Android系统篇之----Hook系统的AMS服务实现应用启动的拦截功能

Posted 2020-08-11

技术概念来源：[ 360开源插件框架，项目地址：https://github.com/DroidPluginTeam/DroidPlugin ]

一、Hook系统剪切板服务流程回顾

在之前的一篇文章中已经介绍了 Android中的应用启动流程，这个流程一定要理解透彻，这样我们才可以进行后续的Hook操作，在之前还介绍了android中如何Hook系统的剪切板服务实现方法的拦截效果，实现原理就是：

1、先找到Hook点，这个一般是分析源码来得到，而一般的Hook点都是静态变量或者是单例方法。

2、构造一个需要拦截的代理对象，需要的条件是代理的对象必须实现一个接口，其次就是需要获取到原始对象实例

有了这两步就是用反射机制，把代理对象替换源对象即可，然后在InvocationHandler的invoke回调方法中进行制定方法的拦截。

那么有了之前的Hook知识点基础和启动流程分析，今天我们就要开始说Hook系统AMS服务的知识点的了，因为这个服务和应用启动相关的，所以一定要理解了应用启动流程。然后按照之前Hook系统的剪切板服务之后，在任何Hook操作之前第一步得先找到Hook点，那下面就开始找这个点。

还是按照之前的逻辑，如果我们想拦截方法，肯定是Hook本地化服务对象，比如之前Hook掉系统的剪切板的方法，肯定是Hook掉IClipboard对象，当时还记得找到的Hook点步骤思路是：

1、首先通过反射从ServiceManager中获取到Clipboard的远端Binder对象

2、Hook掉这个Binder对象，拦截他的queryLocalInterface方法，在这个方法中再次Hook掉本地化服务对象

3、然后在拦截本地化服务对象的具体实现方法即可

在这个过程中我们发现需要做两次Hook操作，因为我们拦截的对象是本地化服务对象，我们实际在使用服务的时候也是这个对象，而在第一步得先Hook掉服务对应的远端Binder对象，然后在Hook掉服务对象即可。

二、Hook系统的AMS服务

那么今天我们介绍如何Hook掉系统的AMS服务，来实现拦截Activity的启动流程，那么我们依然可以采用上面的这种方式来进行操作，但是我们还可以采用另外一种更方便的技术来做操作，在上面的三个步骤中，会发现第一次Hook其实是可以省略的，因为我们在Hook掉AMS服务的时候，可以发现在系统中某一个地方，有AMS本地化实际对象IActivityManager，我们只要找到他就可以先获取对象，然后在通过反射进行Hook代理对象的重置即可。

所以在之前剪切板服务没有这么做，是因为我们并没有发现系统中有一个地方可以去获取IClipboardManager本地化实际对象，所以在以后的Hook操作中，一定要记住这点，如果能够通过分析Android源码，获取服务的本地化对象那么就可以直接Hook即可，如果不行，那只能通过两次Hook操作了。

下面我们通过源码来找到AMS本地化实际对象

我们在前面一篇文章中介绍了Android中应用的启动流程，当时有这张图：

当时分析的时候也说了，这个是整个应用启动的第一处远程通信的地方，从图上可以清晰的看到，这里的对象之间的关系，那么我们其实就是需要Hook本地端的中间者，也就是ActivityManagerProxy对象，那么我们如何去查找这个对象呢？因为我们的目的就是要拦截startActivity方法，那么可以通过这个方法跟进源码，这里就不在说明了，在之前的启动流程中已经讲解的非常清楚了，我们最终会跟进到ActivityManagerNative类中的getDefault方法：

而这里的gDefault是Singleton类型实现单例模式功能的：

好了，这里发现其实内部就是先从ServiceManager中获取到远程的AMS的Binder对象，然后在转化成本地操作的实际对象，其实就是ActivityManagerProxy类型的，那么这里我们可以省略Hook远端的Binder对象操作了，同时会发现这里的方法和变量都是static类型的，那么对于反射来说就非常有利了，之前也说过在Hook技术中：对于单例方法和static变量以及static方法最好用反射了！

