iPa 逆向之路 - iOS 开发 | Molier = Molier = Tomorrow is another day

# 背景

逆向工程相对于正向的开发，可能关注的没有那么高，尤其是相比于安卓或者其他平台，苹果的安全机制更严格，逆向的流程也会更繁琐，除了有 ASLR（地址空间布局随机化），还有 FairPlay DRM 的 iPA 加密方式，也就是我们俗称的壳。这个给逆向工作带来了更多的挑战。但是 更好更安全的加密方式也只是增加破解的成本，并不是绝对的安全 ，这也是逆向的前提。

最近也正在做一些调研的工作，需要从技术层面去分析其他 App 的一些底层逻辑，要用到 iOS 的逆向相关的技术，但是由于笔者做这些工作的时候正处于 MacOS、iOS、Xcode 三个系统的大版本更新期间，一些系统的运行方式和逻辑发生变化，所以导致网上能找到的资料基本都失效了，所以写文档记录下。

# 前置工作

# 环境

Mac 架构： Intel 架构
MacOS： 13.0.1 (22A400)
Xcode 版本：Version 14.1 (14B47b)
iOS 系统版本：iOS 16.0

# 相关工具

MachOView
- 用来查看 Mach-o 的文件结构，以及各个部分的信息
class-dump
- class-dump，顾名思义，就是用来 dump 目标对象的 class 信息的工具。它利用 Objective-C 语言的 runtime 特性，将存储在 Mach-O 文件中的头文件信息提取出来，并生成对应的.h 文件。
MonkeyDev
- 非越狱开发插件，可以进行动态库注入，hook 相关操作
Hopper Disassembler
- Hopper Disassembler 是 Mac 上的一款二进制反汇编器，基本上满足了工作上的反汇编的需要，包括伪代码以及控制流图 (Control Flow Graph)，支持 ARM 指令集并针对 Objective-C 的做了优化。

# iPa 下载

iOS App 的逆向的所有操作都是基于 iPa 的操作，所以大前提是要有目标 iPa，这里提供三种方式来进行 iPa 下载，大家可以选择适合自己的方式下载。

# 方式 1：三方应用市场

现在这样的应用市场比较多，多是平替 iTunes 的一些软件

爱思助手
iTools

使用如上的三方软件可以很快的下载对应的 ipa 包，但是由于上述市场都是镜像自 AppStore 的内容，并且自己重签名，所以更新的及时性可能没有那么快，也没有那么全，而且因为是被第三方进行了修改重签，所以内容也不一定保证和官方的一致。如果不在乎这些的话还是可以采取这类的方式下载。

# 方式 2：Apple Configuration

可以直接从 Mac 上的 Apple Store 上下载，官方出品，原本是给手机上安装 app 的。用此方式其实是利用了该 App 的 App 下载机制来进行 ipa 导出的

选择添加 App，然后在弹出的弹窗中选择 App 并且下载

这个时候如果你手机上没有安装该 App，则直接会安装成功，此时我们再点击安装下载，然后就会收到 设备上已经存在相同的App，是否覆盖安装的提示 的弹窗，此时我们 <font color='red'> 不要理会 </font > 这个弹窗。

然后到如下路径就可以取到对应的 ipa

1	~/Library/Group Containers/K36BKF7T3D.group.com.apple.configurator/Library/Caches/Assets/TemporaryItems/MobileApps/

# 方式 3 DumpApp

是一个第三的网站，同在线砸壳 + ipa 下载的服务，因为我们最终想要的就是一个砸壳之后的 ipa，所以这个网站直接帮我们做好了，只不过是收费的，每个 app 是 9 元，但是有多个境外的 App 市场，比较全面。

# iPa 砸壳

如果 iPa 的获取方式选择方式 3，则可以略过砸壳步骤

app 上传到 AppStore 后苹果使用 fairplay DRM 来加密，就是我们所说的壳 DRM 全称 Digital Rights Management，即数字版权保护。苹果为了保护 App Store 分发的音乐 / 视频 / 书籍 / App 免于盗版，开发了 Fairplay DRM 技术。

所有逆向都是建立在砸壳的前提下，砸壳的方式有两种：

# 静态砸壳

就是不依赖程序运行，直接用 ipa 包就可以进行砸壳解密，比如说我已经知道了他的加密算法，或者我通过暴力破解了他的加密算法，然后对 ipa 进行解密，但是这样的方法难度较大，而且如果人家一旦换了加密方式或者有其他的改动，那解密方式就不生效了，常见的静态砸壳工具有以下

[fouldecrypt](NyaMisty/fouldecrypt: A lightweight and simpling iOS binary decryptor (github.com))
Iridium

# 动态砸壳

与静态相反，动态砸壳就是依赖运行时的原理来进行解密，不过与其说是解密，倒不如说是内存提取，因为无论 ipa 包用什么加密方式，最终都是解密后运行到内存里面的，所以我们可以认为 一个ipa在内存上的数据是未加密的 ，所以此时我们只要把内存上的数据提取出来即可，整个过程也不涉及到解密操作，及时后面 Apple 更换加密方式，也不影响动态砸壳的过程。

