來，教你如何破解一個 iOS APP
今天給大家來一個硬知識科普。
黑客中有一類人，注定跟程序開發(fā)者是“死對頭”，是宿敵。
他們總跟開發(fā)者對著干：
開發(fā)者的日常是用一段段代碼寫出一個個軟件，實(shí)現(xiàn)各種功能。
他們的日常則是把一個個完整的軟件逆推，還原成一段段代碼。
他們，就是傳說中的“逆向工程師”。
假如讓你鑰匙撬開一把鎖，你或許感到無從下手，但如果這把鎖的外殼完全透明的，內(nèi)部結(jié)構(gòu)清晰可見，你便會覺得容易了許多。
在賽博世界里，逆向工程就有這種看穿一個物體的本領(lǐng)。
給他們一個手機(jī)APP、電腦程序，用不了多久，就能逆推出程序的運(yùn)行邏輯，找到里頭的關(guān)鍵代碼，篡改、破解、發(fā)現(xiàn)漏洞。
人們把這種技術(shù)叫做“逆向工程”。我們在網(wǎng)上看到的各種破解軟件，多半都跟逆向工程有關(guān)。
然鵝，
逆向的江湖有正亦有邪。
正義的逆向者只是做安全研究，而那些邪惡的逆向者卻拿著這項(xiàng)技能四處干壞事牟利。
比如盜版軟件。開發(fā)者們累死累活才寫好的程序，分分鐘就被人逆向破解，植入廣告和木馬，重新打包成盜版。拼多多變成拼夕夕，一款軟件多出好幾十個遠(yuǎn)方表親。
再比如有朋友總搶不到群紅包，懷疑有人用了外掛，其實(shí)所謂的“搶紅包外掛”就是有人逆向破解了微信APP，在里頭添加了自動領(lǐng)紅包的代碼。
對于那些跟錢打交道的金融類APP，逆向破解更是噩夢，一旦APP被逆向，就很容易面臨巨額損失。
最近我撩到一位逆向技術(shù)大牛，聊了聊手機(jī)APP的破解與反破解，今天與諸位淺友分享一下。
話說，這位大牛有點(diǎn)奇特，雖然他是個逆向技術(shù)高手，卻不去破解別人的手機(jī)應(yīng)用。相反，他的日常是帶著團(tuán)隊(duì)專門幫 iOS 應(yīng)用開發(fā)者做反破解。
來，大家認(rèn)識一下這位新朋友，他就是通付盾的研發(fā)副總裁、 iOS 加固項(xiàng)目的總負(fù)責(zé)人，華保健。
此人灰常厲害，他是中科大的計(jì)算機(jī)學(xué)博士，做了幾十年信息安全、系統(tǒng)滲透等方面的工作，2015年前后還在微軟主導(dǎo)過 Office 365 和 必應(yīng)搜索(Bing)的研發(fā)項(xiàng)目，前兩年加入通付盾，負(fù)責(zé)技術(shù)研發(fā)。
話說華博士一心做技術(shù)，人比較靦腆，所以我沒能拿到他的1080P高清無碼近照，只能從他的微信頭像里扣下一張AV畫質(zhì)的照片。關(guān)于他的技術(shù)故事，我相信非常精彩，不過來日方長，回頭再寫。
今天繼續(xù)聊破解和反破解。
1、破解一個APP的標(biāo)準(zhǔn)大路
華保健告訴我，要破解一個蘋果手機(jī)的APP，其實(shí)有一些標(biāo)準(zhǔn)套路。
第一步是脫殼。
所謂“殼”，就是原有的軟件代碼上再外包一層“殼代碼”。機(jī)器運(yùn)行程序時，先運(yùn)行殼代碼，這樣可以保護(hù)應(yīng)用的代碼邏輯不容易暴露。
蘋果商店會給每個上架的 iOS APP 都加一層殼。
“不過，這層自帶的殼并沒什么實(shí)質(zhì)性作用。”
華保健說，由于蘋果商店給全世界幾百萬個 APP 都用的同一種加殼方法，因此全世界的逆向工程師、黑客們都盯著它，老早就做出了針對這種殼的脫殼工具，開源在網(wǎng)上供免費(fèi)下載，總之，蘋果自帶的殼分分鐘就能脫掉。
脫殼之后，第二步是反編譯。
到這一步，幺哥必須給大家先普及一個有趣的計(jì)算機(jī)知識。
