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优秀学员作品：《FartExt之优化更深主动调用的FART10》

参考：

将FART和Youpk结合来做一次针对函数抽取壳的全面提升https://bbs.pediy.com/thread-260052.htm
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寒冰大佬的FART带动了不少新的主动调用思想的抽取壳方案，看了上面这篇文章感觉意犹未尽，当然是要动手实践一翻来优化一波。于是我重新翻阅FART和Youpk的源码，我准备和那位大佬一样，参考Youpk在FART的基础上进行升级改造。

开工前先明确出我的需求：

对指定进程脱壳，非目标进程不要执行脱壳线程
对指定类列表进行脱壳
将FART升级到aosp10实现
去FART指纹
FART保存出的函数修复合并为dex
实现FART更深的主动调用
更快的主动调用（暂未优化）

什么是FART

还未了解过的请看原作者对于fart的介绍：

1、FART：ART环境下基于主动调用的自动化脱壳方案https://bbs.pediy.com/thread-252630.htm

2、FART正餐前甜点：ART下几个通用简单高效的dump内存中dex方法

https://bbs.pediy.com/thread-254028.htm

3、拨云见日：安卓APP脱壳的本质以及如何快速发现ART下的脱壳点

https://bbs.pediy.com/thread-254555.htm

关于fart源码的调用流程可以看看我以前整理的一篇文章：

fart的理解和分析过程

https://bbs.pediy.com/thread-263401.htm

简单总结：这是一个基于主动调用来脱抽取壳的方案。

简述实现原理：在进程启动的时候通过双亲委派机制遍历所有classloader，然后遍历里面的所有class，取出所有函数，直接调用。然后在ArtMethod的Invoke函数这里根据参数判断出这是主动调用触发的，然后就取消函数的正常执行，并执行脱壳操作。

对指定进程脱壳

首先看看FART源码中，脱壳线程的入口点ActivityThread.java的performLaunchActivity这个函数中开始的FART处理。

private Activity performLaunchActivity(ActivityClientRecord r, Intent customIntent) {        ...        fartthread();              ...    }

也就是说，所有的进程都会执行脱壳的流程。所以这个地方我觉得还是有必要优化的。应该是对指定的进程脱壳会更加好一些。Youpk中已经有了这个优化，所以我直接拿Youpk的处理来使用。下面是修改后的入口启动部分：

//判断这个进程是否应该脱壳    public static boolean shouldUnpack() {    boolean should_unpack = false;    String processName = ActivityThread.currentProcessName();    BufferedReader br = null;    String configPath="/data/local/tmp/fext.config";    try {        br = new BufferedReader(new FileReader(configPath));        String line;        while ((line = br.readLine()) != null) {            if (processName.equals(line))) {                should_unpack = true;                break;            }        }        br.close();    }    catch (Exception ignored) {
    }    return should_unpack;}    //启动FART脱壳线程public static void fartthread() {
    if (!shouldUnpack()) {        return;    }
    new Thread(new Runnable() {        @Override        public void run() {            // TODO Auto-generated method stub            try {                Log.e("ActivityThread", "start sleep......");                Thread.sleep(1 * 60 * 1000);            } catch (InterruptedException e) {                // TODO Auto-generated catch block                e.printStackTrace();            }            Log.e("ActivityThread", "sleep over and start fart");            fart();            Log.e("ActivityThread", "fart run over");
        }    }).start();}private void handleBindApplication(AppBindData data) {    ...    app = data.info.makeApplication(data.restrictedBackupMode, null);      app.setAutofillOptions(data.autofillOptions);      app.setContentCaptureOptions(data.contentCaptureOptions);      mInitialApplication = app;      fartthread();            ...}

这里主要是做了两点修改：

1、把启动FART线程的处理放到了handleBindApplication函数，这是因为performLaunchActivity这个函数调用有的时候可能会触发两次，而handleBindApplication确定只会触发一次。

2、FART线程启动前加了个判断，在配置文件中的进程才需要脱壳。这样基本第一个优化就完成了。

对指定类列表进行脱壳

由于应用的有些类可能是被特殊处理了，主动调用的情况会导致程序崩溃或者退出。所以最好是可以单独对某些类进行主动调用。我调整了FART线程启动的逻辑，先是上面的判断是不是要脱壳的目标进程，然后判断有没有设定类列表，如果有类列表就只脱壳类列表，否则就完整主动调用。

//读取类列表public static String getClassList() {        String processName = ActivityThread.currentProcessName();        BufferedReader br = null;        String configPath="/data/local/tmp/"+processName;        Log.e("ActivityThread", "getClassList processName:"+processName);        StringBuilder sb=new StringBuilder();        try {            br = new BufferedReader(new FileReader(configPath));            String line;            while ((line = br.readLine()) != null) {
                if(line.length()>=2){                    sb.append(line+"\n");                }            }            br.close();        }        catch (Exception ex) {            Log.e("ActivityThread", "getClassList err:"+ex.getMessage());            return "";        }        return sb.toString();    }        //对指定类进行主动调用    public static void fartWithClassList(String classlist){        ClassLoader appClassloader = getClassloader();        if(appClassloader==null){            Log.e("ActivityThread", "appClassloader is null");            return;        }        Class DexFileClazz = null;        try {            DexFileClazz = appClassloader.loadClass("dalvik.system.DexFile");        } catch (Exception e) {            e.printStackTrace();        } catch (Error e) {            e.printStackTrace();        }        Method dumpMethodCode_method = null;        for (Method field : DexFileClazz.getDeclaredMethods()) {            if (field.getName().equals("fartextMethodCode")) {                dumpMethodCode_method = field;                dumpMethodCode_method.setAccessible(true);            }        }        String[] classes=classlist.split("\n");        for(String clsname : classes){            String line=clsname;            if(line.startsWith("L")&&line.endsWith(";")&&line.contains("/")){                line=line.substring(1,line.length()-1);                line=line.replace("/",".");            }            loadClassAndInvoke(appClassloader, line, dumpMethodCode_method);        }    }
    public static void fartthread() {        if (!shouldUnpack()) {            return;        }          //获取类列表。如果有的话就不要完整主动调用了        String classlist=getClassList();        if(!classlist.equals("")){            fartWithClassList(classlist);            return;        }                ...    }

