【iOS逆向与安全】frida-trace入门

前言

frida-trace是一个用于动态跟踪函数调用的工具。支持android和ios。安装教程请参考官网。工欲善其事必先利其器。本文将以某App为示范，演示frida-trace的各种方法在iOS中的应用。

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一、目标

让看文章的你在使用frida-trace时更得心应手。

二、工具

• mac系统
• frida：动态调试工具
• 已越狱iOS设备：脱壳及frida调试

三、使用

1.命令格式

frida-trace [options] target

iOS常用的可选参数：

// 设备相关
-D	连接到指定的设备，多个设备时使用。示例:frida-trace -D 555315d66cac2d5849408f53da9eea514a90547e -F
-U	连接到USB设备，只有一个设备时使用。示例fria-trace -U -F

// 应用程序相关
-f	目标应用包名。spawn模式。示例:frida-trace -U -f com.apple.www
-F	当前正在运行的程序。attach模式示例。示例:frida-trace -U -F或frida-trae -UF
-n	正在运行的程序的名字。attach模式。示例:frida-trace -U -n QQ
-N	正在运行的程序的包名。attach模式。示例:frida-trace -U -N com.apple.www
-p	正在运行的程序的pid。attach模式。示例:frida-trace -U -p 2302

// 方法相关，以下参数在一条跟踪命令中可重复使用
-I	包含模块。示例:frida-trace -UF -I "libcommonCrypto*"
-X	不包含模块。示例:frida-trace -UF -X "libcommonCrypto*"
-i 	包含c函数。示例:frida-trace -UF -i "CC_MD5"
-x 	不包名c函数。示例:frida-trace -UF -i "*MD5" -x "CC_MD5"
-a 	包含模块+偏移跟踪。示例:frida-trace -UF -a 模块名\!0x7B7D48
-m 	包含某个oc方法。示例:frida-trace -UF -m "+[NSURL URLWithString:]"
-M 	不包含某个oc方法。示例:frida-trace -UF -M "+[NSURL URLWithString:]"

// 日志相关
-o	日志输出到文件。示例:frida-trace -UF -m "*[* URL*]" -o run.log

2.常用命令

frida-trace中的方法匹配命令支持模糊匹配，星号匹配0个或多个字符，问号匹配1个字符：

-m "-[NSURL *]"	// 匹配NSURL类的所有实例方法
-m "+[NSURL *]"	// 匹配NSURL类的所有类方法
-m "*[NSURL *]" // 匹配NSURL类的所有方法
-m "*[*URL *]"	// 匹配以URL结尾类的所有方法
-m "*[URL* *]" 	// 匹配以URL开头类的所有方法
-m "*[*URL* *]"	// 匹配包含URL的类的所有方法
-m "*[*URL* *login*]"	// 匹配包含URL的类的带login的所有方法
-m "*[????? *]"	// 匹配类名只有五个字符的类的所有方法

简而言之:

当你不确定你要跟踪的方法是类方法还是实例方法时，用星号代替

当你只知道部分类名时，不确定的地方用星号代替

当你只知道部分方法名时，不确定的地方用星号代替

当你不知道方法名时，直接用星号代替

当你不知道某个字母是大小写时，用问号代替

frida-trace命令会在当前目录生成./__handlers__/文件夹内生成对应函数的js代码。当你需要打印入参，返回值。或修改入参，返回值时，可编辑对应的js文件。

• 打印或修改OC方法的入参

$ frida-trace -UF -m "-[DetailViewController setObj:]"
Instrumenting...
-[DetailViewController setObj:]: Auto-generated handler at "/Users/witchan/__handlers__/DetailViewController/setObj_.js"
Started tracing 1 function. Press Ctrl+C to stop.

js源码如下：

{
  onEnter(log, args, state) {
    var self = new ObjC.Object(args[0]);  // 当前对象
    var method = args[1].readUtf8String();  // 当前方法名
    log(`[${self.$className} ${method}]`);

    var isData = false;

    // 字符串
    // var str = ObjC.classes.NSString.stringWithString_("hi wit!")  // 对应的oc语法：NSString *str = [NSString stringWithString:@"hi with!"];
    // args[2] = str  // 修改入参

    // array
    // var 

    // 数组
    // var array = ObjC.classes.NSMutableArray.array();  // 对应的oc语法：NSMutableArray array = [NSMutablearray array];
    // array.addObject_("item1");  // 对应的oc语法：[array addObject:@"item1"];
    // array.addObject_("item2");  // 对应的oc语法：[array addObject:@"item2"];
    // args[2] = array; // 修改入参

    // 字典
    // var dictionary = ObjC.classes.NSMutableDictionary.dictionary(); // 对应的oc语法:NSMutableDictionary *dictionary = [NSMutableDictionary dictionary];
    // dictionary.setObject_forKey_("value1", "key1"); // 对应的oc语法：[dictionary setObject:@"value1" forKey:@"key1"]
    // dictionary.setObject_forKey_("value2", "key2"); // 对应的oc语法：[dictionary setObject:@"value2" forKey:@"key2"]
    // args[2] = dictionary; // 修改入参

