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[iOS] 【iOS逆向与安全】使用ollvm混淆你的源码

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  • TA的每日心情
    无聊
    2021-11-11 13:50
  • 签到天数: 1 天

    [LV.1]初来乍到

    发表于 2023-2-27 16:58:10 | 显示全部楼层 |阅读模式
    前言
    当你在研究别人源码的时候,是不是期望着别人代码没有进行任何的防护和混淆。这时的你,是不是应该考虑一下自己代码的安全.本篇文章将告诉你,如何使用ollvm来混淆iOS端的代码【此文为入门贴,大佬请绕道】。



    一、目标
    编译ollvm工具,并在Xcode中来混淆你的ipa或动态库,增加别人破解你源码的难度。

    二、工具
    • ollvm:下载地址:https://github.com/heroims/obfuscator
    • Xcode:iOS开发工具


    三、步骤1、基础知识LLVM
    LLVM(Low Level Virtual Machine)是一个开源的编译器基础架构,它包含了一组模块化、可重用的编译器和工具,支持多种编程语言和目标架构,包括x86、ARM和MIPS等。LLVM最初由美国伊利诺伊大学香槟分校(University of Illinois at Urbana–Champaign)的Chris Lattner教授开发,现在由LLVM社区进行维护和发展。
    LLVM的核心思想是将编译器分为前端和后端两个部分,前端负责将源代码转换为中间表示(IR),后端负责将中间表示转换为目标机器的汇编代码。这种设计使得LLVM可以支持多种编程语言,因为只需要为每种语言编写一个前端,就可以利用后端的通用性支持多种目标架构。
    除了编译器之外,LLVM还包括了一些工具,例如优化器、调试器、汇编器和反汇编器等,这些工具可以帮助开发者更好地分析和调试程序,提高代码的性能和可靠性。
    LLVM已经成为了广泛使用的编译器基础架构,许多编程语言和工具链都采用了LLVM作为后端,例如C、C++、Objective-C、Swift、Rust、Go等。LLVM还被广泛应用于计算机体系结构研究、代码安全性分析、机器学习等领域。

    Clang
    Clang是基于LLVM框架的C、C++、Objective-C和Objective-C++编译器,它是一个开源项目,由LLVM社区进行开发和维护。Clang的设计目标是提供高质量的诊断、快速的编译速度、低内存占用和良好的可移植性。
    Clang的编译器前端使用了现代的编译器架构,包括基于词法分析器和语法分析器的语法分析,生成抽象语法树(AST)并进行类型检查和语义分析等步骤。这些步骤的优化和并行化使得Clang能够快速地进行编译,同时提供了更好的错误和警告信息,有助于开发者更快地发现和修复代码中的问题。
    除了作为独立的编译器之外,Clang还可以作为其他工具的库使用,例如静态分析工具、编辑器插件和代码重构工具等。Clang的模块化设计和良好的API使得它可以轻松地被集成到其他工具中,从而提供更好的编程体验。
    由于Clang的优秀性能和良好的设计,它已经成为了许多项目的首选编译器,例如LLVM自身、macOS和iOS的默认编译器等。同时,许多开发者和组织也在积极地开发和贡献Clang的代码,使得它在未来仍有广阔的发展空间。

    OLLVM
    OLLVM(Obfuscator-LLVM)是基于LLVM框架的混淆器,它可以对程序进行混淆以提高程序的安全性。OLLVM的设计目标是提供一种灵活的、可定制的混淆方案,使得攻击者更难理解和分析程序的行为。
    OLLVM通过对程序进行多种混淆操作来实现混淆效果,例如代码替换、函数内联、控制流平坦化、加密等。这些混淆操作可以改变程序的控制流图和数据流图,使得程序更难以被理解和逆向分析。同时,OLLVM还提供了一些额外的安全机制,例如加密程序的字符串、使用栈保护和位置无关代码等,以增加程序的安全性。
    由于OLLVM是基于LLVM框架开发的,它可以与现有的LLVM工具和编译器集成,例如Clang和LLDB等。这使得开发者可以轻松地在现有的开发环境中使用OLLVM,并且可以使用现有的工具对混淆后的程序进行调试和分析。
    尽管OLLVM的主要目的是提高程序的安全性,但它也可以用于其他领域,例如代码保护、代码压缩和代码优化等。由于其灵活性和可定制性,OLLVM已经被广泛应用于许多领域,例如网络安全、游戏开发和金融等。
    IR之间的pass,就是混淆器工作的地方。相关代码位于obfuscator/llvm/lib/Transforms/Obfuscation/