动态砸壳的方式和工具有很多，现在基本已经流水线化了，可以使用以下方式和工具来进行处理，前提是要有一个越狱的手机。

dumpdecrypted
Clutch

# 成果检验

砸壳后需要检查是否砸壳成功，找到对应砸壳后的的 ipa，点进去找到 mach-o 文件，执行如下命令，然后在输出查看 cryptid 字段如果为 0 就说明砸壳成功。XXX = mach-o 名字

1	otool -l XXXXX \|grep cry

# 头文件导出

砸壳后的的第一步就是将 ipa 文件的头.h 文件导出，然后根据头文件的方法和属性进行逆向分析，在找到对应的 hook 点。通常我们使用 class-dump，可以去他的官网下载对应的文件，然后将文件拷贝到对应的目录下。

1	sudo cp class-dump /usr/local/bin

这一步没什么问题，拷贝完成重启终端就可以调用 class-dump 的方法了.

# 导出

执行下面的命令，导出头文件，需要注意的是：导出后会有上万个个文件，所以目标目录最好不要选 Desktop 或者其他的根目录

1	class-dump -S -s -H XXXXX -o /path/to/headers/

有的时候会收到这样的错误

1	Error:Cannot find offset for address 0xd80000000101534a in stringAtAddress:

这是因为项目使用了 Oc 和 Swift 的混编，需要赋予 class-dump 文件权限即可

1	sudo chmod 777 /usr/local/bin/class-dump

之后就可以导出成功了。

# MonkeyDev

这是一个为越狱和非越狱开发人员准备的工具，主要包括四个模块:

Logos Tweak
- 使用 theos 提供的 logify.pl 工具将 *.xm 文件转成 *.mm 文件进行编译，集成了 CydiaSubstrate ，可以使用 MSHookMessageEx 和 MSHookFunction 来 Hook OC 函数和指定地址。
CaptainHook Tweak
- 使用 CaptainHook 提供的头文件进行 OC 函数的 Hook 以及属性的获取。
Command-line Tool
- 可以直接创建运行于越狱设备的命令行工具
MonkeyApp
- 这是自动给第三方应用集成 Reveal、Cycript 和注入 dylib 的模块，支持调试 dylib 和第三方应用，支持 Pod 给第三放应用集成 SDK，只需要准备一个砸壳后的 ipa 或者 app 文件即可。

# 安装

Monkeydev 依赖 Theos.Theos 是一个越狱开发工具包，由 iOS 越狱界知名人士 Dustin Howett 开发并分享到 GitHub 上。Theos 与其他越狱开发工具相比，最大特点就是简单：下载安装简单、Logos 语法简单、编译发布简单，可以让使用者将精力都放在开发工作上去。

# 安装 Thoes

1	sudo git clone --recursive https://github.com/theos/theos.git /opt/theos

# 安装 Monkeydev

1	sudo /bin/sh -c "$(curl -fsSL https://raw.githubusercontent.com/AloneMonkey/MonkeyDev/master/bin/md-install)"

# 卸载 Monkeydev

1	sudo /bin/sh -c "$(curl -fsSL https://raw.githubusercontent.com/AloneMonkey/MonkeyDev/master/bin/md-uninstall)"

# 更新 Monkeydev

1	sudo /bin/sh -c "$(curl -fsSL https://raw.githubusercontent.com/AloneMonkey/MonkeyDev/master/bin/md-update)"

# 安装问题

在安装过程中，修改用户 profile 文件时，找不到 MacOSX Package Types.xcspec 和 MacOSX Product Types.xcspec 文件

1 2	File /Applications/Xcode.app/Contents/Developer/Platforms/MacOSX.platform/Developer/Library/Xcode/Specifications/MacOSX Package Types.xcspec not found

这个是因为最新的 Xcode14 中这个路径已经改变，所以原路径无法找到，不过如果大家需要逆向的事 iOS 的 App 到这一步可以不用关心，这个是 MacOS 相关的模板文件。此时打开 Xcode 如果有以下模版文件，并能成功创建工程即可。

# 编译报错

通过上一步的模板文件创建好工程后，直接真机编译运行，这个时候会提示编译错误

1	iOS file not found: /usr/lib/libstdc++.dylib

这是因为 Xcode 10 之后删除的 libstdc++ 库。可以参考此解决方案。之后就可以编译成功了，并且手机上可以跑起来。

第二个错误是 Fishhook 中的错误，这个是是由于 Fishhook 用的是比较老的版本，本身存在 bug，只要去 github 官网找到 fishhook 最新代码 copy 过来即可。

# 文件结构

文件结构如下如图

这是一个标准的 MonkeyDemo 的结构

TargetApp ：放目标 ipa 的文件，将需要逆向的破壳 ipa 放在此处
Logos ：编写相关 hook 的文件，所有 hook 操作在此处，但是因为该文件下要用了 logos 语句，有一定的学习成本，所以后面的 hook 函数可以直接写在上面的 MonkeyDeomDyLib.m 中
fishhook ：用来 hook 系统函数的库