那么我们就可以这么弄：

1、使用反射机制获取到AMS的本地化对象

2、然后在使用动态代理技术，生成一个代理对象

3、最后把代理对象在重置回去即可

在之前介绍动态代理生成代理对象也说到，只要符合两个规则即可：

1》有原始对象，这里正好是第一步中获取到的本地化对象

2》原始对象必须实现接口，这里也正好符合，因为ActivityManagerProxy是实现了IActivityManager接口类型的

下面就开始操作吧：

这里我们可以拦截startActivity的方法：

我们运行程序，但是需要需要注意哦，一般会先把Hook操作就是上面的反射工作放到最开始的地方，最好是Application的attachBaseContext方法中，因为这个时机是最早的。

哈哈，看到了，这里我们拦截成功了，而且可以获取拦截的参数，从中可以知道启动的Activity信息了。

三、拦截应用启动流程

到这里我们就已经实现可以拦截系统中Activity启动的流程了，那么下面咋们就来实践一下，我们做一个案例，就是启动一个没有在AndroidManifest.xml中声明的Activity：

这个思路可以是这样，上面已经拦截了启动Activity流程，也得到了启动参数intent信息，那么就在这里，我们可以自己构造一个假的Activity信息的intent，然后启动：

然后我们启动activity的代码：

这里启动的是TargetActivity，但是需要在AndroidManifest.xml中声明StubActivity：

然后启动，会发现没有报错，而是启动成功了StubActivity了。

那么这里其实想想应该没问题的，虽然我们代码中启动的是TargetActivity，但是我们进行拦截然后替换成了StubActivity，而StubActivity在AndroidManifest.xml中声明了，也不会报错，所以运行成功了。

从上面的简单例子可以看到，我们没有在AndroidManifest.xml中声明TargetActivity，运行也没有报错的，原因是因为我们替换了StubActivity，而StubActivity声明了，运行也是不会报错的。那么如果我们把StubActivity的声明去了，运行会报错吗？

答案是肯定会报错的，而且报错的信息是：StubActivity没有声明，而不是TargetActivity没有声明，因为我们已经替换了。那么这里就引出第二个问题了，关于Activity启动的远端操作具体如何？

这个就需要去看ActivityManagerService源码了，在这里会做Activity启动前的校验工作，而这个是运行在远端的system_server进程中的。有的同学说那继续在这里Hook呀，要是把这个校验工作也给替换了，就可以实现真正意义上无需声明Activity就可以启动了，做当然可以做，但是不是本文重点，因为这个校验工作实在system_server进程中的，如果要Hook的话，就需要注入到进程中，而注入system_server系统进程是在这里讲到：Android中通过系统进程注入拦截应用行为。

上面的一个例子中会发现虽然拦截了，也替换了启动参数信息，但是发现然并卵，因为我们最终想启动的还是TargetActivity，而不是替换的StubActivity，所以这里还需要在后面把StubActivity给换回来。那么这里就要去分析Activity校验之后开始启动的逻辑了，而这里就要涉及到之前文章分析的启动流程中第二个远程通信：

这个通信其实是为了Activity的生命周期工作，而在这个过程中和上面的AMS的通信不一样，这里的远端服务是在应用进程中，而本地服务实在系统进程中，也就是说系统进程会发送一些生命周期命令给应用进程，而具体实际的处理逻辑实在应用中的。

那么我们就又要开始进行Hook了，按照之前的逻辑，这里我们需要Hook掉ApplicationThreadProxy即可，但是这里不需要这么弄，因为还有一种更为方便的路径，就是在最终的处理地方进行拦截，这个就要分析ActivityThread类了，因为ApplicationThread类就是在这里定义，也就说具体处理逻辑就在这里，而在之前分析流程的时候介绍过了，其实最终的处理都是在ActivityThread中的Handler中：

看到了，在这里就是我们最好的还原时机，那么我们就需要Hook掉这个Handler机制了，但是我们在之前介绍了Handler源码内部机制解析 知道，最终处理消息dispatchMessage方法的处理逻辑：

1、如果传递的Message本身就有callback，那么直接使用Message对象的callback方法；
2、如果Handler类的成员变量mCallback存在，那么首先执行这个mCallback回调；
3、如果mCallback的回调返回true，那么表示消息已经成功处理；直接结束。
4、如果mCallback的回调返回false，那么表示消息没有处理完毕，会继续使用Handler类的handleMessage方法处理消息

有了这个逻辑，那么我们如果要拦截Handler的handleMessage方法，只需要构造一个变量mCallback即可：

这里我们就可以自定义一个Callback，然后设置到Handler的变量中，最后在自定义的Callback中处理消息实现拦截：

到这里我们就可以看一下实现的效果了：

看到了，这里就可以完全的实现了没有声明的TargetActivity的启动，但是这里还是需要StubActivity的声明，而对于StubActivity也叫作代理Activity，后续如果在启动Activity都可以把他当做代理Activity，而这个代理最大的作用就是欺骗AMS，让AMS检测通过即可，

