<% dim ModuleName,InfoID,ChannelShortName,CorrelativeArticle,InstallDir,ChannelDir,Keyword,PageTitle,ArticleIntro,Articlecontent Keyword=stripHTML("安卓,文件,漏洞,插件,缓存") PageTitle=stripHTML("影响数千万APP的安卓APP“寄生兽”漏洞技术分析") ArticleIntro=stripHTML("77169.com小编引导:0x00 前言360手机平安研讨团队vulpecker近日发现了一种新型的安卓app平安破绽,市面上数以千万的app都受该破绽影响。该破绽一旦被攻击者应用,可以直接在用户手") Articlecontent=stripHTML("0x00 前言360手机安全研究团队vulpecker近日发现了一种新型的安卓app安全漏洞,市面上数以千万的app都受该漏洞影响。该漏洞一旦被攻击者利用,可以…") ModuleName = stripHTML("exploits") InfoID = stripHTML("204907") ChannelShortName=stripHTML("漏洞") InstallDir=stripHTML("http://www.77169.com/") ChannelDir=stripHTML("exploits") %> 影响数千万APP的安卓APP“寄生兽”漏洞技术分析 - 华盟网 - http://www.77169.com
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[组图]影响数千万APP的安卓APP“寄生兽”漏洞技术分析

2015/7/7 作者:彩儿 来源: wooyun
导读 <% if len(ArticleIntro)<3 then Response.Write Articlecontent 'Response.Write "Articlecontent" else Response.Write ArticleIntro 'Response.Write "ArticleIntro" end if %>

0x00 前言


360手机安全研究团队vulpecker近日发现了一种新型的安卓app安全漏洞,市面上数以千万的app都受该漏洞影响。该漏洞一旦被攻击者利用,可以直接在用户手机中植入木马,盗取用户的短信、照片以及银行、支付宝等账号密码,vulpecker以“寄生兽”命名这个漏洞。

目前vulpecker团队已经通过补天平台将相关详情通知给各大安全应急响应中心,也向受此影响的各大厂商进行了通报,在此提醒用户关注各APP厂商修复进程,并及时下载更新安装最新的APP。

寄生兽是日本作家岩明均创作的漫画《寄生兽》中的一种怪物,初始形态是一种虫子,会钻进生物的体内并夺取大脑,因人类严重的环境污染而诞生,该漏洞的攻击方式类似寄生兽的感染,可以长期驻留在受害者的手机内,本文将详细分析这个漏洞,揭开漏洞的秘密。

0x01 关于app的缓存代码


安卓的应用程序apk文件是zip压缩格式的文件,apk文件中包含的classes.dex文件相当于app的可执行文件,当app运行后系统会对classes.dex进行优化,生成对应的odex格式的文件。

odex文件相当于app的可执行文件的缓存代码,一般安卓系统在第一次加载运行apk时会将系统生成odex文件存放于/data/dalvik-cache目录下。

如图

enter image description here

可以看到该目录下的文件只有system用户有写权限,只有在拥有system权限的情况下才能对odex文件进行写操作。

0x02 广泛流行的插件机制


由于安卓应用的升级都需要重新安装程序,频繁的升级给用户体验和开发都带来了不便,所以市面上的app都开始采用插件机制,利用插件机制可以做到无缝升级和扩展功能,app只需要引入相应的插件文件就可以做到功能添加或升级,无需再重新安装程序。

app插件机制的实现方式是把相关功能编写成单独的apk或jar文件,然后在程序运行时用DexClassLoader动态加载,进行反射调用。我们来看一下DexClassLoder的定义

public DexClassLoader (String dexPath, String optimizedDirectory, String library
Path, ClassLoader parent)
dexPath:是要加载的jar/apk的路径
optimizedDirectory:目标odex的路径
libraryPath:依赖的native library(so文件)路径
parent:父加载器

下面是常见的调用DexClassLoader的代码片段

  1. String dexFiles = "/data/data/com.test.dexload/app_al_sdk/drozer.apk";
  2. final File optimizedDexOutputPath = appcontext.getDir("outdex", 0);
  3. appcontext.getClassLoader();
  4. DexClassLoader classLoader = new DexClassLoader(dexFiles, optimizedDexOutputPath .getAbsolutePath(), null, ClassLoader.getSystemClassLoader());
  5. ...