上方的 MonkeyDeomDyLib 就是我们即将注入进去的动态库。

# 动态库注入

运行 demo 后动态库注入成功，控制台会有如下输出

1	🎉!!！congratulations!!！🎉\n👍----------------insert dylib success----------------👍

但是如果是和我一样的运行环境，你是大概率看不到的，因为会注入失败。这里尝试了两种方式

insert_dylib 同样注入失败，
optool 注入成功

下面说下 optool 使用

下载编译 optool

1
2
3

git clone https://github.com/alexzielenski/optool.git
cd optool
git submodule update --init --recursive

找到编译产物
把编译产物拷贝到 /opt/MonkeyDev/bin 下

修改 /opt/MonkeyDev/Tools/pack.sh

顶部插入
OPTOOL="${MONKEYDEV_PATH}/bin/optool"

同上面一样
修改插入动态库工具代码
"$OPTOOL" install -c load -p "@executable_path/Frameworks/lib""${TARGET_NAME}""Dylib.dylib" -t "${BUILD_APP_PATH}/${APP_BINARY}"

然后保存重新运行即可注入成功

# pod 使用

在调试 App 时候我们会用到类似 lookIn 或者 FLEX 的等工具来看 App 的层级结构和沙盒文件，同样需要 pod 来接入。

像平时创建 podfile 文件一样进入到工程目录 pod init

在生成的 podfile 中添加 pod，但是要注意是在 <font color='red'> DemoLib </font > 的 trarget 中添加，因为我们的 pod 是打入动态库的，然后由动态库带入 App

# Uncomment the next line to define a global platform for your project
# platform :ios, '9.0'

target 'Demo' do
  # Comment the next line if you don't want to use dynamic frameworks
  use_frameworks!


end

target 'DemoDylib' do
  # Comment the next line if you don't want to use dynamic frameworks
  use_frameworks!

    pod 'FLEX'

    pod 'LookinServer'

end

然后 pod install 即可看到效果

# 代码 Hook

通过 Lookin 我们可以找到入手点和对应的类名，然后通过之前导出的头文件可以查看类名对应的函数，接下来就是要看下函数里面做了哪些事情，就要用到 Hook 手段，MonkeyDev 给我们封装好了 Hook 相关的方法，包括 OC 和 C 的 Hook 函数

CHDeclareClass
注册类名。也就是注册要被 hook 的函数所在的类，比如
1
CHDeclareClass(MYViewController)
CHOptimizedMethod1
hook 实例方法，你会发现后面跟了数字 1~10，代表被 hook 的函数的参数的个数，比如我将要 hook 的函数只有一个参数那么就使用 CHOptimizedMethod1 参数含义为
- 第一个参数，一般传 self
- 第二个参数，传返回值类型，没有返回值就是 void
- 第三个参数，函数所在的类名
- 第四个参数，方法名
- 第五个参数，函数参数的类型
- 第六个参数，函数参数的变量
  其中第五第六个参数在 CHOptimizedMethod1 ~10 中会重复 1~10 次
  1
  2
  3
  CHOptimizedMethod1(self, void, MYViewController, appMethod, id, para) {
  NSLog(@"appMethod被Hook = %@", para);
  }
CHOptimizedClassMethod3
hook 类方法，所有函数定义同上

CHConstructor 结构

用来注册刚才的 hook 操作

CHConstructor{
  // 注册将要hook的类
    CHLoadLateClass(MYViewController);
	// 注册将要hook 的方法
    CHHook1(MYViewController, appMethod);

}

上面流程执行完成后就可以看到函数被 Hook 了

# Hopper Disassembler

上面的步骤讲了如何通过 lookin 或者 reveal 等工具来定位类名，然后通过类名在头文件中找到函数名，然后通过 hook 手段来改变函数的一些表现，但是在如何没有拿到.m 文件的前提下看到某个函数的实现呢？比如一个函数中都做了哪些操作，调用了哪些其他函数，以及调用链是怎样的？

这个时候就需要用到 Hopper Disassembler 或者 IDA Pro 这样的工具了，不过目前遇到的困难是在笔者的系统环境下，这两个软件的破解版无法安装，而且 IDA Pro 的官方试用版还不支持 Arm 的汇编，所以只能使用 Hopper Disassembler 来举例子。打开软件，将 对应App 的Mach-o 文件拖入 Hopper 中等待它分析完成

处理完后的界面左边会显示方法名，支持搜索查询，中间区域显示的是汇编代码，我们搜索一个在之前 dump 出的头文件中的一个函数名试下。

1	[XXXXXXXX listenerDownloadLyricWithSongId:resultBlock:]

可以看到中间的部分显示出来函数所对应的汇编代码

然后按快捷键 Option+enter 即可转为伪 OC 代码，虽然包含一些的寄存器信息，但是也足以分析了。同时双击可以跳转到对应的函数内部。

# 最后

以上就是目前的逆向调研过程，这里先记录下，后面还会深入研究，有新的发现会同步更新此文章。

iOS 逆向