基础知识
0x1.apk安装后在手机中的目录
apk安装后会在两个包下生成相关包:data/data/、data/app/。
这里拿网易云音乐的安装目录举例。Data/App目录下通常会有三个文件:
lib文件夹(包含so库文件)、
‚oat文件夹(OAT文件是一种android私有ELF文件格式,它不仅包含有从DEX文件翻译而来的本 地机器指令,还包含有原来的DEX文件内容。这使得我们无需重新编译原有的APK就可以让它正常地在ART 里面运行)、
ƒbase.apk启动包。【其中apk启动包是不允许重命名或删除的,因为app运行时其实就是链接到这个启动包,然后才能继续启动操作。这个启动包用beyond对比后可以发现,与原安装包没有任何不同,所以就相当与apk的原版安装包】。
Data/data目录下一般是存储lib文件夹(保护so库文件)以及其他数据文件、缓存等。只需要知道这里的lib实际上与data/app目录下的lib目录中内容是一样的。
游戏在运行的时候,一般都会载入dada/data目录中的lib与data/app中的lib,通常来说只需要修改data/data中的lib文件夹中的so文件即可达到成功修改的效果。当然也有一小部分游戏根本不读取data/data目录下的lib文件夹,待会会讲到。
0x2.Unity3D中的资源路径
Application.dataPath | 此属性用于返回程序的数据文件所在文件夹的路径。例如在Editor中就是Assets了。 |
Application.streamingAssetsPath | 此属性用于返回流数据的缓存目录,返回路径为相对路径,适合设置一些外部数据文件的路径。 |
Application.persistentDataPath | 此属性用于返回一个持久化数据存储目录的路径,可以在此路径下存储一些持久化的数据文件。 |
Application.temporaryCachePath | 此属性用于返回一个临时数据的缓存目录。 |
android平台
Application.dataPath | /data/app/xxx.xxx.xxx.apk |
Application.streamingAssetsPath | jar:file:///data/app/xxx.xxx.xxx.apk/!/assets |
Application.persistentDataPath | /data/data/xxx.xxx.xxx/files |
Application.temporaryCachePath | /data/data/xxx.xxx.xxx/cache |
IOS平台
Application.dataPath | Application/xxxxxxxx-xxxx-xxxx-xxxx-xxxxxxxxxxxx/xxx.app/Data |
Application.streamingAssetsPath | Application/xxxxxxxx-xxxx-xxxx-xxxx-xxxxxxxxxxxx/xxx.app/Data/Raw |
Application.persistentDataPath | Application/xxxxxxxx-xxxx-xxxx-xxxx-xxxxxxxxxxxx/Documents |
Application.temporaryCachePath | Application/xxxxxxxx-xxxx-xxxx-xxxx-xxxxxxxxxxxx/Library/Caches |
0x3.C#的inline内联函数优化
虽然C#不支持inline,但是JIT支持自动inline,即将IL转成真正机器码时,会自动将某些函数进行inline展开,只是条件非常苛刻,网上提到JIT自动进行inline展开的一些选择依据:
1)函数内部有循环语句、catch语句等复杂结构,都不做inline优化。
2)函数体比较长的不做inline优化,只有比较简单的才可能inline优化。(有人说IL不足32字节才做inline),
2)编译成机器码时,inline展开的代码比函数调用更短的,一定做inline。(注:如果参数多而代码少,就符合此情况)
这里为什么要讲内联函数呢,加入如果游戏中有一个读取人物攻击力的函数,其内部代码十分简单,结果被编译为机器码的时候变为了内联函数。那么这个时候要来修改就十分麻烦了,因为你找到那个读取人物攻击力的函数是没有用的,修改了也是白修改,只能到每一处调用这个函数的地方逐行修改。
好了,说了这么多,下面从开始unity3d游戏开发的的角度逐渐逆向分析。
一、通过unity3d打包生成libil2cpp.so:
1.如何识别u3d游戏?打开解压包,如果lib文件夹下有libunity.so就证明这是一个unity3d游戏。
2.要修改Unity3d游戏,首先就要对其游戏代码存放位置有一个基本的了解。Unity3d生成游戏的游戏主逻辑一般放在三个地方:libil2cpp.so、Assembly-CSharp.dll、lua脚本。
【对于libil2cpp.so来说:我们知道,unity3d最大的一个特点是一次制作,多平台部署,而这一核心功能是靠Mono实现的。但是在2014年年中的时候,Unity3D引出了IL2CPP的概念,IL2CPP,英文意思即Intermediate Language to cpp,就是把IL中间语言转换成CPP文件。】
