Android so注入(inject)和Hook技术学习（二）——Got表hook之导入表hook

　　全局符号表(GOT表)hook实际是通过解析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。
　　GOT表其实包含了导入表和导出表，导出表指将当前动态库的一些函数符号保留，供外部调用，导入表中的函数实际是在该动态库中调用外部的导出函数。
　　这里有几个关键点要说明一下：
　　（1） so文件的绝对路径和加载到内存中的基址是可以通过 /proc/[pid]/maps 获取到的。
　　（2） 修改导入表的函数地址的时候需要修改页的权限，增加写权限即可。
　　（3） 一般的导入表Hook是基于注入操作的，即把自己的代码注入到目标程序，本次实例重点讲述Hook的实现，注入代码采用上节所有代码inject.c。
　　导入表的hook有两种方法，以hook fopen函数为例。

　　方法一：

　　通过解析elf格式，分析Section header table找出静态的.got表的位置，并在内存中找到相应的.got表位置，这个时候内存中.got表保存着导入函数的地址，读取目标函数地址，与.got表每一项函数入口地址进行匹配，找到的话就直接替换新的函数地址，这样就完成了一次导入表的Hook操作了。
　　hook流程如下图所示：

　　

　图1 导入表Hook流程图　

　　具体代码实现如下：

　　entry.c:

 #include <unistd.h>
 #include <stdio.h>
 #include <stdlib.h>
 #include <android/log.h>
 #include <EGL/egl.h>
 #include <GLES/gl.h>
 #include <elf.h>
 #include <fcntl.h>
 #include <sys/mman.h>

 #define LOG_TAG "INJECT"
 #define LOGD(fmt, args...) __android_log_print(ANDROID_LOG_DEBUG, LOG_TAG, fmt, ##args)

 //FILE *fopen(const char *filename, const char *modes)
 FILE* (*old_fopen)(const char *filename, const char *modes);
 FILE* new_fopen(const char *filename, const char *modes){
     LOGD("[+] New call fopen.\n");
     if(old_fopen == -){
         LOGD("error.\n");
     }
     return old_fopen(filename, modes);
 }

 void* get_module_base(pid_t pid, const char* module_name){
     FILE* fp;
     long addr = ;
     char* pch;
     char filename[];
     char line[];

     // 格式化字符串得到 "/proc/pid/maps"
     if(pid < ){
         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
                 addr = strtoul(pch, NULL, );

                 // 特殊内存地址的处理
                 if(addr == 0x8000){
                     addr = ;
                 }
                 break;
             }
         }
     }
     fclose(fp);
     return (void*)addr;
 }

 #define LIB_PATH "/data/app-lib/com.bbk.appstore-2/libvivosgmain.so"
 int hook_fopen(){

     // 获取目标pid进程中"/data/app-lib/com.bbk.appstore-2/libvivosgmain.so"模块的加载地址
     void* base_addr = get_module_base(getpid(), LIB_PATH);
     LOGD("[+] libvivosgmain.so address = %p \n", base_addr);

     // 保存被Hook的目标函数的原始调用地址
     old_fopen = fopen;
     LOGD("[+] Orig fopen = %p\n", old_fopen);

     int fd;
     // 打开内存模块文件"/data/app-lib/com.bbk.appstore-2/libvivosgmain.so"
     fd = open(LIB_PATH, O_RDONLY);
     if(- == fd){
         LOGD("error.\n");
         return -;
     }

         // 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.bbk.appstore-2/libvivosgmain.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文件中节区表的每个单元信息结构体（描述每个节区的信息的结构体）
     Elf32_Shdr shdr;
     // elf32文件中定位到存放每个节区名称的字符串表的信息结构体位置.shstrtab
     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);
     LOGD("[+] String table offset is %lu, size is %lu", shdr.sh_offset, shdr.sh_size); //41159, size is 254

     // 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);
     // 从elf32内存文件中读取所有的节区的名称字符串到申请的内存空间中
     read(fd, string_table, shdr.sh_size);

     // 重新设置elf32文件的文件偏移为节区信息结构的起始文件偏移处
     lseek(fd, shdr_addr, SEEK_SET);

