Frida从入门到入门—安卓逆向菜鸟的frida食用说明

Posted 2021-04-28 看雪学院

1. 概述

Frida是个轻量级so级别的hook框架，它可以帮助逆向人员对指定的进程的so模块进行分析。它主要提供了功能简单的python接口和功能丰富的js接口，使得hook函数和修改so编程化。

值得一提的是接口中包含了主控端与目标进程的交互接口，由此我们可以即时获取信息并随时进行修改。使用frida可以获取进程的信息（模块列表，线程列表，库导出函数），可以拦截指定函数和调用指定函数，可以注入代码，总而言之，使用frida我们可以对进程模块进行手术刀式剖析。

  

它主要的工作方式是将脚本库注入到目标进程，在目标进程执行脚本。这里需要注意的是，它是将脚本库注入到已经启动的进程，但并不是说，对于进程初始化所做的动作，frida无能为力，frida提供了一个接口spawn，可以启动并暂时挂起进程，然后待我们布置好hook代码后再恢复进程运行，但是这个时间很短，大概2秒，也可能是我的使用姿势不对，求大佬指正。

  

此外，frida提供了相关的文档，但是frida官网提供的关于python接口的文档实在是少的可怜，连工具命令行的参数都没有，这点需要下载frida的python接口的源代码自己去分析了。值得高兴的一点是，Frida官网提供的js接口的文档稍微详细一些，并附有一些可喜的例子。

  

除了用于脚本编程的接口外，frida还提供了一些简单的工具，比如查看进程列表，追踪某个库函数等。

  

剩下就是关于frda学习路线了，Frida的学习还是蛮简单的，只需要了解两方面的内容：

    

1）主控端和目标进程的交互（message）

    

2）Python接口和js接口（查文档）

  

由于本人现在在研究安卓的内容，所以所有的例子都是安卓相关的。而且由于本人没有python和js语言基础，所以文档中会有一些语法说明的地方，有基础的人可忽略。

2. 资源和环境

• Windows7 X64

• Python 2.7

• Pip-10.0.1

• 小米5 anroid7.0

这里列出了frida的相关的可下载的资源。

• Frida官网：https://www.frida.re/

• Frida源码：https://github.com/frida

3. Frida安装

Frida的安装很简单，需要在windows安装frida客户端和在安卓安装frida服务端。

   

1）在windows安装客户端

      

安装python和pip这里就不说了，记得添加环境变量，安装完python和pip之后，打开CMD，使用命令 pip install frida，我这里因为已经安装过了，所以下面显示的信息不同。

   

2） 在手机中安装服务端

      

首先到github上下载frida-server，网址为https://github.com/frida/frida/releases，从网址可以看到，frida提供了各种系统平台的server，我的手机为小米5，是64 arm，所以我下载的为arm64

    

解压后，使用adb将frida-server放到手机目录/data/local/tmp，然后修改属性为可执行

  

3） 测试

    

首先启动手机上的frida服务器，记得要以root权限启动，

    

然后在windows主机上另外开启一个cmd，输入命令 frida-ps -U，这行命令是列出手机上所有的进程信息，如果出现进程信息则说明环境搭配成功：

4. Frida工具

1） 工具总体概述

    

Frida提供了四个工具，frida-trace，frida-ps，frida，frida-discover，这些工具都位于python的Scripts路径下，

    

比较遗憾的是，frida官网并未提供这些工具使用的详细文档，我没有找到这些工具的命令行参数的详细说明。这些工具实际都是基于frida的python接口实现的。所以，如果想深入了解这些工具的使用，需要借助frida的源码。

    

源码的网址为https://github.com/frida/frida-python。其中，值得注意的是部分参数的解析位于文件frida-python /src/frida/application.py中的ConsoleApplication类中，这个类也是其它工具的实现类的父类，所以这个类中的参数也是可以用到这些工具中的，

    

我看到这里其实是有帮助信息的，但是我这个python小菜真不知道怎么把它们打印出来。呜呜。。。

    

上图中的几个选项需要注意一下，-U值得是usb设备，-R值得是网络端口设备，-f可以指定进程文件名。

   

2）frida-trace介绍

    

这里简单介绍个工具的使用，比如frida-trace，这个工具可以用来追踪指定的函数的调用。这个工具的实现位于文件frida-python /src/frida/tracer.py中，下图为参数：

    

这个参数的解析位于类TraceApplication，而这个类又继承自ConsoleApplication

    

所以，之前的-U等参数在这个工具也是可以使用的。Frida-trace的参数这里就不特别翻译了，需要注意的是，这些参数都是可以使用通配符的，这里我真觉得frida好厉害。

  

3） frida-trace的使用例子

    

使用下面的命令行来追踪open函数，目标进程为我手机上的浏览器，其中com.android.browser是我浏览器的包名，-U是指使用usb设备，应为我的手机就是使用usb连接电脑的，-i 选项是指所要追踪的函数的函数名，这里其实可以使用通配符，比如“*open”指的是以open结尾的函数。

    

frida-trace -i "open" -U com.android.browser

    

然后在浏览器上随便点击，可以得到下面的内容：

     

