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[免费专栏] Android安全之检测APK中调试代码是否暴露敏感信息

news 来源：原创 2024/5/21 0:47:38

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[车联网安全自学篇] Android安全之检测APK中调试代码是否暴露敏感信息

0x01 前言

1.1StrictMode

StrictMode是Android开发过程中一个必不可缺的性能检测工具，它能帮助开发者检测出APK中一些不合理的代码块

Android 2.3提供一个称为严苛模式（StrictMode）的调试特性，Google称该特性已经使数百个Android上的Google应用程序受益

StrictMode是什么？
- StrictMode意思为严格模式，是用来检测程序中违例情况的开发者工具
- 最常用的场景就是检测主线程中本地磁盘和网络读写等耗时的操作
- StrictMode最常用来捕捉应用程序的主线程，它将报告与线程及虚拟机相关的策略违例。一旦检测到策略违例（policy violation），你将获得警告，其包含了一个栈trace显示你的应用在何处发生违例。我们可以强制用警告代替崩溃（crash），也可以仅将警告计入日志，让你的应用继续执行
- 严格模式会将应用的违例细节暴露给开发者方便优化与改善

StrictMode 检查策略的函数：

线程策略（TreadPolicy）
- 自定义的耗时调用：使用detectCustomSlowCalls()开启
- 磁盘读取操作：使用detectDiskReads()开启
- 磁盘写入操作：使用detectDiskWrites()开启
- 网络操作：使用detectNetwork()开启
VM策略（VmPolicy）
- Activity泄露：使用detectActivityLeaks()开启
- 未关闭的Closable对象泄露：使用detectLeakedClosableObjects()开启
- 泄露的Sqlite对象：使用detectLeakedSqlLiteObjects()开启
- 检测实例数量：使用setClassInstanceLimit()开启

注：严格模式需要在debug模式开启，不要在release版本中启用。需要注意严格模式的开启一般情况下会放在Application或者Activity以及其他组件的onCreate方法，那么我们就可以首先去寻找这些关键的地方，优先我们可以去Application的onCreate方法中寻找，因为开发人员为了更好地分析应用中的问题，通常会放在Application的onCreate方法中

1.1.1 第一种实现方式

开启与否只在这里设置true或者false就可以了

public final class BuildConfig {
  public static final boolean DEBUG = Boolean.parseBoolean("true");
}

下面的代码放在Application的onCreate方法中，一般放在最开始的地方

注：一般建议在 if 语句中插入带有 DEVELOPER_MODE条件的策略，以及要禁用 StrictMode，且必须禁用发布版构建的 DEVELOPER_MODE

if (BuildConfig.DEBUG) {
            StrictMode.setThreadPolicy(new StrictMode.ThreadPolicy.Builder()
                    .detectAll()
                    .penaltyLog()
                    .build());
            StrictMode.setVmPolicy(new StrictMode.VmPolicy.Builder()
                    .detectAll()
                    .penaltyLog()
                    .build());
        }

上面说的StrictMode.setThreadPolicy和StrictMode.setVmPolicy，解释如下：

private void enabledStrictMode() {
        // 开启Thread策略模式
        StrictMode.setThreadPolicy(new StrictMode.ThreadPolicy.Builder() // 构造StrictMode
                .detectNetwork() // 访问网络时输出，这里可以替换为detectAll() 就包括了磁盘读写和网络I/O  
                .detectCustomSlowCalls()// 监测自定义运行缓慢函数
               .detectDiskReads() // 当发生磁盘读操作时输出  
               .detectDiskWrites() // 当发生磁盘写操作时输出  
                .penaltyLog() // 以日志的方式输出
                .penaltyDialog() // 监测到上述状况时弹出对话框
                .build());
        // 开启VM策略模式
        StrictMode.setVmPolicy(new StrictMode.VmPolicy.Builder() // 构造StrictMode
                .detectLeakedSqlLiteObjects() // 探测SQLite数据库操作  
                .detectLeakedClosableObjects() // 监测没有关闭IO对象
                .setClassInstanceLimit(MainActivity.class, 1) // 设置某个类的同时处于内存中的实例上限，可以协助检查内存泄露
                .detectActivityLeaks()
                .penaltyLog() // 以日志的方式输出
                .penaltyDeath() // 出现上述情况异常终止
                .build());
    }