FART升级AOSP10

直接将FART修改的代码部分直接替换到AOSP10中。毫不意外的出现了一堆错误。不过问题比较集中。主要是对于CodeItem的成员访问方式发生了变化。这里可以参考文章：Android ART 虚拟机 - dex 文件格式要旨https://www.jianshu.com/p/18ff0b8e0b01

根据这篇文章中对CodeItem对象新的访问方式，对FART的源码部分做出修改。

修改文件是art_method.cc，我这里只贴上部分关键修改的代码：

extern "C" void dumpArtMethod(ArtMethod* artmethod)  REQUIRES_SHARED(Locks::mutator_lock_) {                ...        const dex::CodeItem* code_item = artmethod->GetCodeItem();              const DexFile* dex_=artmethod->GetDexFile();              CodeItemDataAccessor accessor(*dex_, dex_->GetCodeItem(artmethod->GetCodeItemOffset()));              if (LIKELY(code_item != nullptr))        {              int code_item_len = 0;              uint8_t *item=(uint8_t *) code_item;              if (accessor.TriesSize()>0) {                  const uint8_t *handler_data = accessor.GetCatchHandlerData();                  uint8_t * tail = codeitem_end(&handler_data);                  code_item_len = (int)(tail - item);            }else{                  code_item_len = 16+accessor.InsnsSizeInCodeUnits()*2;            }                        ...            }            ...}

需要修改的不止上面这几个地方。但是主要都是针对CodeItem的使用以及命名空间的修改，这里我就不全部贴出了，最后我会贴出改完后的版本。

去FART指纹

由于FART的知名度还是挺高的，所以最好还是把FART中特有的一些函数名和文件保存路径给修改一下，下面整理下我参考Youpk做的一些修改。

1、将ActivityThread中的FART相关函数全部单独放到一个类cn.mik.Fartext中。这样如果别人对ActivityThread的函数检测就找不到FART相关的了。

2、将DexFile中的dumpMethodCode函数名修改为fartextMethodCode

3、将myfartInvoke函数名改成fartextInvoke

4、将所有使用/sdcard/fart的这个路径全部修改成/sdcard/fext

把这些常见的可能识别的方式都修改之后，一般就识别不出来了。我这种完全没知名度的，想必不会被人检测到了。

FART的函数修复

抽取壳的应用在脱壳后，有两种文件，一个是在当前时机dump出来的dex文件，另一个是保存codeitem出来的bin文件。

FART的修复组件是使用开源项目FART中那个py的脚本来解析dex文件，将bin的codeitem修复打印。对于里面的代码解析部分我之前也写了文章。感兴趣可以看看：dex起步探索https://bbs.pediy.com/thread-268465.htm

但是我仔细研究后，发现修复组件只进行了打印，。并没有修复成dex，而是直接解析打印。最理想的还是修复到dex，方便使用静态分析工具查看，有大佬也已经写了这个工具。

那就是前面参考的Youpk，。他的内部有个dexfixer的目录，就是实现了对导出的codeitem数据修复到dex中。不过他的codeitem的保存结构和FART的并不大一样，没关系，修改一下codeitem文件的解析部分就好了。

下面贴上Youpk和我修改后专门处理fart结果的dexfixer。

Youpk：https://github.com/Youlor/Youpk

dexfixer：https://github.com/dqzg12300/dexfixer

更深的主动调用

1、FART的主动调用深度

首先当然是看看FART的主动调用的深度是在哪里，这里的深度其实就是在函数的主动执行过程中，FART是在执行到哪个流程时，进行的脱壳处理。下面贴上FART主动调用的脱壳位置：

void ArtMethod::Invoke(Thread* self, uint32_t* args, uint32_t args_size, JValue* result,                       const char* shorty) {    if (self== nullptr) {        dumpArtMethod(this);        return;    }      ... }

上面可以看到。当函数执行流程到达ArtMethod::Invoke时，就根据参数判断是主动调用的情况，就脱壳并结束了。

2、为什么需要更深的主动调用

一般的函数抽取壳，在执行到ArtMethod::Invoke前就已经对抽取函数还原了。但是也有一些抽取壳，执行到Invoke时依然还没有还原函数。譬如下面这种抽取壳：

.method public constructor <init>()V    .registers 2
    goto :goto_c
    :goto_1    nop
    nop
    nop
    nop
    nop
    nop
    nop
    nop
    nop
    nop
    return-void
    :goto_c    const v0, 0x1669
    invoke-static {v0}, Ls/h/e/l/l/H;->i(I)V
    goto :goto_1.end method

可以看到这个抽取的函数，进来之后就goto，然后执行invoke-static。接着在goto到函数的开始位置。

也就是说这个抽取壳，必须在函数执行了之后，才会还原出真实的函数。回想一下前面说的FART的主动调用深度，发现函数真正执行前就已经被我们直接结束掉了，所以我们需要更深的主动调用才能够解决这个抽取壳。

3、Youpk更深的主动调用

我们回头看看上面的抽取壳，我们的目标是要判断如果这个函数的第一个指令是goto，就正常执行。然后执行到invoke-static的指令，这个指令完成之后就直接结束掉函数调用，避免真实函数调用会出现异常。

先参考Youpk的看看他是如何实现更深的主动调用来解决这个问题的。下面是第一步，先修改默认的解释器为Switch的解释器。这是因为Switch解释器的可读性更加高，方便我们直接修改源码来达到目的。

static constexpr InterpreterImplKind kInterpreterImplKind = kSwitchImplKind;

然后我们看看主动调用时Youpk是怎么模拟参数的。

void Unpacker::invokeAllMethods() {          ...      auto methods = klass->GetDeclaredMethods(pointer_size);      Unpacker::enableFakeInvoke();      for (auto& m : methods) {        ArtMethod* method = &m;        if (!method->IsProxyMethod() && method->IsInvokable()) {          //获取参数个数          uint32_t args_size = (uint32_t)ArtMethod::NumArgRegisters(method->GetShorty());          if (!method->IsStatic()) {            args_size += 1;          }          //模拟参数          JValue result;          std::vector<uint32_t> args(args_size, 0);          if (!method->IsStatic()) {            mirror::Object* thiz = klass->AllocObject(self);            args[0] = StackReference<mirror::Object>::FromMirrorPtr(thiz).AsVRegValue();           }          method->Invoke(self, args.data(), args_size, &result, method->GetShorty());        }      }      Unpacker::disableFakeInvoke();      cJSON_ReplaceItemInObject(current, "status", cJSON_CreateString("Dumped"));      writeJson();    }  }}