当open函数被调用的时候则会打印日志到屏幕。在上图中有个文件路径，根据路径打开文件可以看到下面的内容：

    

这个文件其实是frida-trace产生js脚本文件，图片中的注释被我注释掉了，这个脚本文件其实是产生了一个匿名对象（js语法规定，{}可以用来产生一个对象），这个对象有两个成员onEnter和onLeave，而这两个成员实际上都指向了js的函数。实际上，这个匿名对象是js库的回调对象（不知道这样称呼对不对），即当open函数被调用时这个对象的两个函数会被调用。其中，onEnter是open函数即将被执行时会被调用，而onLeave是open函数执行完毕时会被调用。

   

其它的工具的使用其实是类似的。我并没有再去使用别的工具，应为工具提供的功能还是太简单了。

5. 主控端和目标进程的交互（message）

  

Js脚本提供了向主控端发送数据的接口—send和从主控端接收数据的接口—recv，而在主控端是通过python脚本的回调来接收数据，并使用python提供的接口post来向目标进程发送数据。这里的数据需要是可以序列化成json字符串的。下面来看例子。

  

Python脚本代码如下：

  

将这个代码保存到文件modules.py，然后在cmd里面输入python modules.py，正常会看到下面：

  

在这段代码中，第8行是调用python的接口Session.create_script，其功能是根据参数字符串创建一个Scritp对象，其参数便是js脚本代码。这段js代码只有一个功能，就是调用js提供的接口send，向主控端发送数值9527。

  

后面最主要的是12-15行，12行代码是定义了一个python函数，其功能便是将参数输出到控制台。这两个参数是python回调接口需要的。而15行代码则是将这段脚本跟自己定义的python函数on_message联系在一起，最后通过接口load来执行js脚本。

  

然后，我们来看看python接口的源码实现，首先是Script.on接口，Script的实现是在frida-python /src/frida/core.py中，

  

上图中可以看出，其实on_message最后是放在了一个列表中，而当目标进程的消息来的时候，调用的是Sript. _on_message，其核心代码如下：

  

这里可以到，最后是遍历调用列表中的回调。

  

换句话说，python的回调接口其实实现了了一个回调队列，它支持对接收的数据的多种解析方式。

6. Python接口和js接口

1）python接口

    

python接口提供的功能很少，而且基本都是用来获取进程、模块、函数的信息的。

    

python接口的实现都在frida-python里面了。

    

Python提供了一些全局接口，在文件frida-python \scr\frida\_init_.py里面，

   

其中Get_usb_device可以获取当前连接到usb的设备，如果使用手机，一般使用这个函数获取手机设备。

   

而其他的接口都在frida-python /src/frida/core.py里面，比如进程、模块、函数相关的操作：

    

这里面Session可以理解为一次会话，比如附加到某个进程则算是启动了一次会话，也可以理解为进程的抽象，Module则是模块的抽象，Function则为函数的抽象。

    

举个使用的例子。在session中有个接口enumerate_modules，用来枚举进程的模块，下面为源码：

    

这里可以看到，函数最后把模块的信息放到了一个列表中，所以我的接口使用代码如下：

    

这里需要注意的是，在使用frida的时候，首先第一步要做的是获取设备，我这里使用get_usb_device来获取手机设备，然后第二步要做的是指定要附加的进程，我这里附加的仍然是我手机上的浏览器。

    

然后我的代码其实很简单，就枚举进程模块，然后遍历列表，循环输出模块的名称，然后下图为输出结果：

    

然后python的其它的接口使用很类似，这里就不一一列举了。

   

2） js接口

    

js接口就相当丰富了，接口功能包括但不限于进程操作、模块操作、内存操作、函数操作、线程操作、网络通信、数据流操作、文件操作、数据库操作、寄存器操作，并且官网有着详细的说明文档https://www.frida.re/docs/javascript-api/，对于每个接口的功能和参数给出了详细的解释，并且一部分接口还给出了例子。

    

下面来看一个遍历进程模块的简单示例。

    

Js接口中，Process.enumerateModules提供了模块遍历的功能，官方说明如下：

     

这个接口需要一个回调对象，这个对象有两个成员，onMatch和onComplete，而这两个成员都是函数，当接口每遍历到一个模块时，便会调用回调对象的onMatch，此函数有个参数为module，它有四个成员，其意义见上图。我的js脚本如下：

    

脚本内容很简单，就是将模块的名字发送到主控端，此脚本内容被我保存到文件TestFrida.js中了，然后python脚本如下：

    

这个脚本内容也很简单，8-9行代码是附加到进程，12-14行代码是读取TestFrida.js中js脚本内容，16行代码则是关联消息接收函数，17行代码是执行脚本。然后，执行此python脚本，控制台会输出进程的模块名，如下：

7. 小结

本来想写一个深入浅出frida框架的文章，把frida的基本使用和框架原理都探索一遍，但是发现frida框架的内容太多，本身又是跨平台，完全超出了我的能力和精力，所以最后就得到了这么个算是frida科普的文章。所以就写到这里吧，还好基本的用法已经讲清楚了，在我看来，frida并非一个hook框架，而是一个非常方便和实用的分析工具。有机会我会再写一篇深入探索的文章，也欢迎各位坛友对本文进行指正。

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