各位同學(xué)請看，下圖中的兩個人是早期的程序員，他們正在檢查代碼：
也不知道是誰出的主意，早期的計(jì)算機(jī)代碼就這么直接用打孔的方式記錄在長長的紙帶上。打孔代表0，沒打孔代表1，對應(yīng)著電子元件的開閉狀態(tài)，以此控制機(jī)器運(yùn)行。
這種原始的代碼記錄方式叫“機(jī)器碼”，是一種二進(jìn)制編碼。
相信你已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，這種代碼記錄方式用起來非常麻煩。
據(jù)說，當(dāng)時要編寫一個程序，光是打孔就得幾天幾夜，還容易出錯，程序員們不僅每天都在打孔、改錯，還得記住一堆 0101010 這樣長長的代碼。
后來有人發(fā)明了一種匯編語言，這才開始用英文字符來替代一串串的二進(jìn)制字符。
從此，像1000100111011000 這樣的代碼就可以用“mov ax,bx”這樣的一串字母來替代，它的意思是“把b寄存器(一種機(jī)器元件)里的數(shù)據(jù)挪到a寄存器”。
再后來，程序越來越復(fù)雜，匯編語言也不夠用，更高級的語言就誕生了。比如 C、C++、Java、Python、PHP、Rust、Nodejs 等等……
從此，程序員圈子里便有了“誰才是世界上最好的編程語言之爭”……
所以，當(dāng)今程序世界里的規(guī)則是這樣的：
程序員們先用高級語言寫好程序代碼，編譯器把它們編譯成機(jī)器能讀懂的機(jī)器碼用來執(zhí)行。
逆向工程師的工作恰恰相反，他們直接從機(jī)器里抓取機(jī)器碼，然后反匯編成匯編語言，再反編譯成高級語言。
到這里，恭喜你已經(jīng)學(xué)會了反編譯的原理，現(xiàn)在我們繼續(xù)破解iOS應(yīng)用。
“反編譯工具網(wǎng)上有很多，但大體上方法分為兩類：靜態(tài)分析和動態(tài)調(diào)試。”
華保健說，所謂“靜態(tài)分析”就是在程序不運(yùn)行的狀態(tài)直接反編譯，把它從二進(jìn)制的機(jī)器碼轉(zhuǎn)化成十六進(jìn)制的編碼、再到匯編代碼，再到人類能直接理解的語言，一路轉(zhuǎn)化。
在這個過程中，如果對方?jīng)]有做任何防護(hù)措施，你就能直接找到并改掉里頭的關(guān)鍵信息，比如版權(quán)信息、游戲數(shù)值等等，單挑 BOSS 怒刷裝備。
華保健告訴我，由于反編譯涉及很多不同的語言，所以沒法把機(jī)器碼直接還原成源代碼，但是能用偽代碼的形式把源代碼的邏輯還原個七七八八。
所謂動態(tài)調(diào)試，顧名思義就是讓程序先運(yùn)行起來，在里頭輸入不同的值來觀察各種組件、函數(shù)的反應(yīng)，從而梳理出它們之間的關(guān)系。
如果把靜態(tài)分析比作翻譯一本外國漫畫，動態(tài)調(diào)試就是翻譯一部藍(lán)光高清有碼外國大片。
在整個過程中，逆向工程師需要反復(fù)調(diào)試，并且需要給程序打上“斷點(diǎn)”，隨時暫停下來慢慢欣賞，反復(fù)把玩。
經(jīng)過這兩步，一個程序的運(yùn)行邏輯就被完全還原。接下來，只需要找到登錄驗(yàn)證、加密、授權(quán)等關(guān)鍵部位找出漏洞，篡改掉關(guān)鍵數(shù)據(jù)，完成破解，為所欲為。
最后，再從網(wǎng)上買個iOS簽名，就能把代碼重新打包成一個APP，安裝在自己或別人的手機(jī)里。
華保健：到這一步，一個iOS應(yīng)用破解的流程就講完啦~ 其實(shí)破解很簡單，就三步，脫殼、反編譯、簽名打包，懂了嗎?