这里可以看到Youpk的参数是模拟赋值进去的。而寒冰大佬的做法不大一样，看看FART的函数调用模拟。

extern "C" void myfartInvoke(ArtMethod* artmethod)  REQUIRES_SHARED(Locks::mutator_lock_) {    JValue *result=nullptr;    Thread *self=nullptr;    uint32_t temp=6;    uint32_t* args=&temp;    uint32_t args_size=6;    artmethod->Invoke(self, args, args_size, result, "fart");}

这样肯定没法顺利往后执行，我们先继续参考Youpk的后续。

然后看看Youpk的ArtMethod::Invoke的处理，如果是主动调用并且非Native函数就正常执行。

void ArtMethod::Invoke(Thread* self, uint32_t* args, uint32_t args_size, JValue* result,                       const char* shorty) {  ...  //patch by Youlor  //++++++++++++++++++++++++++++  //如果是主动调用fake invoke并且不是native方法则强制走解释器  if (UNLIKELY(!runtime->IsStarted() || Dbg::IsForcedInterpreterNeededForCalling(self, this)      || (Unpacker::isFakeInvoke(self, this) && !this->IsNative()))) {  //++++++++++++++++++++++++++++    if (IsStatic()) {      art::interpreter::EnterInterpreterFromInvoke(          self, this, nullptr, args, result, /*stay_in_interpreter*/ true);    } else {      mirror::Object* receiver =          reinterpret_cast<StackReference<mirror::Object>*>(&args[0])->AsMirrorPtr();      art::interpreter::EnterInterpreterFromInvoke(          self, this, receiver, args + 1, result, /*stay_in_interpreter*/ true);    }  } else {    //patch by Youlor    //++++++++++++++++++++++++++++    //如果是主动调用fake invoke并且是native方法则不执行    if (Unpacker::isFakeInvoke(self, this) && this->IsNative()) {      // Pop transition.      self->PopManagedStackFragment(fragment);      return;    }    //++++++++++++++++++++++++++++    ...  }    ...}

接下来看解释器的EnterInterpreterFromInvoke函数处理，这里Youpk没有什么处理。

void EnterInterpreterFromInvoke(Thread* self, ArtMethod* method, Object* receiver,                                uint32_t* args, JValue* result,                                bool stay_in_interpreter) {         ...    JValue r = Execute(self, code_item, *shadow_frame, JValue(), stay_in_interpreter);    ...}

继续看看函数Execute。

static inline JValue Execute(    Thread* self,    const DexFile::CodeItem* code_item,    ShadowFrame& shadow_frame,    JValue result_register,    bool stay_in_interpreter = false) SHARED_REQUIRES(Locks::mutator_lock_) {      ...    } else if (kInterpreterImplKind == kSwitchImplKind) {      if (transaction_active) {        return ExecuteSwitchImpl<false, true>(self, code_item, shadow_frame, result_register,                                              false);      } else {        return ExecuteSwitchImpl<false, false>(self, code_item, shadow_frame, result_register,                                               false);      }    }        ...}

然后这ExecuteSwitchImpl就是关键的解释指令的函数了。到这里终于有Youpk修改的部分了，先看看修改的代码：

//patch by Youlor//++++++++++++++++++++++++++++#define PREAMBLE()                                                                              \  do {                                                                                          \    inst_count++;                                                                               \    bool dumped = Unpacker::beforeInstructionExecute(self, shadow_frame.GetMethod(),            \                                                     dex_pc, inst_count);                       \    if (dumped) {                                                                               \      return JValue();                                                                          \    }                                                                                           \    if (UNLIKELY(instrumentation->HasDexPcListeners())) {                                       \      instrumentation->DexPcMovedEvent(self, shadow_frame.GetThisObject(code_item->ins_size_),  \                                       shadow_frame.GetMethod(), dex_pc);                       \    }                                                                                           \  } while (false)//++++++++++++++++++++++++++++

PREAMBLE这个函数基本每个指令执行前都会调用beforeInstructionExecute来判断下。如果这里dump脱壳了，就直接结束掉，这个函数不再往下执行了。

如果是上面那种特殊壳，这里就可以暂时先不要dump，让他正常执行先，下面看看里面的逻辑处理：

//继续解释执行返回false, dump完成返回truebool Unpacker::beforeInstructionExecute(Thread *self, ArtMethod *method, uint32_t dex_pc, int inst_count) {  if (Unpacker::isFakeInvoke(self, method)) {    const uint16_t* const insns = method->GetCodeItem()->insns_;    const Instruction* inst = Instruction::At(insns + dex_pc);    uint16_t inst_data = inst->Fetch16(0);    Instruction::Code opcode = inst->Opcode(inst_data);
    //对于一般的方法抽取(非ijiami, najia), 直接在第一条指令处dump即可    if (inst_count == 0 && opcode != Instruction::GOTO && opcode != Instruction::GOTO_16 && opcode != Instruction::GOTO_32) {      Unpacker::dumpMethod(method);      return true;    }    //ijiami, najia的特征为: goto: goto_decrypt; nop; ... ; return; const vx, n; invoke-static xxx; goto: goto_origin;    else if (inst_count == 0 && opcode >= Instruction::GOTO && opcode <= Instruction::GOTO_32) {      return false;    } else if (inst_count == 1 && opcode >= Instruction::CONST_4 && opcode <= Instruction::CONST_WIDE_HIGH16) {      return false;    } else if (inst_count == 2 && (opcode == Instruction::INVOKE_STATIC || opcode == Instruction::INVOKE_STATIC_RANGE)) {      //让这条指令真正的执行      Unpacker::disableFakeInvoke();      Unpacker::enableRealInvoke();      return false;    } else if (inst_count == 3) {      if (opcode >= Instruction::GOTO && opcode <= Instruction::GOTO_32) {        //写入时将第一条GOTO用nop填充        const Instruction* inst_first = Instruction::At(insns);        Instruction::Code first_opcode = inst_first->Opcode(inst->Fetch16(0));        CHECK(first_opcode >= Instruction::GOTO && first_opcode <= Instruction::GOTO_32);        ULOGD("found najia/ijiami %s", PrettyMethod(method).c_str());        switch (first_opcode)        {        case Instruction::GOTO:          Unpacker::dumpMethod(method, 2);          break;        case Instruction::GOTO_16:          Unpacker::dumpMethod(method, 4);          break;        case Instruction::GOTO_32:          Unpacker::dumpMethod(method, 8);          break;        default:          break;        }      } else {        Unpacker::dumpMethod(method);      }      return true;    }    Unpacker::dumpMethod(method);    return true;  }  return false;}

