[發(fā)明專利]一種基于逆向工程的安卓閉源服務類型信息提取方法

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• 申請日: 2021-05-21
• 公開（公告）號: CN113296834A
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發(fā)明（設計）人: 曹春;廖祥森;馬曉星;徐經(jīng)緯
• 申請（專利權(quán)）人: 南京大學
• 主分類號: G06F8/74
• 分類號: G06F8/74
• 代理公司: 南京樂羽知行專利代理事務所(普通合伙) 32326
• 代理人: 李玉平

本發(fā)明公開一種基于逆向工程的安卓閉源服務類型信息提取方法，包括以下內(nèi)容：從安卓ROM中提取出服務編譯產(chǎn)物所處文件；結(jié)合服務所處應用或進程的配置信息，從這些文件中提取出待測服務的通信序列化函數(shù)的字節(jié)碼或ARM匯編代碼；還原源代碼中的控制流結(jié)構(gòu)，以提取出服務接口的編碼與對應的序列化指令串；從序列化指令串中還原出Parcel序列化API調(diào)用，以此推斷出服務接口參數(shù)與返回值的類型信息。本方法可自動化地從安卓系統(tǒng)的編譯產(chǎn)物中提取出閉源服務類型信息，覆蓋應用服務、Java系統(tǒng)服務與Native系統(tǒng)服務，通用性強，類型模型準確度高。提取出的閉源服務類型信息，有助于對這些服務進行更高效地測試與漏洞挖掘。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于逆向工程的安卓閉源服務類型信息提取方法，屬于安卓系統(tǒng)、逆向工程等技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

谷歌公司發(fā)布并開源的安卓系統(tǒng)在移動互聯(lián)網(wǎng)時代占據(jù)了主導地位，吸引了越來越多攻擊者的注意。服務是安卓系統(tǒng)的核心組成部分，它不僅是安卓應用的基本組件之一，也以系統(tǒng)服務的形式封裝安卓系統(tǒng)的底層功能提供給上層使用。安卓系統(tǒng)中大量的公開服務接口是惡意程序的主要攻擊目標，利用服務中的漏洞，攻擊者不僅可以造成安卓應用甚至系統(tǒng)反復重啟，還可以繞過系統(tǒng)安全配置以竊取用戶的敏感信息。

雖然谷歌公司的安卓系統(tǒng)是開源的，但各家移動設備廠商往往都會對安卓系統(tǒng)進行定制化開發(fā)以提供更豐富的功能，出于商業(yè)競爭的考慮廠商不會公布這些定制化安卓系統(tǒng)的源碼。定制化安卓系統(tǒng)中引入的大量閉源服務，存在不小的安全隱患，如何對這些閉源服務進行安全測試有重要的研究價值。

現(xiàn)有方法往往通過模糊測試技術(shù)對閉源服務進行測試，已有方法大都采用基于變異的策略來生成服務接口測試用例，測試效果依賴于預先記錄的數(shù)據(jù)樣本質(zhì)量。不僅如此，對于具有高度結(jié)構(gòu)化類型特征的安卓服務接口來說，相較于基于變異策略的測試方法，基于生成策略的模糊測試方法由于對程序輸入有更精確的類型模型，減少了不合法輸入，測試更為高效。

生成式策略的關(guān)鍵在于獲取程序輸入的類型模型，然而對于閉源的Java與Native服務來說，以往基于Java反射、基于源代碼靜態(tài)分析、基于Binder通信數(shù)據(jù)監(jiān)控等類型信息提取方法并不完全適用。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，針對Java與Native類型的安卓閉源服務，提供一種基于逆向工程的服務類型信息提取方法，從服務編譯產(chǎn)物中還原出服務接口類型信息。安卓系統(tǒng)采用Binder通信協(xié)議來實現(xiàn)服務與其他組件間的調(diào)用，通信序列化過程所處函數(shù)一般根據(jù)AIDL接口定義，通過代碼生成工具自動生成。本方法以逆向工程的思路，從服務的編譯產(chǎn)物中識別出這些生成代碼的結(jié)構(gòu)特征，并還原出Parcel序列化相關(guān)的API調(diào)用，以這些API的類型和語義推斷出服務接口的類型信息。

技術(shù)方案：一種基于逆向工程的安卓閉源服務類型信息提取方法，包括以下步驟：

1)從安卓ROM中提取出后續(xù)分析所需的服務編譯產(chǎn)物所處文件：

11)Java應用服務對應APK文件；

12)Java系統(tǒng)服務對應Jar、DEX等文件；

13)Native系統(tǒng)服務對應動態(tài)鏈接庫ELF文件與init配置文件。

2)結(jié)合服務所處應用或進程的配置信息，從編譯產(chǎn)物文件中提取出待測服務的通信序列化函數(shù)實現(xiàn)：

服務通信序列化函數(shù)位于Binder通信協(xié)議下的服務端Stub中，函數(shù)名為onTransact，負責將進程間調(diào)用反序列化為對本地方法的調(diào)用參數(shù)，并將結(jié)果反序列化以返回給客戶端Proxy；

21)對于Java應用服務，從APK的AndroidManifest配置文件中篩選出安卓應用中的暴露服務所在的Java類名。通過數(shù)據(jù)流分析，計算出該Java應用服務實現(xiàn)類的onBind方法返回值的具體類型，服務端Stub一定是onBind方法返回值的父類；