謝幺：懂了!~
華保健：好的，既然懂了，現(xiàn)在隨便找個APP去練練手吧~不如就試試破解微信吧!
謝幺：呃……這……
2、如何反破解
搞懂了逆向破解的基本套路，自然也就能對癥下藥。
華保健的解決方法是，給APP做加固。
如果你玩過《植物大戰(zhàn)僵尸》這款游戲，就能理解“APP加固”的意義。
華保健告訴我，通付盾的iOS加固第一步是“環(huán)境檢測”。
他們會在 APP 的最外層布置很多探針，探針實(shí)時監(jiān)測運(yùn)行環(huán)境，一旦發(fā)現(xiàn)手機(jī)處于越獄狀態(tài)，或者發(fā)現(xiàn)環(huán)境中有逆向分析工具，就立即進(jìn)入警戒狀態(tài)，告警提示，或者直接讓程序崩潰。
這讓我不禁腦補(bǔ)出一萬個土豆雷圍著代碼的樣子……
第二步，叫威脅感知。
除了檢測運(yùn)行環(huán)境，探針還會實(shí)時監(jiān)測應(yīng)用的運(yùn)行狀態(tài)，因?yàn)橐坏┏绦蛑型局兄梗蔷驼f明有人設(shè)置了“程序斷點(diǎn)”，正在做動態(tài)調(diào)試。
第三步和第四步有些類似，分別是常量加密和符號隱藏。
代碼中有一些內(nèi)容永遠(yuǎn)是破解者的重點(diǎn)關(guān)注對象，比如一些名叫 password 的字符串，比如一些隱秘的URL。
為了防止破解者定位到這些關(guān)鍵位置，“常量加密”會把這些關(guān)鍵的字符都加密隱藏掉。“符號隱藏”類似，也是把一些類名、方法名、屬性名加密隱藏起來。
總之，這兩步的關(guān)鍵在于“打碼”，保護(hù)關(guān)鍵部位。
第五步是“代碼邏輯混淆”。
這個其實(shí)很好理解，我給大家做個比喻：
你想去超市買岡本卷紙杜蕾斯，但又是不想讓人知道，于是你先去買了岡本和地瓜回來，又去操場跑兩圈，再去趟超市買了卷紙和可樂，最后再去買了杜蕾斯回來。
雖然最后都買回來了岡本卷紙杜蕾斯，但是你隱藏了自己的行動目的。
“代碼邏輯混淆”就是這樣，在清晰明了的代碼里加入各種多余的垃圾指令和代碼，把原來的邏輯拆分成各種怪癖語法，改得連親媽都不認(rèn)識，從而防止破解。
“只要做完這幾步，逆向破解的難度就會大大提高，雖然從理論上來講沒有破解不了的系統(tǒng)，但是只要把破解成本提高到足夠高，黑客就會放棄破解，或者轉(zhuǎn)向那些更容易的目標(biāo)。”
華保健說。
只要做完加固就能抗住大部分破解?
是的。
聽起來，反破解挺簡單，就那么回事。
然鵝，現(xiàn)實(shí)永遠(yuǎn)比你想象得殘酷。
3、“加固是不可能加固的“
“令我頭疼的，不是扛不住逆向破解，而是開發(fā)者們都不肯用加固。”
華保健說，目前市面上只有20%左右的 iOS 應(yīng)用做了加固，其中金融類的APP比例略高，但也只有50%左右，很多中小型金融機(jī)構(gòu)甚至銀行的APP都沒做加固。
謝幺：納尼?既然加固這么安全，為什么大家都喜歡裸奔呢?