这里可以看到，如果是INVOKE_STATIC就让指令正常执行。其他正常的抽取壳的深度就是在这里，这相当于就是指令执行前进行dump了。

但是这里依然没解决特殊壳的深度问题，必须执行完INVOKE_STATIC之后再进行脱壳并结束掉函数，继续看Youpk下面的处理：

template<bool do_access_check, bool transaction_active>JValue ExecuteSwitchImpl(Thread* self, const DexFile::CodeItem* code_item,                         ShadowFrame& shadow_frame, JValue result_register,                         bool interpret_one_instruction) {  ...  //patch by Youlor  //++++++++++++++++++++++++++++  int inst_count = -1;  //++++++++++++++++++++++++++++  do {    dex_pc = inst->GetDexPc(insns);    shadow_frame.SetDexPC(dex_pc);    TraceExecution(shadow_frame, inst, dex_pc);    inst_data = inst->Fetch16(0);    switch (inst->Opcode(inst_data)) {      ...      case Instruction::GOTO: {        PREAMBLE();        int8_t offset = inst->VRegA_10t(inst_data);        BRANCH_INSTRUMENTATION(offset);        if (IsBackwardBranch(offset)) {          HOTNESS_UPDATE();          self->AllowThreadSuspension();        }        inst = inst->RelativeAt(offset);        break;      }      ...      case Instruction::INVOKE_STATIC: {        PREAMBLE();        bool success = DoInvoke<kStatic, false, do_access_check>(            self, shadow_frame, inst, inst_data, &result_register);        POSSIBLY_HANDLE_PENDING_EXCEPTION(!success, Next_3xx);        break;      }      case Instruction::INVOKE_STATIC_RANGE: {        PREAMBLE();        bool success = DoInvoke<kStatic, true, do_access_check>(            self, shadow_frame, inst, inst_data, &result_register);        POSSIBLY_HANDLE_PENDING_EXCEPTION(!success, Next_3xx);        break;      }      ...    }    //patch by Youlor    //++++++++++++++++++++++++++++    bool dumped = Unpacker::afterInstructionExecute(self, shadow_frame.GetMethod(), dex_pc, inst_count);    if (dumped) {      return JValue();    }    //++++++++++++++++++++++++++++  } while (!interpret_one_instruction);  // Record where we stopped.  shadow_frame.SetDexPC(inst->GetDexPc(insns));  return result_register;}  // NOLINT(readability/fn_size)

这里就看到每个指令都执行了PREAMBLE函数。然后每个指令执行完都执行了afterInstructionExecute这个函数。

在这里就可以判断，如果执行完的指令是INVOKE_STATIC，就可以直接return结束掉函数执行了，看看Youpk的处理：

bool Unpacker::afterInstructionExecute(Thread *self, ArtMethod *method, uint32_t dex_pc, int inst_count) {  const uint16_t* const insns = method->GetCodeItem()->insns_;  const Instruction* inst = Instruction::At(insns + dex_pc);  uint16_t inst_data = inst->Fetch16(0);  Instruction::Code opcode = inst->Opcode(inst_data);  if (inst_count == 2 && (opcode == Instruction::INVOKE_STATIC || opcode == Instruction::INVOKE_STATIC_RANGE)      && Unpacker::isRealInvoke(self, method)) {    Unpacker::enableFakeInvoke();    Unpacker::disableRealInvoke();  }  return false;}

这里留意了一下，这个函数固定返回的false，但是通过设置enableFakeInvoke和disableRealInvoke来控制下一个指令执行的时候来进行退出函数，我感觉这里退出应该也没啥问题。

到这里基本就走完大致的流程了，那么欣赏完别人的代码，可以开始我们的改造工作了。

4、FartExt更深的主动调用

和Youpk一样，第一步就是先把解释器给改成使用Switch解释器。但是由于我使用的是AOSP10，所以发现修改部分果然不大一样了。

#if ART_USE_CXX_INTERPRETERstatic constexpr InterpreterImplKind kInterpreterImplKind = kSwitchImplKind;#elsestatic constexpr InterpreterImplKind kInterpreterImplKind = kMterpImplKind;#endif

发现这里变成可以通过编译参数来控制的了，搜索一下：ART_USE_CXX_INTERPRETER的使用

if envTrue(ctx, "ART_USE_CXX_INTERPRETER") {        cflags = append(cflags, "-DART_USE_CXX_INTERPRETER=1")    }

发现这个好像可以通过cflags来配置了，所以我修改了下runtime下的Android.pb。如果不想改全局的，也可以在源码里面直接判断是主动调用就强制走switch解释器。

cflags: [    // ART is allowed to link to libicuuc directly    // since they are in the same module    "-DANDROID_LINK_SHARED_ICU4C",    "-Wno-error",    "-DART_USE_CXX_INTERPRETER=1"],

接着就是ArtMethod::Invoke的时候不要直接结束了。但是这里我们需要留意的是，第一个参数的Thread是fart用来判断是否为主动调用的。为了让后面能正常执行，我就直接把第一个参数给赋值了，而后面的调用流程也是需要判断当前执行函数是否为主动调用。