    2、编译ollvm
    命令如下:
    witchan@witchandeMacBook-Air ~ % git clone -b llvm-13.x https://github.com/heroims/obfuscator.git
    witchan@witchandeMacBook-Air ~ % $cd obfuscator
    witchan@witchandeMacBook-Air ~ % mkdir build
    witchan@witchandeMacBook-Air ~ % cd build
    witchan@witchandeMacBook-Air ~ % cmake -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release -DLLVM_CREATE_XCODE_TOOLCHAIN=ON -DLLVM_ENABLE_PROJECTS="clang;libcxx;libcxxabi" -DLLVM_ENABLE_NEW_PASS_MANAGER=OFF ../llvm
    witchan@witchandeMacBook-Air ~ % make -j8
    witchan@witchandeMacBook-Air ~ % sudo make install-xcode-toolchain
    witchan@witchandeMacBook-Air ~ % mv /usr/local/Toolchains  /Library/Developer/
    注:make -j8这命令编译的快慢,取决于你的硬件设备
    挨个执行以上命令后,ollvm就编译并安装完成,效果如下:


    3、混淆命令及效果对比
    混淆命令简介
    • fla:该选项使用函数级别的混淆来隐藏程序的结构。这通过随机重命名函数、添加不必要的控制流和删除调用的函数来实现。这增加了反编译和分析代码的难度。
    • bcf:该选项使用基本块级别的混淆来隐藏代码的结构。这通过改变基本块之间的控制流、添加不必要的基本块和移除基本块之间的条件分支来实现。
    • -sub:该选项使用字符串混淆来隐藏代码中的常量字符串。这通过将字符串分成几个小块、将其存储在数组中并在运行时重新组合来实现。这使得分析代码和查找敏感信息更加困难。
    • split:该选项使用控制流混淆来增加程序的复杂性。这通过将函数分成几个基本块、添加随机的跳转指令和在运行时随机重组这些基本块来实现。这使得代码的流程更难以跟踪,从而增加了破解和反编译的难度。
    • sobf:该选项使用源代码混淆技术来隐藏代码的逻辑和结构。这通过使用类似加密的方式对代码进行变换,使其难以理解和分析。这可以通过运行时解密来执行,从而隐藏代码的真实功能。

    示例代码如下:
    - (void)testMethod {
        NSString *name = @"wit";
        int age = 18;
       