華保健：因?yàn)槁惚几鼪隹煅絶
謝幺：???
華保健說，以往的加固方法雖然安全，但弊端也很明顯，這跟“衣服穿多了會顯得臃腫”是一個道理(果然是裸奔更涼快。。。 。。。 )
首先是拖慢程序性能。
就拿代碼邏輯混淆來說，原本一步能干完的活，現(xiàn)在非得分成好多步，為了迷惑對手還得故意磨洋工，那可不就拖慢性能了。
其次是程序體積會更大。
“一般來說，基于源碼的加固方式能讓程序增大20~30%的體積”，華保健直言，這一點(diǎn)很多開發(fā)者都接受不了，因?yàn)轶w積增大會降低用戶的下載欲望。
不過，最令開發(fā)者受不了的是加固帶來的代碼泄露風(fēng)險，以及兼容性問題。
“傳統(tǒng)的 iOS 應(yīng)用加固技術(shù)普遍采用的是源碼編譯的方式，需要開發(fā)者把程序的源代碼提交給第三方加固平臺，光這一點(diǎn)就讓不少開發(fā)者打退堂鼓。”
“并且基于源碼的加固過程需要反復(fù)改動代碼，可能影響對機(jī)型、系統(tǒng)版本的兼容適配，導(dǎo)致程序閃退，影響用戶體驗(yàn)。”
華保健坦言，在很長一段時間里，他不是在琢磨如何抗住更厲害的逆向破解者，而是在解決“怎么讓開發(fā)者愿意用加固” 的問題。
一開始，他們試著“戴著鐐銬跳舞”，犧牲一小部分安全性來提高性能，卻發(fā)現(xiàn)解決不了多少問題，并且一味地降低加固強(qiáng)度顯然不是個辦法。
華保健帶著團(tuán)隊(duì)研究了大半年，這才想到一個新的思路。
于是他們開始借鑒安卓應(yīng)用“加殼”的技術(shù)思路，直接對 iOS 應(yīng)用程序的 IPA (iOS程序安裝包)進(jìn)行一層專門的加殼。在此基礎(chǔ)上，再用底層二進(jìn)制代碼從程序中抽取出關(guān)鍵部分的代碼邏輯進(jìn)行混淆。
如此一來，開發(fā)者就不再需要把程序源代碼上傳給第三方加固廠商，并且由于不用對源代碼進(jìn)行大量邏輯混淆和修改，加固的性能、安裝包體積、兼容性也都可以兼顧。
按照華保健的說法，開發(fā)者把 IPA 安裝包上傳到他們的加固平臺，10分鐘就能直接加固完成。
通付盾的iOS加固具體的體驗(yàn)和強(qiáng)度如何，幺哥其實(shí)沒來得及做詳細(xì)測試，諸位有興趣可以自己試試。
不過話說到這，我忽然發(fā)現(xiàn)，其實(shí)華保健遇到的“安全與體驗(yàn)如何平衡”的問題，大部分安全創(chuàng)業(yè)者都會遇到。
之前就遇到一個做安全創(chuàng)業(yè)的朋友很納悶，他說自家產(chǎn)品明明比競爭對手的技術(shù)更好，更安全，為什么就是干不過別的競爭對手?
最后轉(zhuǎn)了一大圈才發(fā)現(xiàn)，因?yàn)樗漠a(chǎn)品太難用了!我的這位朋友是個耿直的技術(shù)流，只想著一股腦把安全強(qiáng)度做到最高，卻忽略了一件事：安全的本質(zhì)是維護(hù)業(yè)務(wù)，技術(shù)的本質(zhì)是輸出實(shí)用價值。
人也好公司也好，偶爾換個視角，興許看起來像是一種妥協(xié)，但實(shí)際上也是一種以退為進(jìn)。
最后再介紹一下我自己吧，我是謝幺，科技科普作者一枚，日常是把各種高大上的技術(shù)知識、黑科技講得通俗有趣。