1.1.2 第二种实现方式

开启与否：使用AndroidMainifest文件中的debuggable属性来实现

android:debuggable="true"

下面的代码放在Application的onCreate方法中，一般放在最开始的地方

     // Return if this application is not in debug mode 
     ApplicationInfo appInfo = context.getApplicationInfo(); 
     int appFlags = appInfo.flags; 
     if ((appFlags & ApplicationInfo.FLAG_DEBUGGABLE) != 0) { 
       
          StrictMode.setThreadPolicy(new StrictMode.ThreadPolicy.Builder()
                    .detectAll()
                    .penaltyLog()
                    .build());
          StrictMode.setVmPolicy(new StrictMode.VmPolicy.Builder()
                    .detectAll()
                    .penaltyLog()
                    .build());
      }

0x02 检测APK中调试代码是否暴露敏感信息

APK Demo：https://github.com/wongkyunban/TimeConsumingViolation

嫌编译麻烦，可用博主同学已编译好的APK：https://download.csdn.net/download/Ananas_Orangey/86505852

使用dex2jar反编译java源码

将StrictMode-debug.apk直接修改后缀，改为StrictMode-debug.zip，并解压解压后的文件夹中，classes.dex 就是java源码打包后的文件

在这里插入图片描述

将命令行定位到dex2jar.bat所在目录
使用命令行：

d2j-dex2jar classes.dex

会生成classes-dex2jar文件，该文件就是反编译后的java源码文件

使用jadx查看反编译后的java源码，为了确定APK是否使用StrictMode，我们接着全局搜索StrictMode.setThreadPolicy或StrictMode.setVmPolicy来确认是否有开启Thread策略模式或开启开启VM策略模式

在这里插入图片描述

线程策略的检测方法如下（当然也可以尝试搜索这些关键字）：

// 开启Thread策略模式的线程策略
detectNetwork()
detectDiskWrites()
detectDiskReads()
detectCustomSlowCalls()
detectAll()  // 通用Thread策略模式和VM策略模式

// 开启VM策略模式的线程策略
detectActivityLeaks()
detectLeakedClosableObjects()
detectLeakedSqlLiteObjects()
setClassInstanceLimit()

StrictMode VM策略可以监控以下问题：

泄露的 Activity 对象
泄露的 SQLite 对象
泄漏的可关闭对象

泄露的 Activity 对象和泄露的 SQLite 对象就是字面意思，没啥好解释的，泄漏的可关闭对象可以理解为是检查器通过调用 close()或类似方法在最终确定之前监视应该关闭的对象

上面说的三种策略，也有多种不同的方式让我们知道APK何时违反了规则。一旦发现违规可以写入 Logcat 日志存储在 DropBox (android.os.DropBox) 服务或ANR日志中。此外，线程策略违规可能会闪烁屏幕背景或显示对话框（当然此处也可以手动检测就是自行开启Android 设备中的监控下的严格模式）

除了通过日志查看之外，我们也可以在手机的开发者选项中开启严格模式，开启之后，如果主线程中有执行时间长的操作，屏幕则会闪烁，这是一个更加直接的方法

在这里插入图片描述

下面这些是StrictMode违反线程策略的关键字，尤其是以日志的方式输出

penaltyLog() // 以日志的方式输出
penaltyDeath() // 出现上述情况异常终止
penaltyDialog() // 监测到上述状况时弹出对话框

通过日志查看并过滤StrictMode就能得到违例的具体stacktrace信息：

adb logcat | grep StrictMode

在这里插入图片描述

我们应该跟进 StrictMode 生成的大多数警告，但并不是所有该APK产生的StrictMode 警告来判断是否存在敏感信息泄露、能否造成APK应用程序被Doss等漏洞。举个例子，比如在很多情况下，APK在主线程上从磁盘快速读取不会明显阻碍APK应用程序运行或可能开发人员还有其它一些在发布生产版本的APK中存在违规的调试代码
动态分析隐藏APK调试符号方法，比如StrictMode，有如下三种方式（之前我们也涉及的讲过这些内容）
- Logcat 日志观察StrictMode 关键字
- 观察应用程序的警告提示弹框，因为违规时可能会弹框提示
- 应用程序的ANR 崩溃日志信息

配合之前的文章食用更佳：