Youpk是用线程和一个变量来控制判断是否为主动调用的，这里使用result=111111在后续判断是否为主动调用：

extern "C" void fartextInvoke(ArtMethod* artmethod)  REQUIRES_SHARED(Locks::mutator_lock_) {    if(artmethod->IsNative()||artmethod->IsAbstract()){        return;    }    JValue result;  //模拟参数    Thread *self=Thread::Current();    uint32_t temp[100]={0};    uint32_t* args=temp;    uint32_t args_size = (uint32_t)ArtMethod::NumArgRegisters(artmethod->GetShorty());    if (!artmethod->IsStatic()) {      args_size += 1;    }  //靠这个值，在后续来判断当前函数是否为主动调用。    result.SetI(111111);    LOG(ERROR) << "fartext fartextInvoke";    Unpacker_self_=self;    artmethod->Invoke(self, args, args_size, &result,artmethod->GetShorty());}
void ArtMethod::Invoke(Thread* self, uint32_t* args, uint32_t args_size, JValue* result,                       const char* shorty) {  ...  //add  if (result!=nullptr && result->GetI()==111111){      LOG(ERROR) << "fartext artMethod::Invoke Method "<<this->PrettyMethod().c_str();      if (IsStatic()) {        art::interpreter::EnterInterpreterFromInvoke(                        self, this, nullptr, args, result, /*stay_in_interpreter=*/ true);      }else{        //注意这里是把非静态的也当静态的方式处理的。避免使用引用类型参数。        art::interpreter::EnterInterpreterFromInvoke(                  self, this, nullptr, args + 1, result, /*stay_in_interpreter=*/ true);      }        LOG(ERROR) << "fartext artMethod::Invoke Method Over "<<this->PrettyMethod().c_str();      self->PopManagedStackFragment(fragment);      return;  }  //add end  ...}

这里有个问题是上面这种模拟参数的方式，碰到引用类型的参数会报错。所以在处理参数入栈的时候，也要进行判断处理一下。

void EnterInterpreterFromInvoke(Thread* self,                                ArtMethod* method,                                ObjPtr<mirror::Object> receiver,                                uint32_t* args,                                JValue* result,                                bool stay_in_interpreter) {  ...  if (!method->IsStatic()) {    //add  避免使用引用类型的参数    if(result!=nullptr&&result->GetI()==111111){        shadow_frame->SetVReg(cur_reg, args[0]);    }else{        CHECK(receiver != nullptr);        shadow_frame->SetVRegReference(cur_reg, receiver);    }    //add end    //shadow_frame->SetVRegReference(cur_reg, receiver);    ++cur_reg;  }  uint32_t shorty_len = 0;  const char* shorty = method->GetShorty(&shorty_len);  for (size_t shorty_pos = 0, arg_pos = 0; cur_reg < num_regs; ++shorty_pos, ++arg_pos, cur_reg++) {    DCHECK_LT(shorty_pos + 1, shorty_len);    switch (shorty[shorty_pos + 1]) {      case 'L': {        //add  避免使用引用类型的参数        if(result!=nullptr&&result->GetI()==111111){            shadow_frame->SetVReg(cur_reg, args[0]);            break;        }        //add end        ObjPtr<mirror::Object> o =            reinterpret_cast<StackReference<mirror::Object>*>(&args[arg_pos])->AsMirrorPtr();        shadow_frame->SetVRegReference(cur_reg, o);        break;      }      case 'J': case 'D': {        uint64_t wide_value = (static_cast<uint64_t>(args[arg_pos + 1]) << 32) | args[arg_pos];        shadow_frame->SetVRegLong(cur_reg, wide_value);        cur_reg++;        arg_pos++;        break;      }      default:        shadow_frame->SetVReg(cur_reg, args[arg_pos]);        break;    }  }  ...  if (LIKELY(!method->IsNative())) {    //这里把我们主动调用函数的标志继续往后面传递    if(result!=nullptr&&result->GetI()==111111){        JValue r = Execute(self, accessor, *shadow_frame, *result, stay_in_interpreter);        if (result != nullptr) {          *result = r;        }          return;    }else{        JValue r = Execute(self, accessor, *shadow_frame, JValue(), stay_in_interpreter);        if (result != nullptr) {          *result = r;        }    }  }  ...}

接下来就开始修改解释器部分的逻辑了，我们只要做到几点处理，就可以搞定这种壳了。

1、如果是主动调用并且第一个指令如果不是GOTO的。就直接脱壳并结束

2、如果是主动调用并且第一个指令是GOTO的。让他继续执行

3、如果第三个指令是INVOKE-STATIC的执行完后直接结束掉

接下来准备改代码，然后碰到一个问题，同样也是AOSP10的版本导致的。Switch解释器的逻辑发生了较大的变动，先看看变成了啥样子：

template<bool do_access_check, bool transaction_active>ATTRIBUTE_NO_SANITIZE_ADDRESS void ExecuteSwitchImplCpp(SwitchImplContext* ctx) {  ...  bool const interpret_one_instruction = ctx->interpret_one_instruction;  while (true) {    dex_pc = inst->GetDexPc(insns);    shadow_frame.SetDexPC(dex_pc);    TraceExecution(shadow_frame, inst, dex_pc);    inst_data = inst->Fetch16(0);    {      bool exit_loop = false;      InstructionHandler<do_access_check, transaction_active> handler(          ctx, instrumentation, self, shadow_frame, dex_pc, inst, inst_data, exit_loop);      //PREAMBLE变成这种方式调用了      if (!handler.Preamble()) {        if (UNLIKELY(exit_loop)) {          return;        }        if (UNLIKELY(interpret_one_instruction)) {          break;        }        continue;      }    }    switch (inst->Opcode(inst_data)) {#define OPCODE_CASE(OPCODE, OPCODE_NAME, pname, f, i, a, e, v)                                    \      case OPCODE: {                                                                              \        bool exit_loop = false;                                                                   \        InstructionHandler<do_access_check, transaction_active> handler(                          \            ctx, instrumentation, self, shadow_frame, dex_pc, inst, inst_data, exit_loop);        \        handler.OPCODE_NAME();                                                                    \        /* TODO: Advance 'inst' here, instead of explicitly in each handler */                    \        if (UNLIKELY(exit_loop)) {                                                                \          return;                                                                                 \        }                                                                                         \        break;                                                                                    \      }DEX_INSTRUCTION_LIST(OPCODE_CASE)#undef OPCODE_CASE    }    if (UNLIKELY(interpret_one_instruction)) {      break;    }  }  // Record where we stopped.  shadow_frame.SetDexPC(inst->GetDexPc(insns));  ctx->result = ctx->result_register;  return;}  // NOLINT(readability/fn_size)