如图drozer.apk插件在被调用后生成了drozer.dex缓存文件,注意这个文件是odex格式.

enter image description here

enter image description here

0x03 插件机制引入的攻击


在2013年,国外的mwr实验室给出了一个利用中间人的方式劫持app升级插件的攻击案例,参考

https://labs.mwrinfosecurity.com/blog/2013/11/20/applovin-ad-library-sdk-remote-command-execution-via-update-mechanism/

几年前,大部分采用插件机制的app,在载入插件前都没有对插件文件进行完整性校验,导致黑客可以通过中间人劫持的方式替换app的升级插件,在插件中嵌入恶意代码控制用户的app和手机。

现今,大部分采用插件机制的app都加强了安全性,如最早使用插件开发方式的微信等app,在下载使用插件前都会校验插件文件的签名,黑客已经无法通过中间人的方式替换插件攻击app。

0x04 插件机制新的攻击点


近日,国外的nowsecure公司公布了三星输入法的一个漏洞,利用过程直接替换了系统app的odex缓存代码。参考:

https://www.nowsecure.com/blog/2015/06/16/remote-code-execution-as-system-user-on-samsung-phones/

三星输入法是拥有系统最高级别的system权限,可以直接替换任意app的缓存文件。那安卓app插件的缓存代码是否和APP主程序直接产生的缓存代码一样能被任意替换?

我们去android源码中验证了一下,通过DexClassLoader() 加载jar/apk文件,最终会通过native接口openDexFileNative() 进入到native层。

对应于android-4.2.2_r1/dalvik/vm/native/dalvik_system_DexFile.cpp中的Dalvik_dalvik_system_DexFile_openDexFileNative() 方法,在native层对几个参数做一系列校验,如果检测到第二个参数指定的odex文件存在,则会调用dvmOpenCachedDexFile() 直 接打开,调用处的代码如下:

  1. fd = dvmOpenCachedDexFile(fileName, cachedName,
  2. dexGetZipEntryModTime(&archive, entry),
  3. dexGetZipEntryCrc32(&archive, entry),
  4. isBootstrap, &newFile, /createIfMissing=/true);

很明显,第3、4个参数对应的是优化前的classes.dex的时间戳和crc校验值。最终会调用

  1. dvmCheckOptHeaderAndDependencies(fd, true, modWhen, crc,
  2. expectVerify, expectOpt)

如果crc、modWhen参数正确,则返回该odex的文件句柄;若crc、modEWhen校验错误,则尝试删除错误的odex,并重建新的odex。所以,攻击者如果要注入目标odex,需要对修改后的odex文件的crc及modWhen做修改。

下面是一个修改后的odex文件实例,dex_old是修改前的odex文件,dex_new是修改后的dex文件,两个文件的md5不一样,但是crc及modWhen却是一样的,这样就可以绕过DexClassLoader的校验。

 

0x05 “寄生兽”漏洞的真正危害


安卓应用的代码缓存机制是程序在执行时优先加载运行缓存代码,而google却只对缓存代码做了可以伪造的弱校验,这明显这是一个安全架构实现上的严重漏洞。

广大app开发者再使用插件机制开发app时可以对插件文件做完整性校验,而系统生成的缓存代码却无法做到有效保护,一旦攻击者将恶意代码注入到缓存代码中,开发者对app插件文件做的各种保护都将失效。这种攻击很难被发现,即使重启或关机,只要app一运行,恶意代码也会随之运行,同时安全软件对这一块的检查和防御也几乎为零。

0x06 现实中的“寄生兽”漏洞攻击案例


1)利用zip解压缩漏洞覆盖缓存代码

在三星输入法漏洞的利用中,作者用到了安卓下的zip解压缩漏洞,这个漏洞是单独的一个漏洞,且由来以久,在google官方的文档中已经做了警告,存在问题的是ZipEntry.getName()方法,我们看一下google文档中对该函数的描述:

链接:http://developer.android.com/reference/java/util/zip/ZipEntry.html#getName() Gets the name of this ZipEntry

Security note: Entry names can represent relative paths. foo/../bar or ../bar/baz ,
for example. If the entry name is being used to construct a filename or as a path
component, it must be validated or sanitized to ensure that files are not written outside
of the intended destination directory.