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

     // 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 = ; 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") ==
                 || strcmp(&(string_table[name_idx]), ".got") == ){
                 // 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;
                 LOGD("[+] out_addr = %lx, out_size = %lx\n", out_addr, out_size);
                 int j = ;
                 // 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 = ; j<out_size; j += ){
                     // 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){
                         LOGD("[+] Found fopen in got.\n");
                         got_found = ;
                         // 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 - ));
                         LOGD("[+] entry_page_start = %lx, page size = %lx\n", entry_page_start, page_size);
                         // 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) == -){
                             LOGD("mprotect false.\n");
                             return -;
                         }
                         LOGD("[+] %s, old_fopen = %lx, new_fopen = %lx\n", "before hook function", got_item, new_fopen);

                         // Hook函数为我们自己定义的函数
                         got_item = new_fopen;
                         LOGD("[+] %s, old_fopen = %lx, new_fopen = %lx\n", "after hook function", got_item, new_fopen);
                         // 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) == -){
                             LOGD("mprotect false.\n");
                             return -;
                         }
                         break;
                     // 此时，目标函数的调用地址已经被Hook了
                     }else if(got_item == new_fopen){
                         LOGD("[+] Already hooked.\n");
                         break;
                     }
                 }
                 // Hook目标函数成功，跳出循环
                 if(got_found)
                     break;
             }
         }
     }
     free(string_table);
     close(fd);
 }

 int hook_entry(char* a){
     LOGD("[+] Start hooking.\n");
     hook_fopen();
     return ;
 }

运行ndk-build编译，得到libentry.so，push到/data/local/tmp目录下，运行上节所得到的inject程序，得到如下结果，表明hook成功：

图2.

方法二

　　通过分析program header table查找got表。导入表对应在动态链接段.got.plt（DT_PLTGOT）指向处，但是每项的信息是和GOT表中的表项对应的，因此，在解析动态链接段时，需要解析DT_JMPREL、DT_SYMTAB，前者指向了每一个导入表表项的偏移地址和相关信息，包括在GOT表中偏移，后者为GOT表。

　　具体代码如下：

 #include <unistd.h>
 #include <stdio.h>
 #include <stdlib.h>
 #include <android/log.h>
 #include <EGL/egl.h>
 #include <GLES/gl.h>
 #include <elf.h>
 #include <fcntl.h>
 #include <sys/mman.h>

 #define LOG_TAG "INJECT"
 #define LOGD(fmt, args...) __android_log_print(ANDROID_LOG_DEBUG, LOG_TAG, fmt, ##args)

 //FILE *fopen(const char *filename, const char *modes)
 FILE* (*old_fopen)(const char *filename, const char *modes);
 FILE* new_fopen(const char *filename, const char *modes){
     LOGD("[+] New call fopen.\n");
     if(old_fopen == -){
         LOGD("error.\n");
     }
     return old_fopen(filename, modes);
 }

 void* get_module_base(pid_t pid, const char* module_name){
     FILE* fp;
     long addr = ;
     char* pch;
     char filename[];
     char line[];

     // 格式化字符串得到 "/proc/pid/maps"
     if(pid < ){
         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
                 addr = strtoul(pch, NULL, );

                 // 特殊内存地址的处理
                 if(addr == 0x8000){
                     addr = ;
                 }
                 break;
             }
         }
     }
     fclose(fp);
     return (void*)addr;
 }

 #define LIB_PATH "/data/app-lib/com.bbk.appstore-2/libvivosgmain.so"
 int hook_fopen(){

     // 获取目标pid进程中"/data/app-lib/com.bbk.appstore-2/libvivosgmain.so"模块的加载地址
     void* base_addr = get_module_base(getpid(), LIB_PATH);
     LOGD("[+] libvivosgmain.so address = %p \n", base_addr);

     // 保存被Hook的目标函数的原始调用地址
     old_fopen = fopen;
     LOGD("[+] Orig fopen = %p\n", old_fopen);

