syms.txt
名称:  13.png查看次数: 1文件大小:  43.2 KB
但是我们目的是为了root,这里如果没有su文件呢?

我们还有其他的方法.kallsyms既然可以打印symbol,那么说明symbol肯定在内核之中的.它就在__ksymtab里面.我们肯定可以知道一些常见的内核函数,比如kallsyms_lookup_name.我们可以在这个内核的二进制文件中找它的字符串.找到它的相对位置后,然后拿它的地址去搜索
点击图片以查看大图图片名称: 14.png查看次数: 7文件大小: 126.5 KB文件 ID : 95896
我们可以搜到一个结构
名称:  15.png查看次数: 1文件大小:  15.9 KB
从0xC0008000开始暴力搜索连续若干个具有上面的特征的内存,就可以找到内核的导出符号表

有了符号地址后,手动在ida中添加
名称:  16.jpg查看次数: 1文件大小:  57.0 KB 

发布了60 篇原创文章 · 获赞 44 · 访问量 34万+

猜你喜欢

转载自blog.csdn.net/beyond702/article/details/53113382
今日推荐