手 Q 安卓端 - Art 虛擬機工具接口 Art TI 技術(shù)探索

  • 背景

    • 前段時間國家加強對 app 獲取用戶隱私信息的限制。手 Q 需要排查在用戶未同意隱私條款之前有哪些業(yè)務(wù)進行了獲取 IMEI 和應(yīng)用列表的調(diào)用
    • 怎么排查才能不漏掉某些調(diào)用踪危?最后我們是通過 Android Studio 的 Method Breakpoint 功能實現(xiàn)對系統(tǒng) java 函數(shù)斷點調(diào)試解決
    • 解決完之后贞远,我們想把這個 Method Breakpoint 技術(shù)做到代碼中蓝仲,由我們控制程序的執(zhí)行袱结。經(jīng)過一段時間的預(yù)研垢夹,目前初步可以做到 Hook Java 方法來解決一些問題果元,本文是對預(yù)研做總結(jié)
  • 簡介

    • jvmti Java Virtual Machine Tool Interface 是 JVM 提供給外部的用于調(diào)試和分析 JVM 虛擬機的接口
    • Android Studio 3.5 版本應(yīng)用 jvmti 技術(shù)優(yōu)化了 Instant Run 功能噪漾,解決了開發(fā)者編譯耗時問題
    • jvmti 技術(shù)在 Art 虛擬機上的實現(xiàn)是 Art TI
  • 怎么做

    • 加載 agent 程序
    Debug.attachJvmtiAgent("libnative-lib.so", "", getClassLoader());
    
    • agent 初始化
      JNIEXPORT jint JNICALL
      Agent_OnLoad(JavaVM *vm, char *options, void *reserved) {
          return JVMTI_ERROR_NONE;
      }
    
      JNIEXPORT jint JNICALL
      Agent_OnAttach(JavaVM *vm, char *options, void *reserved) {
          return JVMTI_ERROR_NONE;
      }
    
    • 讀取 jvmtiEnv 對象
      jvmtiEnv *jvmti_env;
      if (gVm->GetEnv(reinterpret_cast<void **>(&jvmti_env), JVMTI_VERSION_1_0) != JNI_OK) {
          ALOG("jvmtiEnv error");
          return;
      }
    
    • 查找待 hook java 方法 jmethodID 對象
      const char *className = "com/android/internal/telephony/ITelephony$Stub$Proxy";
      jclass clazz = env->FindClass(className);
      if (env->ExceptionCheck()) {
          env->ExceptionDescribe();
          env->ExceptionClear();
      }
      ALOG("jclass = %p", clazz);
    
      const char *methodName = "getDeviceId";
      const char *sig = "(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/String;";
      jmethodID method = env->GetMethodID(clazz, methodName, sig);
      if (env->ExceptionCheck()) {
          env->ExceptionDescribe();
          env->ExceptionClear();
      }
      ALOG(" %s %d gHookMethod = %p", __FILE__, __LINE__, method);
      gHookMethod = method;
    
    • 向 jvmti 聲明開放 can_generate_method_entry_events 和 can_access_local_variables 能力
      const jvmtiCapabilities capabilities_ptr = {
              .can_access_local_variables = 1,
              .can_generate_method_entry_events = 1,
      };
      if (jvmti_env->AddCapabilities(&capabilities_ptr) != JVMTI_ERROR_NONE) {
          ALOG("AddCapabilities ERROR");
          return;
      }
    
    • 設(shè)置事件回調(diào)函數(shù)
      extern void JNICALL jvmtiEventMethodEntry1
          (jvmtiEnv *jvmti_env,
           JNIEnv *jni_env,
           jthread thread,
           jmethodID method) {
              ...
           }
    
      const jvmtiEventCallbacks callbacks = {
              .MethodEntry = jvmtiEventMethodEntry1
      };
      if (jvmti_env->SetEventCallbacks(&callbacks, sizeof(callbacks)) != JVMTI_ERROR_NONE) {
          ALOG("SetEventCallbacks ERROR");
          return;
      }
    
    • 開啟進入 java 方法事件通知
      if (jvmti_env->SetEventNotificationMode(JVMTI_ENABLE, JVMTI_EVENT_METHOD_ENTRY, NULL) !=
          JVMTI_ERROR_NONE) {
          ALOG("SetEventNotificationMode ERROR");
          return;
      }
    
    • 接收進入 java 方法事件恶阴,過濾指定 hook java 方法
      extern void JNICALL jvmtiEventMethodEntry1
          (jvmtiEnv *jvmti_env,
           JNIEnv *jni_env,
           jthread thread,
           jmethodID method) {
          if (method == gHookMethod) {
              ...
          }
      }
    
