Первая часть статьи

Когда мы говорим о плагинах и модульных приложениях, то в первую очередь имеем в виду обычный пользовательский софт. Однако модульный дизайн может быть не менее полезен при разработке руткитов и бэкдоров. Обычными средствами обновлять такой софт слишком палевно, да и не всегда возможно, а вот незаметно подгрузить модуль с новой функциональностью по сети — это пожалуйста. А если вынести ключевую функциональность в модули и удалять их сразу после загрузки, то можно серьезно подпортить жизнь реверсеру.

 

Вместо введения

В классической Java есть класс под названием java.lang.ClassLoader. Его задача — загружать байт-код указанного класса (файл с расширением .class) в виртуальную машину во время исполнения приложения. Затем можно создать объект этого класса и вызывать его методы с помощью рефлексии. Такой вот способ динамической загрузки кода, который можно использовать для написания приложений с расширяемой функциональностью, или, попросту говоря, поддержкой плагинов.

В Android нет виртуальной машины Java и нет класса ClassLoader, но есть его аналог DexClassLoader, выполняющий ровно ту же функцию, но в отношении байт-кода Dalvik (и файлов .dex вместо .class соответственно). И, в отличие от настольной Java, где проще положить нужный jar-файл в CLASSPATH и не возиться с динамической загрузкой, в Android такой подход дает действительно много преимуществ, главное из которых в том, что функциональность приложения можно расширять и обновлять незаметно для пользователя и ни о чем его не спрашивая. В любой момент твое приложение может скачать файл с классом с сервера, загрузить, а затем удалить файл.

Кроме этого, классы можно хранить прямо в пакете APK и загружать во время старта приложения. Профит здесь в том, что код загружаемых классов будет отделен от кода самого приложения и находиться в APK «не по адресу»; инструменты типа apktool, которыми так любят пользоваться реверсеры, их просто не увидят. С другой стороны, это скорее защита от дурака, так как нормальный реверсер быстро смекнет, что к чему.

Как бы там ни было, динамическая загрузка классов — очень полезная штука при написании не совсем «белых» приложений, поэтому любой security-специалист должен знать, как этот механизм работает и как он используется в троянах.

 

Простейший пример

Чтобы все написанное далее было проще понять, сразу приведу пример рабочего загрузчика классов:

// Путь до jar-архива с нашим классом
String modFile = "/sdcard/myapp/module.jar";
// Путь до приватного каталога приложения
String appDir = getApplicationInfo().dataDir;

// Подгружаем файл с диска
DexClassLoader classLoader = new DexClassLoader(modFile, appDir, null, getClass().getClassLoader());

// Загружаем класс, создаем объект и пробуем вызвать метод run() с помощью рефлексии
try {
  Class c = classLoader.loadClass("com.example.modules.simple.Module");
  Method m = c.getMethod("run", null);
  m.invoke(c.newInstance(), null);
} catch (Exception e) {
  e.printStackTrace();
}

В целом здесь все просто: код загружает jar-архив /sdcard/myapp/module.jar с нашим классом, загружает из него класс com.example.modules.simple.Module, создает объект и вызывает метод run(). Обрати внимание на три момента:

  • DexClassLoader умеет загружать как «просто» файлы .dex, так и jar-архивы, последние предпочтительнее из-за сжатия и возможности использовать цифровую подпись;
  • второй аргумент конструктора DexClassLoader — это каталог, который он использует для сохранения оптимизированного байт-кода (odex), для простоты мы указываем приватный каталог самого приложения;
  • в качестве аргумента метода loadClass всегда необходимо указывать адрес класса вместе с именем пакета.

Чтобы проверить данный код на работоспособность, создадим простейший модуль:

package com.example.modules.simple.Module;

import android.util.Log;

public class Module {
  public void run() {
    Log.d("Module", "I am alive!!!");
  }
}

Не торопись создавать новый проект в Android Studio, можешь накидать этот код в блокноте и собрать его в jar-архив прямо из командной строки:

javac -classpath /путь/до/SDK/platforms/android-23/android.jar Module.java
/путь/до/SDK/build-tools/23.0.3/dx --dex --output=module.jar Module.class

Удостоверься, что каталоги platforms/android-23 и build-tools/23.0.3 существуют, в твоем случае их имена могут отличаться.

Если все пройдет гладко, на выходе ты получишь файл module.jar. Останется только добавить код загрузчика в приложение, положить module.jar на карту памяти, собрать и запустить приложение.

 

Долой рефлексию

Рефлексия — хорошая штука, но в данном случае она только мешает. Один метод без аргументов с ее помощью вызвать нетрудно, однако, если мы хотим, чтобы наше приложение имело развитый API модулей с множеством методов, принимающих несколько параметров, нужно придумать что-то более удобное. Например, использовать заранее определенный интерфейс, который будет реализовывать каждый модуль.

Применив такой подход к приведенному выше примеру, мы получим следующие три файла:

  1. Файл ModuleInterface.java с описанием API:
     package com.example.modules;
     public interface ModuleInterface {
       public void run();
     }
    
  2. Файл Module.java с реализацией нашего модуля:
     package com.example.modules.simple.Module;
     import android.util.Log;
     public class Module implements ModuleInterface {
       public void run() {
         Log.d("Module", "I am alive!!!");
       }
     }
    
  3. Новый загрузчик модуля (помести в свое приложение):
     String modFile = "/sdcard/myapp/module.jar";
     String appDir = getApplicationInfo().dataDir;
     DexClassLoader classLoader = new DexClassLoader(modFile, appDir, null, getClass().getClassLoader());
     // Загружаем класс и создаем объект с интерфейсом ModuleInterface
     ModuleInterface module;
     try {
       Class<?> class = classLoader.loadClass("com.example.modules.simple.Module");
       module = (ModuleInterface) class.newInstance();
     } catch (Exception e) {
       e.printStackTrace();
     }
     module.run()
    

Это все. Теперь мы можем работать с модулем, как с обычным объектом. Более того, система сама отбракует модули (классы), несовместимые с интерфейсом, еще на этапе загрузки, поэтому нам не придется задаваться вопросами, а есть ли в модуле нужный нам метод.

 

Когда модулей много

С одним модулем разобрались, но что, если их будет много? Как вести учет этих модулей и не потеряться среди них? На самом деле все просто — для этого можно использовать hashmap. Еще раз изменим загрузчик:

Продолжение доступно только подписчикам

Вариант 1. Оформи подписку на «Хакер», чтобы читать все материалы на сайте

Подписка позволит тебе в течение указанного срока читать ВСЕ платные материалы сайта. Мы принимаем оплату банковскими картами, электронными деньгами и переводами со счетов мобильных операторов. Подробнее о подписке

Вариант 2. Купи один материал

Заинтересовала информация, но нет возможности оплатить подписку? Тогда этот вариант для тебя! Обрати внимание: этот способ покупки доступен только для материалов, опубликованных более двух месяцев назад.


Оставить мнение

Check Also

Хроники битвы при Denuvo. Как «непробиваемая» игровая защита EA Origin оказалась пробиваемой

Защита от пиратства Denuvo пришла на смену SecuROM и связана с одним действующим лицом – Р…