        NSArray *list = @[@1,@3,@5,@18];
        for (int i=0; i<list.count; i++) {
            int value = [list intValue];
            if (value == age) {
                age += 10;
                name = @"chan";
            }
        }
        NSLog(@"name = %@", name);
        NSLog(@"age = %d", age);
    }
    未使用混淆:
    __int64 __fastcall -[ViewController testMethod](__int64 a1, __int64 a2)
    {
      void *v2; // x0
      __int64 v3; // ST70_8
      void *v4; // x0
      __int64 v5; // ST68_8
      void *v6; // x0
      __int64 v7; // ST60_8
      void *v8; // x0
      __int64 v9; // ST58_8
      void *v10; // x0
      void *v11; // x0
      void *v12; // ST20_8
      int v13; // ST2C_4
      __int64 result; // x0
      int i; // [xsp+7Ch] [xbp-54h]
      void *v16; // [xsp+80h] [xbp-50h]
      int v17; // [xsp+8Ch] [xbp-44h]
      __int64 v18; // [xsp+90h] [xbp-40h]
      __int64 v19; // [xsp+98h] [xbp-38h]
      __int64 v20; // [xsp+A0h] [xbp-30h]
      __int64 v21; // [xsp+A8h] [xbp-28h]
      __int64 v22; // [xsp+B0h] [xbp-20h]
      __int64 v23; // [xsp+B8h] [xbp-18h]
      __int64 v24; // [xsp+C0h] [xbp-10h]
      __int64 v25; // [xsp+C8h] [xbp-8h]
    &#8203;
      v25 = *(_QWORD *)__stack_chk_guard_ptr;
      v20 = a1;
      v19 = a2;
      v18 = objc_retain(&stru_100008078);
      v17 = 18;
      v2 = objc_msgSend(off_10000D2D0, (const char *)off_10000D290, 1LL);
      v3 = objc_retainAutoreleasedReturnValue(v2);
      v21 = v3;
      v4 = objc_msgSend(off_10000D2D0, (const char *)off_10000D290, 3LL);
      v5 = objc_retainAutoreleasedReturnValue(v4);
      v22 = v5;
      v6 = objc_msgSend(off_10000D2D0, (const char *)off_10000D290, 5LL);
      v7 = objc_retainAutoreleasedReturnValue(v6);
      v23 = v7;
      v8 = objc_msgSend(off_10000D2D0, (const char *)off_10000D290, 18LL);
      v9 = objc_retainAutoreleasedReturnValue(v8);
      v24 = v9;
      v10 = objc_msgSend(off_10000D2D8, (const char *)off_10000D298, &v21, 4LL);
      v16 = (void *)objc_retainAutoreleasedReturnValue(v10);
      objc_release(v9);
      objc_release(v7);
      objc_release(v5);
      objc_release(v3);
      for ( i = 0; i < (unsigned __int64)objc_msgSend(v16, (const char *)off_10000D2A0); ++i )
      {
        v11 = objc_msgSend(v16, (const char *)off_10000D2A8, i);
        v12 = (void *)objc_retainAutoreleasedReturnValue(v11);
        v13 = (unsigned __int64)objc_msgSend(v12, (const char *)off_10000D2B0);
        objc_release(v12);
        if ( v13 == v17 )
        {
          v17 += 10;
          objc_storeStrong(&v18);
        }
      }
      NSLog(&stru_1000080B8);
      NSLog(&stru_1000080D8);
      objc_storeStrong(&v16);
      result = objc_storeStrong(&v18);
      *(_QWORD *)__stack_chk_guard_ptr;
      return result;
    }
    开启ollvm混淆:
    混淆参数:-mllvm -fla -mllvm -bcf -mllvm -sub -mllvm -split -mllvm -sobf
    混淆后效果如下:
    __int64 __fastcall -[ViewController testMethod](__int64 a1, __int64 a2)
    {
      void *v2; // x0
      void *v3; // x0
      __int64 v4; // ST58_8
      void *v5; // x0
      __int64 v6; // ST50_8
      void *v7; // x0
      __int64 v8; // ST48_8
      void *v9; // x0
      void *v10; // x0
      signed int v11; // w8
      BOOL v12; // w9
      signed int v13; // w8
      BOOL v14; // w9
      signed int v15; // w8
      BOOL v16; // w14
      signed int v17; // w8
      void *v18; // x0
      void *v19; // ST20_8
      int v20; // ST2C_4
      BOOL v21; // w12
      signed int v22; // w8
      BOOL v23; // w9
      signed int v24; // w8
      BOOL v25; // w12
      signed int v26; // w8
      signed int v27; // w8
      BOOL v28; // w9
      signed int v29; // w8
      BOOL v30; // w12
      signed int v31; // w8
      BOOL v32; // w14
      signed int v33; // w8
      BOOL v34; // w9
      signed int v35; // w8
      void *v37; // x0
      void *v38; // ST08_8
      int v39; // ST14_4
      signed int v40; // [xsp+94h] [xbp-DCh]
      int v41; // [xsp+98h] [xbp-D8h]
      int v42; // [xsp+9Ch] [xbp-D4h]
      void *v43; // [xsp+A0h] [xbp-D0h]
      int v44; // [xsp+ACh] [xbp-C4h]
      __int64 v45; // [xsp+B0h] [xbp-C0h]
      __int64 v46; // [xsp+B8h] [xbp-B8h]
      __int64 v47; // [xsp+C0h] [xbp-B0h]
      __int64 v48; // [xsp+C8h] [xbp-A8h]
      __int64 *v49; // [xsp+D0h] [xbp-A0h]