看到了这两个部分都发生了较大的变化，那个超大的case都不见了，不过也只是处理的方式发生变化，我们跟着调整下就行了。

template<bool do_access_check, bool transaction_active>ATTRIBUTE_NO_SANITIZE_ADDRESS void ExecuteSwitchImplCpp(SwitchImplContext* ctx) {  ...  //add  int32_t regvalue=ctx->result_register.GetI();  //这里很重要。需要把我们用来作为主动调用的值给改了。不然调用另外一个函数也会当成fart的主动调用的。  ctx->result_register=JValue();  int inst_count = -1;            //当前第几个指令  bool flag=false;                    //第一个指令是否为goto  //add end  bool const interpret_one_instruction = ctx->interpret_one_instruction;  while (true) {    ...    //add    inst_count++;    uint8_t opcode = inst->Opcode(inst_data)    //如果是主动调用    if(regvalue==111111){          //第一个指令是goto的处理        if(inst_count == 0 ){            if(opcode == Instruction::GOTO || opcode == Instruction::GOTO_16 || opcode == Instruction::GOTO_32){                LOG(ERROR) << "fartext ExecuteSwitchImplCpp Switch inst_count=0 opcode==GOTO "<<shadow_frame.GetMethod()->PrettyMethod().c_str();                flag=true;            }else{                LOG(ERROR) << "fartext ExecuteSwitchImplCpp Switch inst_count=0 opcode!=GOTO "<<shadow_frame.GetMethod()->PrettyMethod().c_str();                dumpArtMethod(shadow_frame.GetMethod());                break;            }        }          //第二个指令是const的处理        if(inst_count == 1){            if(opcode >= Instruction::CONST_4 && opcode <= Instruction::CONST_WIDE_HIGH16){                LOG(ERROR) << "fartext ExecuteSwitchImplCpp Switch inst_count=1 opcode==CONST "<<shadow_frame.GetMethod()->PrettyMethod().c_str();                flag=true;            }else{                LOG(ERROR) << "fartext ExecuteSwitchImplCpp Switch inst_count=1 opcode!=CONST "<<shadow_frame.GetMethod()->PrettyMethod().c_str();                dumpArtMethod(shadow_frame.GetMethod());                break;            }        }    }    //add end    switch (opcode) {#define OPCODE_CASE(OPCODE, OPCODE_NAME, pname, f, i, a, e, v)                                    \      case OPCODE: {                                                                              \        bool exit_loop = false;                                                                   \        InstructionHandler<do_access_check, transaction_active> handler(                          \            ctx, instrumentation, self, shadow_frame, dex_pc, inst, inst_data, exit_loop);        \        handler.OPCODE_NAME();                                                                    \        /* TODO: Advance 'inst' here, instead of explicitly in each handler */                    \        if (UNLIKELY(exit_loop)) {                                                                \          return;                                                                                 \        }                                                                                         \        break;                                                                                    \      }DEX_INSTRUCTION_LIST(OPCODE_CASE)#undef OPCODE_CASE    }    //add      //指令执行结束后，再判断一下是不是主动调用的    if(regvalue==111111){          //如果这是第3个指令        if(inst_count==2&&flag){              //如果是下面两种操作码，就可以脱壳并结束了。            if(opcode == Instruction::INVOKE_STATIC || opcode == Instruction::INVOKE_STATIC_RANGE){                dumpArtMethod(shadow_frame.GetMethod());                  ArtMethod::disableFartextInvoke();                break;            }        }          //如果主动调用的情况还能执行到第4个指令。那就直接脱壳并结束掉。          if(inst_count>2){            dumpArtMethod(shadow_frame.GetMethod());              ArtMethod::disableFartextInvoke();            break;        }    }    //add end    if (UNLIKELY(interpret_one_instruction)) {      break;    }  }  // Record where we stopped.  shadow_frame.SetDexPC(inst->GetDexPc(insns));  ctx->result = ctx->result_register;  return;}  // NOLINT(readability/fn_size)

流程图

更快的主动调用(暂未优化)

在测试FART的主动调用中发现，主动调用的耗时较长，根据上面的流程图。我们可以看到调用最耗时最核心的函数dumpArtMethod，就是在这里进行脱壳的，先看看FART里面做了什么：