    • 打印調(diào)用棧
      jint start_depth = 0;
      jvmtiFrameInfo frame_buffer[64];
      jint max_frame_count = 64;
      jint count_ptr;
      ALOG("GetStackTrace max_frame_count = %d", max_frame_count);
      if (jvmti_env->GetStackTrace(thread, start_depth, max_frame_count, frame_buffer,
                                   &count_ptr) != JVMTI_ERROR_NONE) {
          return;
      }
      ALOG("GetStackTrace count_ptr = %d", count_ptr);
    
      for (int i = 0; i < count_ptr; ++i) {
          char *name_ptr = NULL;
          if (jvmti_env->GetMethodName(frame_buffer[i].method, &name_ptr, NULL, NULL) ==
              JVMTI_ERROR_NONE) {
              jclass declaring_class_ptr;
              if(jvmti_env->GetMethodDeclaringClass(frame_buffer[i].method, &declaring_class_ptr) == JVMTI_ERROR_NONE){
                  jclass klass = declaring_class_ptr;
                  char* signature_ptr;
                  char* generic_ptr;
                  if (jvmti_env->GetClassSignature(klass, &signature_ptr, &generic_ptr) == JVMTI_ERROR_NONE){
                      ALOG("# %d, %s.%s location=%d",
                           i, signature_ptr, name_ptr, frame_buffer[i].location);
                  }
              }
          }
      }
    
    • 讀取本地變量表
      jint entry_count_ptr;
      jvmtiLocalVariableEntry *table_ptr;
      if (jvmti_env->GetLocalVariableTable(method, &entry_count_ptr, &table_ptr) ==
          JVMTI_ERROR_NONE) {
          ...
      }
    
    • 讀寫函數(shù)參數(shù)和局部變量
      jint depth = 0;
      jint slot = table_ptr->slot;
      jint value_pt;
      if (jvmti_env->GetLocalInt(thread, depth, slot, &value_pt) ==
          JVMTI_ERROR_NONE) {
          ALOG("GetLocalInt depth = %d, slot = %d, value = %d", depth, slot,
               value_pt);
      }
      value_pt++;
      if (jvmti_env->SetLocalInt(thread, depth, slot, value_pt) == JVMTI_ERROR_NONE) {
          ALOG("SetLocalInt depth = %d, slot = %d, value = %d", depth, slot,
               value_pt);
      }
    
    • 查看運行結(jié)果日志


      成功打印被 hook 函數(shù)的調(diào)用棧
  • 原理

  • 核心結(jié)構(gòu)類圖

    • JavaVM


      JavaVM類圖
    • jvmtiEnv


      jvmti 類圖
    • JNIEnv


      JNIEnv 類圖
    • 數(shù)據(jù)處理流程

      • Agent 啟動流程


        agent 啟動流程
      • jvmtiEnv 類的實例化流程


        jvmtiEnv 類的實例化流程
        // Creates a jvmtiEnv and returns it with the art::ti::Env that is       associated with it. new_art_ti
        // is a pointer to the uninitialized memory for an art::ti::Env.
        static void CreateArtJvmTiEnv(art::JavaVMExt* vm, jint version,       /*out*/void** new_jvmtiEnv) {
          struct ArtJvmTiEnv* env = new ArtJvmTiEnv(vm, gEventHandler,       version);
          *new_jvmtiEnv = env;
          gEventHandler->RegisterArtJvmTiEnv(env);
          art::Runtime::Current()->AddSystemWeakHolder(
            ArtJvmTiEnv::AsArtJvmTiEnv(env)->object_tag_table.get());
        }
        
  • 總結(jié)
    本文對預(yù)研結(jié)果進行了歸納總結(jié):

