android的got表HOOK实现代码

概述

对于android的so文件的hook根据ELF文件特性分为：Got表hook、Sym表hook和inline hook等。
全局符号表(GOT表)hook，它是通过解析SO文件，将待hook函数在got表的地址替换为自己函数的入口地址，这样目标进程每次调用待hook函数时，实际上是执行了我们自己的函数。

Androd so注入和函数Hook(基于got表)的步骤：

1.ptrace附加目标pid进程;
2.在目标pid进程中，查找内存空间（用于存放被注入的so文件的路径和so中被调用的函数的名称或者shellcode);
3.调用目标pid进程中的dlopen、dlsym等函数，用于加载so文件实现Android so的注入和函数的Hook;
4.释放附加的目标pid进程和卸载注入的so文件。

具体代码实现

以下以fopen函数进行got hook为例。

//获取模块地址功能实现
void* getModuleBase(pid_t pid, const char* module_name){
    FILE* fp;
    long address = 0;
    char* pch;
    char filename[32];
    char line[1024];

    // 格式化字符串得到 "/proc/pid/maps"
    if(pid < 0){
        snprintf(filename, sizeof(filename), "/proc/self/maps");
    }else{
        snprintf(filename, sizeof(filename), "/proc/%d/maps", pid);
    }

    // 打开文件/proc/pid/maps，获取指定pid进程加载的内存模块信息
    fp = fopen(filename, "r");
    if(fp != NULL){
        // 每次一行，读取文件 /proc/pid/maps中内容
        while(fgets(line, sizeof(line), fp)){
            // 查找指定的so模块
            if(strstr(line, module_name)){
                // 分割字符串
                pch = strtok(line, "-");
                // 字符串转长整形
                address = strtoul(pch, NULL, 16);

                }
                break;
            }
        }
    }
    fclose(fp);
    return (void*)address;
}

//hook fopen进行实现
//(libxxxx.so文件是ELF32文件)
#define LIBPATH "/data/app-lib/com.xxxx/libxxxx.so"

int hookFopen(){

    // 获取目标pid中"/data/app-lib/com.xxxx/libxxxx.so"模块的加载地址
    void* base_addr = getModuleBase(getpid(), LIBPATH );
    // 保存Hook目标函数的原始调用地址
    old_fopen = fopen;
    int fd;
    // 用open打开内存模块文件"/data/app-lib/com.xxxx/libxxxx.so"
    fd = open(LIB_PATH, O_RDONLY);
    if(-1 == fd){
        return -1;
    }

     // elf32文件的文件头结构体Elf32_Ehdr
    Elf32_Ehdr ehdr;
    // 读取elf32格式的文件"/data/app-lib/com.xxxx/libxxxx.so"的文件头信息
    read(fd, &ehdr, sizeof(Elf32_Ehdr));

    // elf32文件中节区表信息结构的文件偏移
    unsigned long shdr_addr = ehdr.e_shoff;
    // elf32文件中节区表信息结构的数量
    int shnum = ehdr.e_shnum;
    // elf32文件中每个节区表信息结构中的单个信息结构的大小（描述每个节区的信息的结构体的大小）
    int shent_size = ehdr.e_shentsize;

    // elf32文件节区表中每个节区的名称存放的节区名称字符串表，在节区表中的序号index
    unsigned long stridx = ehdr.e_shstrndx;

    Elf32_Shdr shdr;
    lseek(fd, shdr_addr + stridx * shent_size, SEEK_SET);
    // 读取elf32文件中的描述每个节区的信息的结构体（这里是保存elf32文件的每个节区的名称字符串的）
    read(fd, &shdr, shent_size);

    // 为保存elf32文件的所有的节区的名称字符串申请内存空间
    char * string_table = (char *)malloc(shdr.sh_size);
    // 定位到具体存放elf32文件的所有的节区的名称字符串的文件偏移处
    lseek(fd, shdr.sh_offset, SEEK_SET);
    read(fd, string_table, shdr.sh_size);
    lseek(fd, shdr_addr, SEEK_SET);

    int i;
    uint32_t out_addr = 0;
    uint32_t out_size = 0;
    uint32_t got_item = 0;
    int32_t got_found = 0;

    // 循环遍历elf32文件的节区表（描述每个节区的信息的结构体）
    for(i = 0; i<shnum; i++){
        // 依次读取节区表中每个描述节区的信息的结构体
        read(fd, &shdr, shent_size);
        // 判断当前节区描述结构体描述的节区是否是SHT_PROGBITS类型
        //类型为SHT_PROGBITS的.got节区包含全局偏移表
        if(shdr.sh_type == SHT_PROGBITS){
            // 获取节区的名称字符串在保存所有节区的名称字符串段.shstrtab中的序号
            int name_idx = shdr.sh_name;

            // 判断节区的名称是否为".got.plt"或者".got"
            if(strcmp(&(string_table[name_idx]), ".got.plt") == 0
                || strcmp(&(string_table[name_idx]), ".got") == 0){
                // 获取节区".got"或者".got.plt"在内存中实际数据存放地址
                out_addr = base_addr + shdr.sh_addr;
                // 获取节区".got"或者".got.plt"的大小
                out_size = shdr.sh_size;

                int j = 0;
                // 遍历节区".got"或者".got.plt"获取保存的全局的函数调用地址
                for(j = 0; j<out_size; j += 4){
                    // 获取节区".got"或者".got.plt"中的单个函数的调用地址
                    got_item = *(uint32_t*)(out_addr + j);
                    // 判断节区".got"或者".got.plt"中函数调用地址是否是将要被Hook的目标函数地址
                    if(got_item == old_fopen){
                        got_found = 1;
                        // 获取当前内存分页的大小
                        uint32_t page_size = getpagesize();
                        // 获取内存分页的起始地址（需要内存对齐）
                        uint32_t entry_page_start = (out_addr + j) & (~(page_size - 1));

                        // 修改内存属性为可读可写可执行
                        if(mprotect((uint32_t*)entry_page_start, page_size, PROT_READ | PROT_WRITE | PROT_EXEC) == -1){

                            return -1;
                        }

                        // Hook的函数，是我们自己定义的函数
                        got_item = new_fopen;

                        // 进行恢复内存属性为可读可执行
                        if(mprotect((uint32_t*)entry_page_start, page_size, PROT_READ | PROT_EXEC) == -1){

                            return -1;
                        }
                        break;
                    // 目标函数的调用地址已经被Hook了
                    }else if(got_item == new_fopen){
                        break;
                    }
                }
                // 对目标函数HOOk成功，跳出循环
                if(got_found)
                    break;
            }
        }
    }
    free(string_table);
    close(fd);
}

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