四、知识总结与回顾

好了，下面咋们就来总结一下拦截流程：

1、首先通过源码分析得知，在ActivityManagerNative类中有一个静态方法和静态变量维护这一个AMS本地化对象

2、那么就可以使用反射机制获取到这个AMS本地化对象，也就是ActivityManagerProxy。

3、而我们正好想要拦截的方法都是在这个对象中，所以只需要Hook掉这个对象即可，因为使用动态代理生成代理对象必须符合两个规则：

1》有原始对象，这里就是ActivityManagerProxy对象

2》原始对象必须实现一个接口，正好ActivityManagerProxy对象实现了IActivityManager接口

那么这里既可以生成一个ActivityManagerProxy的代理对象，然后在使用反射把这个对象重置回去。

4、然后就可以在InvocationHandler中进行方法拦截了，本文中只对启动方法做了拦截操作

5、我们拦截方法成功之后，就实现了一个简单的功能，对启动的Activity进行调换，也就是通过修改参数实现的。

6、最后我们要完全实现真正意义上的拦截，还得在最后把原始Activity给替换回来。这里还需要拦截系统处理Activity的生命周期逻辑的Handler机制，这里主要借助Handler本身的处理消息机制，构造一个回调，然后重置变量即可。

在这整个过程中，我们其实可以发现，首先咋们得“狸猫换太子”，骗过AMS的检测，然后在最后生不知鬼不觉的在换回来，整个过程AMS完全无感知：

五、技术用途

到这里我们就实现了Android中无需声明Activity就可以启动的效果，那么这个有什么用呢？

1、现在很多应用有时候会集成微信和支付宝支付功能，但是这时候就需要在AndroidManifest.xml中声明一些Activity，而恶心的是，有些市场在审核个人开发者提交的app的时候，如果有支付功能是不能审核通过的，这个应该也是为了防止恶意扣费吧，那么对于个人开发者就是没辙了？想想路子还是有的：

1》可以先上一个没有支付功能的，先到市场再说，然后在自己的app中自升级带有支付功能的即可，完全绕过市场审核了，但是这种方式是需要自升级工作。

2》采用插件化开发，把支付功能SDK做成动态加载，这样市场在扫描包的时候是找不到指定支付api就可以的，同时还得把AndroidManifest.xml中的支付Activity给隐藏起来躲避检测，那么如何隐藏就用到了这里的技术了，咋们可以自定义一个代理假的Activity，然后通过这种方式启动真正的支付Activity即可。

2、上面也提到了，在插件化开发中处理Activity的生命周期问题，也是可以采用这种方式去做处理的。

六、Hook技术精华总结

通过之前的两篇文章了解了如何Hook掉系统的服务，规则和方法都是大同小异，主要有两种情况：

1、如果在系统中找不到指定服务的本地化对象，即没法使用反射机制获取，就需要进行两次Hook工作，先Hook远程服务的Binder对象，在Hook掉本地化服务对象拦截指定方法。像之前的剪切板服务ClipboardManager。

2、如果能够直接使用反射机制获取到本地化服务对象，那么只需要一次Hook操作即可完成拦截，像这里的AMS服务。

关于Android中的Hook技术其实全局可以分为两种：

1、第一种是获取root权限，利用进程注入技术，修改指定函数指针，达到拦截效果，这种方式可以拦截系统所有的服务。对系统所有应用有效果。

2、无需root权限，利用反射机制和动态代理技术，达到拦截效果，这种方式只能对本应用有效果。

项目案例地址：http://download.csdn.net/detail/jiangwei0910410003/9641479

七、总结

到这里介绍完了如何Hook系统的AMS服务实现应用启动流程的拦截工作，同样的我们可以使用这种方式去Hook系统的其他服务，比如PMS服务等，当然到这里，我们全面的介绍了Android中的Hook技术实现，后续还有一个文章主要通过编译源码，添加一个系统服务，让每个应用都可以使用该服务，这个了解之后，那么对于Android中的Binder机制以及远端服务通信机制就有了非常深刻的了解了。

更多内容：点击这里

关注微信公众号，最新技术干货实时推送