    // 字节
    var data = ObjC.classes.NSMutableData.data(); // 对应的oc语法：NSMutableData *data = [NSMutableData data];
    var str = ObjC.classes.NSString.stringWithString_("hi wit!")  // 获取一个字符串。 对应的oc语法：NSString *str = [NSString stringWithString:@"hi with!"];
    var subData = str.dataUsingEncoding_(4);  // 将str转换为data,编码为utf-8。对应的oc语法：NSData *subData = [str dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];
    data.appendData_(subData);  // 将subData添加到data。对应的oc语法：[data appendData:subData];
    args[2] = data; // 修改入参
    isData = true;

    // 更多数据类型：https://developer.apple.com/documentation/foundation

    var before = args[2];

    // 注意，日志输出请直接使用log函数。不要使用console.log()
    if (isData) {
    	// 打印byte对象
      var after = new ObjC.Object(args[2]); // 打印NSData
      var outValue = after.bytes().readUtf8String(after.length()) // 将data转换为string
      log(`before:=${before}=`);
      log(`after:=${outValue}=`);
    } else {
    	// 打印字符串、数组、字段
      var after = new ObjC.Object(args[2]); // 打印出来是个指针时，请用该方式转换后再打印
      log(`before:=${before}=`);
      log(`after:=${after}=`);
    }

    // 如果是自定义对象时，使用以上方法无法打印时，请使用以下方法：
    // var customObj = new ObjC.Object(args[0]); // 自定义对象
    // // 打印该对象所有属性
    // var ivarList = customObj.$ivars;
    // for (key in ivarList) {
    //   log(`key${key}=${ivarList[key]}=`);
    // }

    // // 打印该对象所有方法
    // var methodList = customObj.$methods;
    // for (var i=0; i<methodList.length; i++) {
    //   log(`method=${methodList[i]}=`);
    // }
  },
  onLeave(log, retval, state) {

  }
}

• 修改OC方法的返回值

$ frida-trace -UF -m "-[DetailViewController obj]"
Instrumenting...
-[DetailViewController obj]: Loaded handler at "/Users/witchan/__handlers__/DetailViewController/obj.js"
Started tracing 1 function. Press Ctrl+C to stop.

js源码如下：

{
  onEnter(log, args, state) {

  },
  onLeave(log, retval, state) {
    // 字符串
    var str = ObjC.classes.NSString.stringWithString_("hi wit!")  // 对应的oc语法：NSString *str = [NSString stringWithString:@"hi with!"];
    retval.replace(str)  // 修改返回值
    var after = new ObjC.Object(retval); // 打印出来是个指针时，请用该方式转换后再打印
    log(`before:=${retval}=`);
    log(`after:=${after}=`);

    // 其他数据类型，请往上看
  }
}

• 打印C函数的入参和返回值

$ frida-trace -UF -i "CC_MD5"
Instrumenting...
CC_MD5: Loaded handler at "/Users/witchan/__handlers__/libcommonCrypto.dylib/CC_MD5.js"
Started tracing 1 function. Press Ctrl+C to stop.

js源码如下:

{
  onEnter(log, args, state) {
    // 注意。c方法里的参数直接从下标0开始
    this.args0 = args[0];
    this.args2 = args[2];
    this.backtrace = 'CC_MD5 called from:\n' +
        Thread.backtrace(this.context, Backtracer.ACCURATE)
        .map(DebugSymbol.fromAddress).join('\n') + '\n';
  },
  onLeave(log, retval, state) {

    var ByteArray = Memory.readByteArray(this.args2, 16);
    var uint8Array = new Uint8Array(ByteArray);

    var str = "";
    for(var i = 0; i < uint8Array.length; i++) {
        var hextemp = (uint8Array[i].toString(16))
        if(hextemp.length == 1){
            hextemp = "0" + hextemp
        }
        str += hextemp;
    }
    log(`CC_MD5(${this.args0.readUtf8String()})`);
    log(`CC_MD5()=${str}=`);
    log(this.backtrace);	// 打印函数调用栈
  }
}

• 常用frida-trace命令

跟踪单个方法：frida-trace -UF -m "-[DetailViewController obj]"

跟踪多个方法：frida-trace -UF -m "-[DetailViewController obj]" -m "+[NSURL URLWithString:]"

跟踪某个类的所有方法：frida-trace -UF -m "*[DetailViewController *]"

跟踪某个类的所有方法并排除viewDidLoad方法：frida-trace -UF -m "*[DetailViewController *]" -M "-[DetailViewController viewDidLoad]"

跟踪整个App中包含sendMsg关键词的所有方法：frida-trace -UF -m "*[* *sendMsg*]"

需要忽略某个字母的大小写，请使用?代替sendMsg中的M:frida-trace -UF -m "*[* *send?sg*]"

日志过多时，可保存到文件：frida-trace -UF -m "*[* *sendMsg*]" -o run.log

跟踪某个动态库：frida-trace -UF -I "libcommonCrypto*"

跟踪某个c函数：frida-trace -UF -i "CC_MD5"

跟踪sub_1007B7D48函数：frida-trace -UF -a xxxxx\!0x7B7D48

总结

以上就是关于frida-trace的基本使用，希望能帮助到大家。同时也建议大家阅读官方文档：https://frida.re/docs/frida-trace/

提示：阅读此文档的过程中遇到任何问题，请关注公众号【移动端Android和iOS开发技术分享】或加QQ群【812546729】