extern "C" void dumpArtMethod(ArtMethod* artmethod)  REQUIRES_SHARED(Locks::mutator_lock_) {          //存放保存的dex路径            char *dexfilepath=(char*)malloc(sizeof(char)*1000);               if(dexfilepath==nullptr)            {                LOG(ERROR) << "ArtMethod::dumpArtMethodinvoked,methodname:"<<artmethod->PrettyMethod().c_str()<<"malloc 1000 byte failed";                return;            }            int result=0;            int fcmdline =-1;            char szCmdline[64]= {0};            char szProcName[256] = {0};            int procid = getpid();          //获取进程包名            sprintf(szCmdline,"/proc/%d/cmdline", procid);            fcmdline = open(szCmdline, O_RDONLY,0644);            if(fcmdline >0)            {                result=read(fcmdline, szProcName,256);                if(result<0)                {                    LOG(ERROR) << "ArtMethod::dumpdexfilebyArtMethod,open cmdline file file error";                                                   }                close(fcmdline);            }
            if(szProcName[0])            {
                      const DexFile* dex_file = artmethod->GetDexFile();                      const uint8_t* begin_=dex_file->Begin();  // Start of data.                      size_t size_=dex_file->Size();  // Length of data.
                      memset(dexfilepath,0,1000);                      int size_int_=(int)size_;                      //创建目录                      memset(dexfilepath,0,1000);                      sprintf(dexfilepath,"%s","/sdcard/fart");                      mkdir(dexfilepath,0777);                        //创建目录                           memset(dexfilepath,0,1000);                      sprintf(dexfilepath,"/sdcard/fart/%s",szProcName);                      mkdir(dexfilepath,0777);                        //文件大小_dexfile.dex                                 memset(dexfilepath,0,1000);                      sprintf(dexfilepath,"/sdcard/fart/%s/%d_dexfile.dex",szProcName,size_int_);                      int dexfilefp=open(dexfilepath,O_RDONLY,0666);                //存在则略过                      if(dexfilefp>0){                          close(dexfilefp);                          dexfilefp=0;
                          }else{                          //dex的数据保存                                      int fp=open(dexfilepath,O_CREAT|O_APPEND|O_RDWR,0666);                                      if(fp>0)                                      {                                          result=write(fp,(void*)begin_,size_);                                          if(result<0)                                            {                                                LOG(ERROR) << "ArtMethod::dumpdexfilebyArtMethod,open dexfilepath file error";
                                            }                                          fsync(fp);                                          close(fp);                                           memset(dexfilepath,0,1000);                      //保存对应的classlist                                          sprintf(dexfilepath,"/sdcard/fart/%s/%d_classlist.txt",szProcName,size_int_);                                          int classlistfile=open(dexfilepath,O_CREAT|O_APPEND|O_RDWR,0666);                                            if(classlistfile>0)                                            {                                                for (size_t ii= 0; ii< dex_file->NumClassDefs(); ++ii)                                                {                                                    const DexFile::ClassDef& class_def = dex_file->GetClassDef(ii);                                                    const char* descriptor = dex_file->GetClassDescriptor(class_def);                                                    result=write(classlistfile,(void*)descriptor,strlen(descriptor));                                                    if(result<0)                                                    {                                                        LOG(ERROR) << "ArtMethod::dumpdexfilebyArtMethod,write classlistfile file error";
                                                        }                                                    const char* temp="\n";                                                    result=write(classlistfile,(void*)temp,1);                                                    if(result<0)                                                    {                                                        LOG(ERROR) << "ArtMethod::dumpdexfilebyArtMethod,write classlistfile file error";
                                                        }                                                    }                                                  fsync(classlistfile);                                                  close(classlistfile);
                                                }                                          }                            }                    //获取codeItem                          const DexFile::CodeItem* code_item = artmethod->GetCodeItem();                          if (LIKELY(code_item != nullptr))                          {                                  int code_item_len = 0;                                  uint8_t *item=(uint8_t *) code_item;                    //计算codeitem的大小                                  if (code_item->tries_size_>0) {                                      const uint8_t *handler_data = (const uint8_t *)(DexFile::GetTryItems(*code_item, code_item->tries_size_));                                      uint8_t * tail = codeitem_end(&handler_data);                                      code_item_len = (int)(tail - item);                                  }else{                                      code_item_len = 16+code_item->insns_size_in_code_units_*2;                                  }                     //下面就是获取codeitem的idx和偏移，大小之类的。然后写入数据保存了                                      memset(dexfilepath,0,1000);                                      int size_int=(int)dex_file->Size();                                       uint32_t method_idx=artmethod->GetDexMethodIndexUnchecked();                                      sprintf(dexfilepath,"/sdcard/fart/%s/%d_ins_%d.bin",szProcName,size_int,(int)gettidv1());                                      int fp2=open(dexfilepath,O_CREAT|O_APPEND|O_RDWR,0666);                                      if(fp2>0){                      //跳到文件末尾写入                                          lseek(fp2,0,SEEK_END);                                          memset(dexfilepath,0,1000);                                          int offset=(int)(item - begin_);                                          sprintf(dexfilepath,"{name:%s,method_idx:%d,offset:%d,code_item_len:%d,ins:",artmethod->PrettyMethod().c_str(),method_idx,offset,code_item_len);                                          int contentlength=0;                                          while(dexfilepath[contentlength]!=0) contentlength++;                                          result=write(fp2,(void*)dexfilepath,contentlength);                                          if(result<0)                                                    {                                                        LOG(ERROR) << "ArtMethod::dumpdexfilebyArtMethod,write ins file error";
                                                        }                                          long outlen=0;                                          char* base64result=base64_encode((char*)item,(long)code_item_len,&outlen);                                          result=write(fp2,base64result,outlen);                                          if(result<0)                                                    {                                                        LOG(ERROR) << "ArtMethod::dumpdexfilebyArtMethod,write ins file error";
                                                        }                                          result=write(fp2,"};",2);                                          if(result<0)                                                    {                                                        LOG(ERROR) << "ArtMethod::dumpdexfilebyArtMethod,write ins file error";
                                                        }                                          fsync(fp2);                                          close(fp2);                                          if(base64result!=nullptr){                                              free(base64result);                                              base64result=nullptr;                                              }                                           }                            }
            }            if(dexfilepath!=nullptr)            {                free(dexfilepath);                dexfilepath=nullptr;            }
}

这里可以看到dump的规则是相同大小的dex就跳过，非相同的就写入文件保存，相当于算是一个整体脱壳非常晚的时机。不过这个时机的调用频率较多，相对会影响性能。

好处是这个整体脱壳点的时机够晚，绝对能脱掉除抽取函数外的整体壳。而Youpk中的优化是不使用这个整体脱壳点，只单纯的把codeitem写入bin文件，这样就能提高一定的效率。这里我就暂时不修改了，毕竟在这里脱整体壳也有一定的优势。如果想要更快的速度，也可以选择过滤主动调用的范围，来降低调用频率。

实战测试

编译完成之后，我们就可以来试试深度主动调用+dex修复的效果，为了防止风险，就不放测试的apk样本了。

安装好apk后，先去/data/local/tmp/fext.config中填入我们的目标进程。如果主动调用出现崩溃的情况。可以将class.txt的文件复制到/data/local/tmp/进程名称来对指定的类进行主动调用，然后打开应用静静的等待脱壳结果，或者是使用整合怪来对指定类进行处理。

（1）如果第二次打开应用发现没有触发主动调用，请清理应用：adb shell pm clear packageName

（2）如果不想等待60秒，想自己触发fart的主动调用。可以使用frida扩

（3）如果想看logcat日志。搜索fartext即可，日志统一都添加了这个头部。方便查日志。

修复前的数据：

使用前面我修改的修复工具，用下面的命令来修复java -jar dexfixer.jar dexpath binpath outpath，或者是使用我整合怪的工具来修复：