     //计算program header table实际地址
     Elf32_Ehdr *header = (Elf32_Ehdr*)(base_addr);
     if (memcmp(header->e_ident, "\177ELF", ) != ) {
         return ;
     }

     Elf32_Phdr* phdr_table = (Elf32_Phdr*)(base_addr + header->e_phoff);
     if (phdr_table == )
     {
         LOGD("[+] phdr_table address : 0");
         return ;
     }
     size_t phdr_count = header->e_phnum;
     LOGD("[+] phdr_count : %d", phdr_count);

     //遍历program header table，ptype等于PT_DYNAMIC即为dynameic，获取到p_offset
     unsigned long dynamicAddr = ;
     unsigned int dynamicSize = ;
     int j = ;
     for (j = ; j < phdr_count; j++)
     {
         if (phdr_table[j].p_type == PT_DYNAMIC)
         {
             dynamicAddr = phdr_table[j].p_vaddr + base_addr;
             dynamicSize = phdr_table[j].p_memsz;
             break;
         }
     }
     LOGD("[+] Dynamic Addr : %x",dynamicAddr);
     LOGD("[+] Dynamic Size : %x",dynamicSize);

 /*
 typedef struct dynamic {
     Elf32_Sword d_tag;
     union {
     Elf32_Sword d_val;
     Elf32_Addr d_ptr;
     } d_un;
 } Elf32_Dyn;
 */
     Elf32_Dyn* dynamic_table = (Elf32_Dyn*)(dynamicAddr);
     unsigned long jmpRelOff = ;
     unsigned long strTabOff = ;
     unsigned long pltRelSz = ;
     unsigned long symTabOff = ;
     int i;
     for(i=;i < dynamicSize / ;i ++)
     {
         int val = dynamic_table[i].d_un.d_val;
         if (dynamic_table[i].d_tag == DT_JMPREL)
         {
             jmpRelOff = val;
         }
         if (dynamic_table[i].d_tag == DT_STRTAB)
         {
             strTabOff = val;
         }
         if (dynamic_table[i].d_tag == DT_PLTRELSZ)
         {
             pltRelSz = val;
         }
         if (dynamic_table[i].d_tag == DT_SYMTAB)
         {
             symTabOff = val;
         }
     }

     Elf32_Rel* rel_table = (Elf32_Rel*)(jmpRelOff + base_addr);
     LOGD("[+] jmpRelOff : %x",jmpRelOff);
     LOGD("[+] strTabOff : %x",strTabOff);
     LOGD("[+] symTabOff : %x",symTabOff);
     //遍历查找要hook的导入函数，这里以fopen做示例
     for(i=;i < pltRelSz / ;i++)
     {
         int number = (rel_table[i].r_info >> ) & 0xffffff;
         Elf32_Sym* symTableIndex = (Elf32_Sym*)(number* + symTabOff + base_addr);
         char* funcName = (char*)(symTableIndex->st_name + strTabOff + base_addr);
         //LOGD("[+] Func Name : %s",funcName);
         if(memcmp(funcName, "fopen", ) == )
         {
             // 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 mem_page_start = (uint32_t)(((Elf32_Addr)rel_table[i].r_offset + base_addr)) & (~(page_size - ));
             LOGD("[+] mem_page_start = %lx, page size = %lx\n", mem_page_start, page_size);
             //void* pstart = (void*)MEM_PAGE_START(((Elf32_Addr)rel_table[i].r_offset + base_addr));
             mprotect((uint32_t)mem_page_start, page_size, PROT_READ | PROT_WRITE | PROT_EXEC);
             LOGD("[+] r_off : %x",rel_table[i].r_offset + base_addr);
             LOGD("[+] new_fopen : %x",new_fopen);
             *(unsigned int*)(rel_table[i].r_offset + base_addr) = new_fopen;
         }
     }

     return ;
 }

 int hook_entry(char* a){
     LOGD("[+] Start hooking.\n");
     hook_fopen();
     return ;
 }

运行后的结果为：

图3

参考文章：

http://gslab.qq.com/portal.php?mod=view&aid=169

https://blog.csdn.net/u011247544/article/details/78668791

https://blog.csdn.net/qq1084283172/article/details/53942648