可以看到google对该方法给出了一个安全提示,提示开发者如果该方法的返回值中包含有"../"跳转符,需要特别注意不要将文件写到了目标文件夹之外。如果不对"../"跳转符做过滤,就有可能遍历目录,在解压zip文件时以本app的权限覆盖任意文件。

我们检测后发现市面上几乎所有使用zip解压缩功能的app都存在漏洞,为“寄生兽”漏洞的攻击提供了便利,主要分为三类情况:

APP关联文件类

这类漏洞主要影响有皮肤功能的APP,如输入法,浏览器类APP .很多app在manifest中做了zip类文件的关联,如果注册的文件格式被点击,对应的app就会启动解压文件。下图是app注册文件关联的一个示例

 

这个app关联了一个ssf格式的文件,其实这个文件的格式是zip压缩格式,用户在手机中下载打开ssf文件时,就会启动对应的app自动解压文件,文件中包含的恶意代码可以覆盖该app的缓存代码。

验证某输入法app漏洞视频

http://v.youku.com/v_show/id_XMTI3NDA2MjkyNA==.html

APP自升级类

这类漏洞主要影响有自动升级下载zip类文件功能的app,在app下载文件过程中可以被中间人劫持攻击,我们发现地图类的app和sdk插件最容易收到攻击,app在下载解压资源文件的过程中被攻击

验证某地图app漏洞视频

http://v.youku.com/v_show/id_XMTI3MzgyMDU0MA==.html

APP默认解压类

这类漏洞主要影响默认有解压缩zip文件功能的app,如浏览器直接下载zip文件打开后,app就被感染缓存代码。

验证某浏览器漏洞视频: http://v.youku.com/v_show/id_XMTI3NDIxMzUzMg==.html

2)利用adb backup覆盖缓存代码

如果开发者没有在manifest里指定allowBackup="false" ,就可以在不需要root权限的情况下备份、恢复app私有目录下的数据。如果该app用到了插件机制,则对应的插件的odex文件也会被备份。攻击者可以先用adb backup备份用户数据,对备份下来的odex文件进行修改,然后用adb restore恢复回去,就可以替换掉正常的odex文件,造成代码劫持。

3)其他可能的APP数据读写

如果一个木马病毒利用root权限实施“寄生兽”漏洞攻击方式,将能实现隐蔽的apt木马攻击方式,长期潜伏在用户的手机类,安全软件很难发现app的缓存代码被感染了。

0x07 “寄生兽”漏洞的防护方案


“寄生兽”漏洞的核心有两点,一是google没有考虑odex的安全问题需要开发者自己做防护,另一个是要阻断漏洞的攻击入口和利用方式,这里我们给出一些防护建议缓解该漏洞的攻击。

对odex文件进行完整性校验

由于对odex一般是由系统(DexClassLoader)自动生成的,且odex与apk/jar是相对独立的,开发者事先无法知道odex文件的MD5等信息,所以很难通过MD5校验等手段保护odex的完整性;同时,系统的DexClassLoader函数只是校验了odex中的crc、modWhen字段,可以很轻易的被绕过。

所以,目前对odex的防护只能由app自身来做,可以在每次运行DexClassLoader之前,清除已经存在的odex;

另外,在odex第一次生成之后,存储odex文件的MD5值,以后每次调用DexClassLoader的时候都对odex文件进行MD5校验。

对可能的劫持odex的攻击入口漏洞进行修复

对zip解压缩的漏洞,只需要在调用zipEntry.getName()的时候,过滤返回值中的"../"跳转符。对于引用的第三方的zip库也需要注意,可以用上面的测试用例测试一下第三方库是否有zip解压缩的漏洞;

调用DexClassLoader动态加载dex的时候,第二个参数不要指定在sdcard上;

在manifest里指定allowBackup=”false”,防止应用数据备份覆盖;