    • 整理了如何利用 jvmti 接口實現(xiàn) Java Hook 的流程
    • 整理了 jvmti 接口在 Art 虛擬機中相關(guān)的核心結(jié)構(gòu)如 JavaVM、jvmtiEnv彰触、jniEnv 的關(guān)系
    • 整理了 Agent 啟動流程和 jvmtiEnv 結(jié)構(gòu)的實例化流程
?著作權(quán)歸作者所有,轉(zhuǎn)載或內(nèi)容合作請聯(lián)系作者
  • 序言:七十年代末,一起剝皮案震驚了整個濱河市尔艇,隨后出現(xiàn)的幾起案子,更是在濱河造成了極大的恐慌母债,老刑警劉巖尝抖,帶你破解...
    沈念sama閱讀 212,454評論 6 493
  • 序言:濱河連續(xù)發(fā)生了三起死亡事件昧辽,死亡現(xiàn)場離奇詭異搅荞,居然都是意外死亡,警方通過查閱死者的電腦和手機痢甘,發(fā)現(xiàn)死者居然都...
    沈念sama閱讀 90,553評論 3 385
  • 文/潘曉璐 我一進店門茉贡,熙熙樓的掌柜王于貴愁眉苦臉地迎上來塞栅,“玉大人,你說我怎么就攤上這事腔丧》乓” “怎么了?”我有些...
    開封第一講書人閱讀 157,921評論 0 348
  • 文/不壞的土叔 我叫張陵愉粤,是天一觀的道長砾医。 經(jīng)常有香客問我,道長衣厘,這世上最難降的妖魔是什么如蚜? 我笑而不...
    開封第一講書人閱讀 56,648評論 1 284
  • 正文 為了忘掉前任,我火速辦了婚禮,結(jié)果婚禮上错邦,老公的妹妹穿的比我還像新娘。我一直安慰自己讨勤,他們只是感情好借尿,可當(dāng)我...
    茶點故事閱讀 65,770評論 6 386
  • 文/花漫 我一把揭開白布茂契。 她就那樣靜靜地躺著,像睡著了一般恢共。 火紅的嫁衣襯著肌膚如雪涨岁。 梳的紋絲不亂的頭發(fā)上尝哆,一...
    開封第一講書人閱讀 49,950評論 1 291
  • 那天瘦麸,我揣著相機與錄音,去河邊找鬼箍鼓。 笑死奄喂,一個胖子當(dāng)著我的面吹牛,可吹牛的內(nèi)容都是我干的蟹肘。 我是一名探鬼主播许饿,決...
    沈念sama閱讀 39,090評論 3 410
  • 文/蒼蘭香墨 我猛地睜開眼筒愚,長吁一口氣:“原來是場噩夢啊……” “哼!你這毒婦竟也來了?” 一聲冷哼從身側(cè)響起,我...
    開封第一講書人閱讀 37,817評論 0 268
  • 序言:老撾萬榮一對情侶失蹤吏恭,失蹤者是張志新(化名)和其女友劉穎搅幅,沒想到半個月后蝇更,有當(dāng)?shù)厝嗽跇淞掷锇l(fā)現(xiàn)了一具尸體蚁廓,經(jīng)...
    沈念sama閱讀 44,275評論 1 303
  • 正文 獨居荒郊野嶺守林人離奇死亡,尸身上長有42處帶血的膿包…… 初始之章·張勛 以下內(nèi)容為張勛視角 年9月15日...
    茶點故事閱讀 36,592評論 2 327
  • 正文 我和宋清朗相戀三年笆搓,在試婚紗的時候發(fā)現(xiàn)自己被綠了算墨。 大學(xué)時的朋友給我發(fā)了我未婚夫和他白月光在一起吃飯的照片暑刃。...
    茶點故事閱讀 38,724評論 1 341
  • 序言:一個原本活蹦亂跳的男人離奇死亡,死狀恐怖瑞凑,靈堂內(nèi)的尸體忽然破棺而出末秃,到底是詐尸還是另有隱情贺待,我是刑警寧澤涧衙,帶...
    沈念sama閱讀 34,409評論 4 333
  • 正文 年R本政府宣布稚虎,位于F島的核電站茴她,受9級特大地震影響,放射性物質(zhì)發(fā)生泄漏。R本人自食惡果不足惜钾怔,卻給世界環(huán)境...
    茶點故事閱讀 40,052評論 3 316
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一處隱蔽的房頂上張望欣鳖。 院中可真熱鬧察皇,春花似錦、人聲如沸泽台。這莊子的主人今日做“春日...
    開封第一講書人閱讀 30,815評論 0 21
  • 文/蒼蘭香墨 我抬頭看了看天上的太陽稻爬。三九已至嗜闻,卻和暖如春,著一層夾襖步出監(jiān)牢的瞬間因篇,已是汗流浹背笔横。 一陣腳步聲響...
    開封第一講書人閱讀 32,043評論 1 266
  • 我被黑心中介騙來泰國打工商佑, 沒想到剛下飛機就差點兒被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留茶没,地道東北人抓半。 一個月前我還...
    沈念sama閱讀 46,503評論 2 361
  • 正文 我出身青樓糕簿,卻偏偏與公主長得像探入,于是被迫代替她去往敵國和親。 傳聞我的和親對象是個殘疾皇子懂诗,可洞房花燭夜當(dāng)晚...
    茶點故事閱讀 43,627評論 2 350

推薦閱讀更多精彩內(nèi)容