PDF de programación - Desarrollo seguro de aplicaciones C/C++ en Android con NDK

Desarrollo seguro de aplicaciones
C/C++ en Android con NDK
IES Gran Capitán - 26 Enero 2016

Nacho Álvarez
@neonigmacdb
✉ [email protected]
http://www.nacho-alvarez.es

Acerca de mí
● Ingeniero en Informática por la UCO
● Trayectoria profesional:

○ Soporte Servicio Informática UCO
○ Desarrollo Web
○ Desarrollo / Integración distribuciones GNU/Linux
○ Android mobile + backend developer (WUL4)
○ Actualmente: Área de Innovación (Redsys)

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Acerca de mí
● Involucrado en la Innovación de soluciones

de medios de pago

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Eventos

● GDG Córdoba
https://www.facebook.com/GDGCordobaESP/
● Hack&Beers Córdoba
https://twitter.com/hackandbeers
● BetaBeers Córdoba
https://twitter.com/betabeersODB
● Codemotion Madrid
https://www.facebook.com/Codemotion-Madrid-505998872792272/
● FOSDEM (Free and Open Source Software Developers’ European Meeting)
https://fosdem.org

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Índice

1) Estructura de una app Android

2)

Introducción al NDK

3) Nuestro primer programa con NDK

4) Seguridad en aplicaciones móviles

a) Hacking app Android
b) Hacking app nativa

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Estructura de app Android

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Tutoriales Android

● http://www.sgoliver.net/blog/curso-de-programacion-

android/indice-de-contenidos/

● https://github.com/sgolivernet/curso-android-src

● https://github.com/sgolivernet/curso-android-src-as

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Introducción al NDK

● Conjunto de herramientas que permiten incorporar

código nativo (C/C++) en aplicaciones Android.

● Con NDK generas librerías binarias para cada

arquitectura de procesador (arm, armv7, x86, etc)

● Las librerías binarias se pueden invocar desde Java por

medio de JNI (Java Native Interface).

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¿Por qué usar NDK?

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Estructura de app NDK

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Nuestra primera app NDK

public class AndroidActivity extends Activity {
static {

System.loadLibrary("mixed_sample");

}

private Context context;

@Override
public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {

super.onCreate

(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.main);
context = this;
String greeting = SayHello("neonigma");
Saludo saludo = new Saludo(greeting);
Saludar.enviarSaludo(context, saludo);

}

public native String SayHello(String name);
}

src/main/java/blog/neonigma/AndroidActivity.java

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Nuestra primera app NDK

src/main/java/blog/neonigma/Saludo.java

public class Saludo {
private String mensajeSaludo;

public Saludo(String mensajeSaludo) {
this.mensajeSaludo = mensajeSaludo;
}

public String getMensajeSaludo() {
return mensajeSaludo;
}
}

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Nuestra primera app NDK

public class Saludar {

src/main/java/blog/neonigma/Saludar.java

public static void enviarSaludo(Context context, Saludo saludo) {
Toast.makeText(context, saludo.getMensajeSaludo(), Toast.LENGTH_LONG).show();
}
}

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Nuestra primera app NDK

#include <jni.h>
#include <iostream>
#include <string>
#include <stdexcept>

using namespace std;

src/main/jni/code.cpp

extern "C"
{
JNIEXPORT jstring JNICALL Java_blog_neonigma_AndroidActivity_SayHello(JNIEnv *env, jobject thiz, jstring name)
{



