如何逆向Flutter应用(反编译)

目前大多数使用Flutter的应用都是采用add2app的方式,在APP中与Flutter相关的内容主要有FlutterEngine、APP产物、资源文件。我们可以在应用市场上寻找一个接入Flutter的应用做实验。(apk可在各大应用市场下载,ipa下载可以在mac上安装Apple Configurator 2进行),apk和ipa中flutter相关产物目录如下:

iOS包文件为ipa,下载后将其后缀重命名为zip进行解压,解压后Payload下即可看到应用文件夹,其中FlutterEngine、APP产物、资源文件分别在如下位置:

Android包文件为apk,下载后将其后缀重命名为zip进行解压,其中FlutterEngine、APP产物、资源文件分别在如下位置:

FlutterEngine各个app都是使用官方或者在官方基础上进行修改,差别不多,我们暂不关心这部分的逆向。资源文件多是图片,字体等无需逆向即可查看的资源。我们主要关心的是使用Dart编写的业务逻辑或者某些框架代码,这部分代码在APP产物中。即:App.framework/App 或 armeabi/libapp.o这两个文件都是动态库,我们先简单看看里面包含什么?

可以看到无论是Android还是iOS,Dart App产物中都包含4个程序段。(来自https://github.com/flutter/flutter/wiki/Flutter-engine-operation-in-AOT-Mode

  • '_kDartVmSnapshotData': 代表 isolate 之间共享的 Dart 堆 (heap) 的初始状态。有助于更快地启动 Dart isolate,但不包含任何 isolate 专属的信息。

  • '_kDartVmSnapshotInstructions':包含 VM 中所有 Dart isolate 之间共享的通用例程的 AOT 指令。这种快照的体积通常非常小,并且大多会包含程序桩 (stub)。

  • '_kDartIsolateSnapshotData':代表 Dart 堆的初始状态,并包含 isolate 专属的信息。

  • '_kDartIsolateSnapshotInstructions':包含由 Dart isolate 执行的 AOT 代码。

看了上面可能还是一脸懵o((⊙﹏⊙))o,为什么分四块,Data与Instructions,Vm与Isolate是什么?为什么使用Snapshot(快照)命名。关于这些问题,推荐一篇博客https://mrale.ph/dartvm/ 。Data与Instructions,Vm与Isolate这些概念两两组合,正好对应上面四个段。也就是VmData、VmInstructions、IsolateData、IsolateInstructions。

先说一下Data与Instructions。首先我们知道的是Flutter编译运行在app上分为JIT和AOT模式,线上只能使用AOT模式,也就是Flutter引入的DartVM包含了执行AOT产物的功能。为了与JIT模式兼容,DartVM采用了所谓快照的方式,即JIT运行时编译后的基本结构与AOT编译的基本结构相同。将类信息、全局变量、函数指令直接以序列化的方式存在磁盘中,称为Snapshot(快照)。

由于快照的序列化格式针对性的为读取速率做了设计,从快照读取也大大提高代码的加载速度(创建所需类信息、全局数据等,可以类比OC Runtime启动加载元类、类信息等)。最开始快照中是不包含机器代码的(即函数体内部的执行逻辑),后来随着AOT模式的开发这部分被加入到快照中了,这些后来者也就是前面说的Instructions。

这里要补充的是,Instructions指的是可执行汇编指令,在.o文件中必须放在text段里,标记为可执行(否则iOS无法加载并执行它)。类信息、全局变量这些内容可以放在data端作为普通数据被加载。(字节的优化50%包体积也是基于此,有兴趣可以看一下文章:https://juejin.im/post/6844904014170030087)。

接着说DartVmSnapshot 与DartIsolateSnapshot。这就涉及Data虚拟机是如何运行业务代码。虚拟是Data代码运行的载体,VM中运行的逻辑都跑在一个抽象的叫做Isolate(隔离)的实体中。你可以把Isolate当做OC里一个带有Runloop的Thread看待(至于他们之间的关系又是一个令人头疼的面试题,这里不展开了)。简要来说Isolate中维护了堆栈变量,函数调用栈帧,用于GC、JIT等辅助任务的子线程等, 而这里的堆栈变量就是要被序列化到磁盘上的东西,即IsolateSnapshot。此外像dart预置的全局对象,比如null,true,false等等等是由VMIsolate管理的,这些东西需序列化后即VmSnapshot。

到这里大致了解Flutter APP产物中的结构。那如何读取他们呢?我们可以从clustered_snapshot.cc中的FullSnapshotReader:: 函数看起,看他是如何反序列化的。

要看懂这部分也是十分费力,另一个大神的分析文章可能会为我们带来很多启示:https://blog.tst.sh/reverse-engineering-flutter-apps-part-1/

我们要看如何读取RawObject对象

每个对象均以包含以下标记的uint32_t开头:

原则上我们自己可以写一个读取的程序进行分析,但是网上有一个使用Python写好的读取程序(只支持读取ELF格式文件,也就是只支持Android包产物的分析):https://github.com/hdw09/darter 基于这个读取工具提供的API我们可以写一个导出应用所有类定义的工具。

这个脚本最终会提取所有指定文件的源码,其中对友商app其中一个类的导出结果如下:

其中标注了类对象 与函数的索引,可以在控制台使用s.refs[xxxxx].x继续跟查。

参考链接


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