Android App 逆向入門之三：監聽 app 封包

2023年4月27日 Security

我記得在我剛接觸 Android 沒多久的時候，要看 app 到底發了哪些 request 是很簡單的一件事情。只要在電腦上面裝個 Charles，接著設定手機上的 Wifi，讓它 proxy 到電腦上，然後輸入特定網址下載 Charles 提供的憑證，安裝完成以後就搞定了。

但前陣子用了一樣的流程，雖然有聽到一些封包，但從 app 出來的流量卻是空的，上網找了各式各樣的解法之後都行不通。

最後我才知道，原來是 Android 在 6.0 以上改變了安全性的設定，預設就不相信使用者自行安裝的憑證，所以才會攔截不到。有種做法是裝個 local VPN，這樣流量就會全部都過 proxy，但我試過以後發現還是有點麻煩。

在眾多方法之中，我試過最有用的方法，就是把 apk 拆開，改一些設定之後再裝回去，這篇就來記錄一下流程跟心得。

系列文連結：

前置作業

前置作業一共有兩項：

準備 proxy
設置手機

Proxy 的部分其實任選一套都可以，我是用常見的 Burp Suite，其他軟體的設置應該也都大同小異。

首先，先到 Proxy -> Options 裡面新增 Proxy Listeners，bind to address 的部分記得選 all interfaces，手機才連的到：

電腦的 proxy 就這樣設置完成了，接著我們來設定手機。

在開始設定以前，記得要先讓手機跟電腦連到同一個 wifi，才會在同樣的網路底下。再來，在電腦上看一下自己的內網 IP 是多少，前往手機裡的設定 => 連線 => Wi-Fi，接著編輯連到的網路，設置手動 proxy，讓手機的流量 proxy 到電腦去。

然後我們要在手機上安裝 Burp Suite 的憑證，手機上直接造訪 http://burpsuite 即可，會下載一個檔案叫做 cert.der，記得改名成 cert.cer 後點開就可以安裝憑證。

到這邊為止，手機上的準備就完成了。

改造 apk

這次拿來示範的 apk 在這裡：https://github.com/aszx87410/demo/raw/master/android/demoapp-http.apk

App 的內容很簡單，就是按下按鈕以後會發 request，只要有監聽到就代表成功了。裝上 app 之後可以先試試看，你應該會發現儘管上面那些都設定好了，proxy 還是一片空白。

原因就如同我開頭講的一樣，在 Android 官方文件裡有一個章節就在講這個：Network security configuration

而改造方法也很簡單，基本上不需要動到程式碼，因此我們先用 Apktool 把 apk 解開。

接著打開 AndroidManifest.xml，找到 <application> 的地方，看一下有沒有 android:networkSecurityConfig 這個屬性，沒有的話就加上去：android:networkSecurityConfig="@xml/network_security_config"，有的話就記住 xml 的名稱。

再來我們去 res/xml 底下，新增 network_security_config.xml，內容為：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<network-security-config>
  <base-config cleartextTrafficPermitted="true">
    <trust-anchors>
      <certificates src="system" />
      <certificates src="user" />
    </trust-anchors>
  </base-config>
</network-security-config>

這個檔案內容代表這個 app 信任所有憑證，包括使用者自行安裝的憑證也是。如果 app 裡面本來就有這個檔案，你可以把內容取代成上面的，確保 app 有信任使用者的憑證。

接著把 apk 打包裝回去，再按下按鈕看看，應該就能從 proxy 看到攔截到的流量：

Certificate pinning

如果上面的動作做完以後，proxy 還是監聽不到，那就代表 app 裡面可能有其他安全性的設置，例如說 certificate pinning。

什麼是 certificate pinning 呢？如果網頁有用 https，就代表伺服器有一個 https 的憑證，而 certificate pinning 就代表 app 裡有指定某個 domain 對應到的憑證應該要是什麼，如果憑證不符，就代表有人在中間搞事，所以拒絕連線。

以熱門的 library OkHttp 為例，文件上就有寫說應該怎麼實作這個功能：

String hostname = "publicobject.com";
CertificatePinner certificatePinner = new CertificatePinner.Builder()
    .add(hostname, "sha256/AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA=")
    .build();
OkHttpClient client = OkHttpClient.Builder()
    .certificatePinner(certificatePinner)
    .build();

Request request = new Request.Builder()
    .url("https://" + hostname)
    .build();
client.newCall(request).execute();

如果想實作看看的話，可以拿這個 apk 檔來嘗試：https://github.com/aszx87410/demo/raw/master/android/demoapp-pinning.apk

我們一樣用 apktool 解開，接著先照之前那樣，把 network security config 給放進去，再來就是要找到程式碼哪裡有用到 certificate pinner 了。

因為這次的程式碼有開啟 proguard，所以連 okhttp 也被混淆了，直接用 certificatePinner 做關鍵字下去搜尋不一定找得到東西。那怎麼辦呢？我們可以換個方式，在使用這個功能的時候，一定要寫一組 sha256 的值在裡面，所以我們可以搜尋：sha256/

可以找到這樣一個段落：

# virtual methods
.method public run()V
    .locals 13

    .line 1
    new-instance v0, Ljava/util/ArrayList;

    invoke-direct {v0}, Ljava/util/ArrayList;-><init>()V

    const-string v1, "sha256/AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA="

    .line 2
    filled-new-array {v1}, [Ljava/lang/String;

    move-result-object v1

    const-string v2, "archive.org"

    const-string v3, "pattern"

    .line 3
    invoke-static {v2, v3}, Lc/j/b/d;->d(Ljava/lang/Object;Ljava/lang/String;)V

    const-string v3, "pins"

    invoke-static {v1, v3}, Lc/j/b/d;->d(Ljava/lang/Object;Ljava/lang/String;)V

    const/4 v3, 0x0

    const/4 v4, 0x0

找到之後該做什麼呢？難道要去改 smali，把 certificate pinner 拿掉嗎？其實有更簡單的做法。

從程式碼中可以猜得出來底下那個 archive.org 應該就是綁定的網域，因此只要把這個網域隨便改成其他字串即可，如此一來其他的網域就不會檢查憑證是否相符。

改完以後重新打包 app 並安裝，就能正常監聽到流量。

像上面這樣是去改變使用 certificatePinner 的地方，還有另一個方式是直接去改變 okhttp 的實作，找到 smali 中的 okhttp3/CertificatePinner$Builder.smali，有一個 function 是：

# virtual methods
.method public varargs add(Ljava/lang/String;[Ljava/lang/String;)Lokhttp3/CertificatePinner$Builder;
    .locals 5

這個就是 okhttp 在處理新增 certificate pinner 時的方法，我們只要這樣改就好了：

# virtual methods
.method public varargs add(Ljava/lang/String;[Ljava/lang/String;)Lokhttp3/CertificatePinner$Builder;
    .locals 5

    # patch
    const-string p1, "abc"

這樣第一個參數（domain）就永遠是 abc，永遠不會生效。

總結

這篇文章中我們學習到了如何自己動手改造 app，拿掉一些防中間人攻擊的機制，例如說改掉 network security config 以及程式碼中處理 certificate pinning 的部分。

對於一般的 app 來說，做到這邊應該就滿夠的了，至少能夠監聽流量，看見 app 到底發送了些什麼。而且跟 VPN 的解法相比，還有另外一個好處，那就是可以二次打包，包出一個把 API 網址換掉也能動的版本，自由度比較高。

在下一篇裡面，我們會學習另外一種分析 app 的方式。