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Nuestra primera app NDK

std::string variableImportante = "3.14";
try
{
const char *myName = env->GetStringUTFChars(name, 0);
std::string nameCPP(myName);
nameCPP = "Hello: " + nameCPP;
return env->NewStringUTF(nameCPP.c_str());
}
catch (exception &ex)
{
const char *error = "Failed";
return env->NewStringUTF(error);
}
}
}

src/main/jni/code.cpp

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Nuestra primera app NDK

apply plugin: 'com.android.model.application'

model {
android {
compileSdkVersion = 19
buildToolsVersion = "23.0.2"

defaultConfig.with {
applicationId = "src.blog.neonigma"
minSdkVersion.apiLevel = 17
targetSdkVersion.apiLevel = 19
versionCode = 1
versionName = "1.0"
}
}

build.gradle

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Nuestra primera app NDK

android.ndk {
moduleName = "mixed_sample"
stl = "stlport_static"
CFlags.addAll("-fexceptions")
cppFlags.addAll("-fexceptions")
}

android.buildTypes {
release {
minifyEnabled = false
proguardFiles.add(file("proguard-rules.pro"))
}
}
}

build.gradle

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Demo time!

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Hacking app Android

● Una app Android se empaqueta dentro de un fichero APK

● Estos ficheros son solamente ficheros ZIP conteniendo

recursos y un archivo Dalvik Executable (.dex)

● Con las herramientas adecuadas, podemos extraer el código

Java incluido dentro del fichero .dex

● Elementos como los recursos gráficos y el fichero

AndroidManifest.xml no van ofuscados

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Hacking app Android

Para extraer el código de la parte Java (no nativa)

● Paso 1: extraer .dex del APK

$ unzip program.apk classes.dex
Archive: program.apk
inflating: classes.dex

● Paso 2: utilizar dex2jar para convertir classes.dex a ficheros .class de Java

$ d2j-dex2jar.sh./classes.dex
dex2jar classes.dex -> ./classes-dex2jar.jar

● Paso 3: utilizamos el decompiler JD-GUI para extraer el código fuente

$ ./jd-gui classes.dex.dex2jar.jar

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Hacking app Android

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Hacking app Android
● Necesitamos ofuscación defensiva: Proguard /

Dexguard

● ProGuard optimiza, reduce y ofusca el código de

aplicaciones Android

● Solo funcionará cuando hagamos la exportación a APK

● Las reglas se escriben en fichero proguard-rules.pro 22/36

Hacking app Android

● Ejemplo proguard (identificar lo que se excluye):

-optimizations !code/simplification/arithmetic

-keep public class * extends android.app.Activity

-keep public class * extends android.app.Fragment

-keep public class * extends android.support.v4.app.Fragment

-keepclasseswithmembernames,includedescriptorclasses class * {

native <methods>;

}

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Hacking app Android

No obstante, hay que ir
probando reglas de
ofuscación....

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Desarrollo apps NDK

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Hacking app nativa

● El código nativo se incluye dentro del apk como ficheros .so

● Este código está compilado y ensamblado contra una

arquitectura específica (ARM, x86, …)

● En teoría es difícil leer un fichero ensamblado, pero… hay

herramientas que ayudan: IDA como disassembler, apktool
para desempaquetado y reempaquetado, etc.

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Hacking app nativa

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Hacking app nativa

● Cosas que podemos hacer:

○ Ocultar nuestras funciones y variables de la tabla de

símbolos

LOCAL_CFLAGS += -ffunction-sections -fdata-sections -fvisibility=hidden

○ Ofuscar el código, por ej. con O-LLVM

Instructions Substitution: -mllvm -sub
Bogus Control Flow: -mllvm -bcf
Control Flow Flattening: -mllvm -fla
Functions annotations

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Hacking app nativa

Sin ofuscación

Con ofuscación

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Caso práctico

Charlemos sobre un caso real...

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Ejemplo

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Ejemplo práctico

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Ejemplo práctico

¡Nada de ser malvadou!

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Referencias

● Curso de programación Android sgoliver

● Introducció n al Desarrollo de NDK apps
http://es.slideshare.net/RevistaSG/introduccion-al-
desarrollo-de-ndk-apps-dev-day-4-woman-condesasama
● Conectar programas C/C++ con apps Android
http://www.nacho-alvarez.es/index.
php/blog/2012/05/02/conectar-programas-cc-con-
aplicaciones-android/

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