修复后的函数结果如下：

联合frida扩展

可以结合frida来直接调用FART中准备的函数来对单个类或者类列表进行脱壳。

function romClassesInvoke(classes){    Java.perform(function(){        klog("romClassesInvoke start load");        var fartExt=Java.use("cn.mik.Fartext");        if(!fartExt.fartWithClassList){            klog("fartExt中未找到fartWithClassList函数，可能是未使用Fartext的rom")            return ;        }        fartExt.fartWithClassList(classes);    })}
function romFartAllClassLoader(){    Java.perform(function(){       var fartExt=Java.use("cn.mik.Fartext");       if(!fartExt.fartWithClassLoader){           klog("fartExt中未找到fartWithClassLoader函数，可能是未使用Fartext的rom");           return;       }       Java.enumerateClassLoadersSync().forEach(function(loader){           klog("romFartAllClassLoader to loader:"+loader);           if(loader.toString().indexOf("BootClassLoader")==-1){               klog("fart start loader:"+loader);               fartExt.fartWithClassLoader(loader);           }       })    });}

同时我的整合怪里面也添加了对我这个rom的主动调用和类列表主动调用支持：

思考

整个流程梳理完成后，我们可以由此来借鉴来思考延伸一下。

比如，包装一些属于自己的系统层api调用。便于我们使用xposed或者是frida来调用一些功能。

再比如，加载应用时，读取配置文件作为开关，我们来对网络流量进行拦截写入保存，或者对所有的jni函数调用，或者是java函数调用进行trace。这种就属于是rom级别的打桩。

再比如，可以做一个应用来读写作为开关的配置文件，而rom读取配置文件后，对一些流程进行调整。例如控制FART是否使用更深调用。控制是否开启rom级别的打桩。

以上纯属个人瞎想，刚刚入门想的有点多，以后了解更深了，我再看看如何定制一个专属的rom逆向集合。

《安卓高级研修班（网课）》

春季班开始招生！

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开班时间：2022年春季开班

PS：以上为总体服务计划，具体课程时间(段)安排以最终合同约定的课程表为准。

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高研网课	就业班	强化班
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就业班注意事项：

就业班附带包就业服务(须达到合同规定的毕业标准)，签合同保证就业及薪资，达不到退全款；
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月薪三万计划视大家实际需求而定，一般看得懂目录及想要学习的人自己就懂，大家不用盲目跟风。如果看不懂目录及不理解目录的具体含义及意义，建议先从两万计划学起，多积累技术和经验。

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A：不需要，互相独立的。月薪两万计划的定位更加偏向工作岗位一线逆向需求，月薪三万计划则更加偏向于高级调试技巧，二者互为补充，相辅相成。有非常多地大佬两个计划一起报名了，我们也会确保直播时间不会冲突。

Q：想报三万的班，真的很想学高级技巧；但两万的班中也有很多是我想了解和学习的，大佬给些建议呢？

A：其实推荐两个班一起报，有好几位大佬就是两个班全报的。因为首先价格真心不贵，其实我们会将直播的时间错开，方便大家同时进修三万和两万计划，学习自己想要学习的、心仪的知识。

Q：直播答疑如果错过了，是否会有直播内容的回放？

A：每一场直播都有回放，在看雪课程中可以观看。

Q：就业班如何报名呢？流程是怎样的呢？

A：就业班是需要考核的。考核流程是先缴费报名，然后开始。会经过简历、(远程)一面和二面。通过之后补差价，不通过退全款。

Q：我已经报名了，趁开班前还想再预习一下，可否给个预习指南，让我好好利用开班前这段时间再恶补一下。

A：在月薪三万计划中，我们学习的主要目标是，掌握调试、分析和还原ollvm、vmp的方法，定制art虚拟机进行自动化脱壳的方法，主要涉及的技术栈是C\C++还原、arm(64)，C++开发。

因此首先推荐邓凡平先生的《深入理解Android：Java虚拟机art》，里面的第五章详细讲解了art虚拟机的实现语言C++11，是阅读art源代码必备的知识；其余部分也详细讲解了Class文件、dex文件和ELF文件的格式和内容，以及art虚拟机的编译、runtime、解释执行、内存、线程等art的技术细节；

推荐的第二本书是《C++反汇编与逆向分析技术揭秘》，按照书中的方法自己编写实验代码对C++使用ndk编译后arm汇编进行对照，掌握c++数据类型、控制流、函数和类在编译后arm汇编的表现形式；希望大家预先掌握这些知识，即使现在不开始看，开课后也会要求大家必须掌握。

在月薪两万计划中，我们更加注重的是实际工作中遇到的各种场景、实际工作能力的提升，及解决实际问题的能力。因此各种逆向环境的搭建、逆向的综合能力和利用代码的编写是最关键的，这里主要涉及的技术栈也是比较杂的：比如网络、Ubuntu/安卓系统知识、应用安全开发、Frida/JS/Python等等、Java技巧，比较考验学员的计算机综合技术基础水平。

因此我们从工作实践中的需求出发，推荐大家首先强化安卓Java代码的开发、及各种网络和接口的知识，这两大技能被大量应用到应用安全、漏洞检测、渗透测试、黑灰攻防等方向，我们并不推荐具体的书目，只要涉及Java、安卓和网络的图书，都可以。有句话叫做开发的高度，决定了你逆向的高度，希望大家利用好开班前的时间，强化一下Java和网络开发的能力。

2021年度优秀学员作品展示：

# 十一月

《使用frida-net脱离pc在手机上直接暴漏app的算法供三方调用》

《Frida分析违法应用Native层算法》

《Frida实战：一次违法应用的破解尝试》

《使用unidbg破解孤挺花字符串混淆并修复so》

《破解某抢票软件的VPN抓包》

《从SSL库的内存漫游开发dump自定义客户端证书的通杀脚本》

# 十月

《dexvmp后的算法逆向分析和还原》

《使用unicorn对ollvm字符串进行解密》

《Frida追踪定Socket接口自吐游戏APK的服务器IP和地址》