上面所说的这三个地方通常来说是唯一的,即只会出现一种情况。这是由unity3d引擎的生成方式决定的。下面通过开发者的角度对unity3d生成游戏进行实例讲解:
新建unity3d工程,工程命名为HelloCPP!:
利用ugui创建两个text,一个为“CoinUI”显示“金币”,一个为“Coin”显示金币值,并创建脚本GameManager,绑定在MainCamera中。
脚本GameManager代码如下:
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine.UI;
using UnityEngine;
public class GameManager : MonoBehaviour {
private GameObject coin;
// Use this for initialization
void Start () {
coin = GameObject.Find("Coin");
}
private int GetCoin()
{
return 50;
}
public void ChangeCoin()
{
float v = GetCoin();
coin.GetComponent().text = v.ToString();
}
}
//将ChangeCoin()方法与按钮事件绑定。那么当点击按钮的时候就会更新一次ui。
代码中的GetCoin方法放回一个50的数值,当游戏运行起来的时候,脚本会将ui界面中Coin的值改为50,如下:
好了,游戏逻辑已经写完了,保存场景,直接打包,点击主菜单file>BuildSetting进入打包界面,选择转化为android平台,并点击playersetting进入配置界面:
这里我把PackageName设置为com.hellocpp。
然后页面下拉,找到scriptingbackend:
这里的scriptingBackend就是设置生成游戏的游戏逻辑存放方式,如果选择默认的Mono2x的话,会在反编译后的apk的assets\bin\Data\Managed目录下找到Assembly-CSharp.dll文件,也就是大多数unity游戏逻辑存放的位置,这种情况下,lib文件夹下是没有libil2cpp.so文件的。如果是选择IL2CPP的话,会在lib文件夹下生成libil2cpp.so文件,并在assets\bin\Data\Managed\Metadata目录下生成global-metadata.dat配置文件。
对于生成Assembly-CSharp.dll文件的情况来说,用reflector很容易修改,这里略过,直接讲解生成libil2cpp.so文件的情况。把生成的apk直接拖入ide中反编译,进入根目录后,进入lib文件夹中观察。
二、对生成的apk进行反编译分析
生成了两个文件夹,一个是armeabi-v7a,即arm架构,一个为x86,是因特尔架构。我们这里进入arm文件夹中分析。
【有时会有人问,为什么so修改后模拟器运行闪退,无法正常运行?这种情况多半是因为你只修改了arm文件夹下的so,所以只能在大部分真机中运行,因为真机多半是arm架构的,而模拟器是因特尔架构的,所以在模拟器上运行会奔溃。】
可以看到,里面一共三个文件,其中libunity与libmain是unity的内部文件,我们不需要去管它,现在只需要知道这里确实生成了libil2cpp.so即可。
好了,现在我们要分析修改这个apk,手机中运行起来我们发现其显示金币为50,我们现在来修改其数值。
按照国际惯例,先在ide中搜索字符串“金币”,发现没有结果,于是判断游戏逻辑在so中,我们再搜索loadlibrary,然后发现了里面唯一用到的原生方法是在libmain中,然后估计就有人去分析libmain.so文件了,但libmain.so里面其实是没有游戏核心逻辑的,这只是unity内部的一些库,真正的游戏核心逻辑是在libil2cpp.so中,这个库文件实在载入libmain后才被调用的。
所以,碰到unity游戏,一定要先看看lib文件夹下是否有libil2cpp.so,如果有的话,直接分析这个so就行了,从smali分析存粹是浪费体力。
打开ida,载入so,搜索coin,会发现依然找不到相关函数,推测在jni中动态加载,然而搜索jni也是找不到任何函数。在view-A面板中寻找,发现大多数函数只有一个函数尾,而函数头似乎被可以“掐”掉了。
三、对Il2CppDumper.exe工具的介绍
出现上述情况的原因与unity引擎中的MetadataCache.cpp相关,打开u3d目录,可找到MetadataCache.cpp:
意思就是在生成libil2cpp.so时,u3d同时会在目录assets\bin\Data\Managed\Metadata下生产资源文件global-metadata.dat。游戏中使用的字符串都被保存在了一个叫global-metadata.dat的资源文件里,只有在动态运行时才会将这些字符串读入内存。这使得用IDA对游戏进行静态分析变得更加困难。那么为了解决这个困难,有人造了轮子,即Il2CppDumper.exe。此可读取global-metadata.dat文件中的信息,并与libil2cpp.so结合起来。