      const char *v50; // [xsp+D8h] [xbp-98h]
      void *v51; // [xsp+E0h] [xbp-90h]
      __int64 v52; // [xsp+E8h] [xbp-88h]
      unsigned __int64 v53; // [xsp+F0h] [xbp-80h]
      const char *v54; // [xsp+F8h] [xbp-78h]
      void *v55; // [xsp+100h] [xbp-70h]
      void *v56; // [xsp+108h] [xbp-68h]
      __int64 v57; // [xsp+110h] [xbp-60h]
      bool v58; // [xsp+11Fh] [xbp-51h]
      __int64 *v59; // [xsp+120h] [xbp-50h]
      int v60; // [xsp+128h] [xbp-48h]
      int v61; // [xsp+12Ch] [xbp-44h]
      __int64 v62; // [xsp+130h] [xbp-40h]
      __int64 v63; // [xsp+138h] [xbp-38h]
      __int64 v64; // [xsp+140h] [xbp-30h]
      __int64 v65; // [xsp+148h] [xbp-28h]
      __int64 v66; // [xsp+150h] [xbp-20h]
      __int64 v67; // [xsp+158h] [xbp-18h]
    &#8203;
      v67 = *(_QWORD *)__stack_chk_guard_ptr;
      v47 = a1;
      v46 = a2;
      v45 = objc_retain(&stru_10000C078);
      v44 = 18;
      v2 = objc_msgSend(off_1000112D0, (const char *)off_100011290, 1LL);
      v48 = objc_retainAutoreleasedReturnValue(v2);
      v63 = v48;
      v49 = &v64;
      v50 = (const char *)off_100011290;
      v51 = off_1000112D0;
      v40 = -1933834049;
      while ( 1 )
      {
        while ( 1 )
        {
          while ( 1 )
          {
            while ( 1 )
            {
              while ( 1 )
              {
                while ( 1 )
                {
                  while ( 1 )
                  {
                    while ( v40 == -1944675086 )
                    {
                      v23 = x_24 * (x_24 - 1) % 2u == 0;
                      if ( ((unsigned __int8)v23 & (y_25 < 10) | v23 ^ (y_25 < 10)) & 1 )
                        v24 = -484710506;
                      else
                        v24 = -757913245;
                      v40 = v24;
                    }
                    if ( v40 != -1933834049 )
                      break;
                    v3 = objc_msgSend(v51, v50, 3LL);
                    v52 = objc_retainAutoreleasedReturnValue(v3);
                    v40 = -1240448313;
                  }
                  if ( v40 != -1917278325 )
                    break;
                  v40 = 1916623537;
                }
                if ( v40 != -1863636706 )
                  break;
                if ( v58 )
                  v27 = -1295475565;
                else
                  v27 = -706815919;
                v40 = v27;
              }
              if ( v40 != -1847141909 )
                break;
              v10 = objc_msgSend(v55, v54);
              if ( v53 >= (unsigned __int64)v10 )
                v11 = 1801130365;
              else
                v11 = 1380523063;
              v40 = v11;
            }
            if ( v40 != -1846767803 )
              break;
            v40 = -267481379;
          }
          if ( v40 != -1502917571 )
            break;
          v54 = (const char *)off_1000112A0;
          v55 = v43;
          v40 = -1847141909;
        }
        if ( v40 == -1361227290 )
          break;
        switch ( v40 )
        {
          case -1295475565:
            v44 += 10;
            v40 = 1987329712;
            break;
          case -1240448313:
            v4 = v52;
            *v49 = v52;
            v5 = objc_msgSend(off_1000112D0, (const char *)off_100011290, 5LL);
            v6 = objc_retainAutoreleasedReturnValue(v5);
            v65 = v6;
            v7 = objc_msgSend(off_1000112D0, (const char *)off_100011290, 18LL);
            v8 = objc_retainAutoreleasedReturnValue(v7);
            v66 = v8;
            v9 = objc_msgSend(off_1000112D8, (const char *)off_100011298, &v63, 4LL);
            v43 = (void *)objc_retainAutoreleasedReturnValue(v9);
            objc_release(v8);
            objc_release(v6);
            objc_release(v4);
            objc_release(v48);
            v42 = 0;
            v40 = -381231803;
            break;
          case -1088106110:
            v40 = -1361227290;
            break;
          case -1009849083:
            v61 = v60 + 1;
            v40 = -792637388;
            break;
          case -792637388:
            v42 = v61;
            v40 = -381231803;
            break;
          case -757913245:
            v40 = -484710506;
            break;
          case -706815919:
            v40 = 975706093;
            break;
          case -484710506:
            v58 = v41 == v44;
            v25 = x_24 * (x_24 - 1) % 2u == 0;
            if ( (!v25 ^ (y_25 >= 10) | (v25 && y_25 < 10)) & 1 )
              v26 = -1863636706;
            else
              v26 = -757913245;
            v40 = v26;
            break;
          case -381231803:
            v53 = v42;
            v40 = -1502917571;
            break;
          case -267481379:
            v56 = v43;
            v57 = v42;
            v14 = x_24 * (x_24 - 1) % 2u == 0;
            if ( ((unsigned __int8)v14 & (y_25 < 10) | v14 ^ (y_25 < 10)) & 1 )
              v15 = -1917278325;
            else
              v15 = -1846767803;
            v40 = v15;
            break;
          case 265667512:
            v60 = v42;
            v30 = x_24 * (x_24 - 1) % 2u == 0;
            if ( (!v30 ^ (y_25 >= 10) | (v30 && y_25 < 10)) & 1 )
              v31 = 1998138173;
            else
              v31 = 1042960370;
            v40 = v31;
            break;
          case 543048662:
            NSLog(&stru_10000C0B8);
            NSLog(&stru_10000C0D8);
            v34 = x_24 * (x_24 - 1) % 2u == 0;
            if ( ((unsigned __int8)v34 & (y_25 < 10) | v34 ^ (y_25 < 10)) & 1 )
              v35 = -1088106110;
            else
              v35 = 1393219629;
            v40 = v35;
            break;
          case 818848043:
            v37 = objc_msgSend(v56, (const char *)off_1000112A8, v57);
            v38 = (void *)objc_retainAutoreleasedReturnValue(v37);
            v39 = (unsigned __int64)objc_msgSend(v38, (const char *)off_1000112B0);
            objc_release(v38);
            v41 = v39;
            v40 = 1041770448;
            break;
          case 975706093:
            v28 = x_24 * (x_24 - 1) % 2u == 0;
            if ( ((unsigned __int8)v28 & (y_25 < 10) | v28 ^ (y_25 < 10)) & 1 )
              v29 = 265667512;
            else
              v29 = 1042960370;
            v40 = v29;
            break;
          case 1041770448:
            v18 = objc_msgSend(v56, (const char *)off_1000112A8, v57);
            v19 = (void *)objc_retainAutoreleasedReturnValue(v18);
            v20 = (unsigned __int64)objc_msgSend(v19, (const char *)off_1000112B0);
            objc_release(v19);
            v41 = v20;
            v21 = x_24 * (x_24 - 1) % 2u == 0;
            if ( (!v21 ^ (y_25 >= 10) | (v21 && y_25 < 10)) & 1 )
              v22 = 2069967268;
            else
              v22 = 818848043;
            v40 = v22;
            break;
          case 1042960370:
            v40 = 265667512;
            break;
          case 1146841418:
            v32 = x_24 * (x_24 - 1) % 2u == 0;
            if ( (v32 ^ (y_25 < 10) | (v32 && y_25 < 10)) & 1 )
              v33 = 543048662;
            else
              v33 = 1393219629;
            v40 = v33;
            break;
          case 1380523063:
            v12 = x_24 * (x_24 - 1) % 2u == 0;
            if ( ((unsigned __int8)v12 & (y_25 < 10) | v12 ^ (y_25 < 10)) & 1 )
              v13 = -267481379;
            else
              v13 = -1846767803;
            v40 = v13;
            break;
          case 1393219629:
            NSLog(&stru_10000C0B8);
            NSLog(&stru_10000C0D8);
            v40 = 543048662;
            break;
          case 1801130365:
            v62 = v45;
            v40 = 1146841418;
            break;
          case 1916623537:
            v16 = x_24 * (x_24 - 1) % 2u == 0;
            if ( (v16 ^ (y_25 < 10) | (v16 && y_25 < 10)) & 1 )
              v17 = 1041770448;
            else
              v17 = 818848043;
            v40 = v17;
            break;
          case 1987329712:
            v59 = &v45;
            v40 = 2123926658;
            break;
          case 1998138173:
            v40 = -1009849083;
            break;
          case 2069967268:
            v40 = -1944675086;
            break;
          case 2123926658:
            objc_storeStrong(v59);
            v40 = -706815919;
            break;
        }
      }
      objc_storeStrong(&v43);
      return objc_storeStrong(&v45);
    }



    总结
    简单的入门文章,希望能帮助到你。

    PYG19周年生日快乐!
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    [LV.1]初来乍到

    发表于 2024-1-26 15:14:10 | 显示全部楼层
    很实用,点赞
    PYG19周年生日快乐!
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