相关源码可看国外大神的分析:还原使用IL2CPP编译的unity游戏的symbol(一)
好了,如果你觉得这个看起来过于麻烦的话,可以直接略过,只要学会使用其工具化下来的exe就行了。
这里为了方便下载直接使用,我已经把exe文件生成出来了,会直接打包到百度云。
这个exe文件主要是通过对global-metadata.dat与so文件的结合自动生成相关函数与其对应在ida中的偏移地址。(相关原理其实就是分析global-metadata.dat,这里是自动帮我们省去了这个步骤)。
使用方法:
打开Il2CppDumper.exe,会弹出一个窗口,第一个选择lib2cpp.so,第二个选择global-metadata.dat,然后按下键盘键2,就会自动完成后续的操作了。
生成的文件就是这个dump.cs,我们点进去后直接搜索coin,定位到这里:
下面的数字就是偏移量,复制511f50后进入ida,按g键进入到相关地址
发现代码没有展开的话,按一下c键就可以了。
可以看到,他这里是返回了50。那么,这个时候我们就兴奋了,这里就是我们要修改的地方!讲道理把这里的0x32修改为0xFF00后,我们在游戏中点击按钮,显现的值就应该变为65280了:
用hex二进制修改器修改后,命名为libil2cpp改.so。
接下来可以直接把so替换掉原so然后打包回编译,但这种办法遇到apk有签名验证或其他乱七八糟的检验时不好操作。这里我们使用另一种部分,即先安装apk到手机,然后进去根目录下去手动把so给替换掉(手机需root)。
把apk与修改后的so一起扔进手机:
安装apk后,先打开来看看,点击按钮后,金币为50
好了,接下来就是替换so了。在前面的基础知识中我们讲到,apk安装后,会在data/data与data/app下分别生成自己的包文件。并且两个文件夹下都有lib,里面封装了一样的so库文件。那么我们是去替换哪一个呢?答案:两个都试试。
因为有些app只读取data/app/com.hellocpp目录下的lib文件夹信息,不读取data下的文件夹信息,比如这个apk。你会发现你直接把data/data下的com.hellocpp包给删掉也是完全可以运行的,但是如果你删了app目录下的com.hellocpp/lib,立刻无法运行。
我们把原so重命名为libil2cpp.so原,然后把改后的so命名为libil2cpp.so
大功告成,我们重新打开游戏,然后会发现。
没有任何变化(心凉)
正常情况这样修改后就应该会成功了的,但是这里为什么依然没有任何变化呢。
这里又涉及到前面说的基础知识,当这种情况发生的时候,很可能就是函数内联了。
你修改函数本体是没有任何效果的,因为这个函数被调用它的函数内置了。你必须找到所有调用这个函数的地方,去找到相关点修改。这个就需要去看汇编代码了。
我们也可以动态调试的时候在getcoin()方法处下一个断点,然后ida动态调试,会发现按钮按下时确实没有断下来(限于篇幅请读者自行尝试)。或者我们直接把那个函数本体给nop掉,会发现程序依旧正常运行,这都说明了函数确实内联了。
内联了的函数很难分析,我遇到了就只能跑路,这里只是点出其位置,再深入的分析就要去好好读代码了,不多分析(如果有大神会的话麻烦评论区指点指点)
这里我直接找到这个地方,改为mov r0,0
再次替换后运行结果确实变为0了:
实例二
好了,分析完上面这个核心处存在内联函数的apk,我们下面来一个最常见的apk修改实例。
仍然是上面这个apk的功能,但不同的是为了防止其编译的时候又被当成内联函数编译了,我在方法GetCoin()内增加了一个循环和几个debug,确保其不被当作内联。其他功能不变。依旧是在GetCoin()中返回50,然后在ChangeCoin()修改ui界面的数值。
生成apk后直接扔进ide中反编译,然后把global-metadata.dat与libil2cpp.so拿出来,用Il2CppDumper.exe把函数名生成出来:
打开dump.cs,搜索GetCoin()
函数位置在偏移511d48上。
因为方法是返回一个int值的数值,我们直接让其返回0xff00,也就是65280.
用hex二进制文件修改后把文件命名【libil2cpp改.so】。与apk一起扔到手机中。
Apk安装完成后,进入data/app中的包com.HellobanInline-1的lib/arm中,把【libil2cpp改.so】复制进来,重命名如下:
好了,大功告成,这个时候充满期待的打开apk吧。点击按钮后数值已经由50变为了65280!
效果图:
市面上绝大部分游戏都是直接生成c#方法名后到ida中直接修改就生效了,像实例一的比较少见,但有助与深入理解。
一般生成方法名后,就看修改经验或游戏开发经验了,比较火的u3d游戏有很多,比如崩坏3的修改,你可以搜索方法名“GetBaseAttack”,修改为一个超大值,那么你人物就一击十几亿,防御十几亿,生命十几亿了。对于崩二的话,其加了爱加密的壳,并且似乎有检验so是否被篡改,若有高人能跳过检测希望能告诉我一下,十分感谢!然后再其他的游戏修改也都是这套路,多多熟悉就会了。