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文献札记《Analyzing Inter-Application Communication in Android》

热度:82   发布时间:2016-04-28 06:00:44.0
文献笔记《Analyzing Inter-Application Communication in Android》

文献引用:Chin E, Felt A P, Greenwood K, et al. Analyzing inter-application communication in Android[C]//Proceedings of the 9th international conference on Mobile systems, applications, and services. ACM, 2011: 239-252.

之所以会回过头来看这篇论文,是因为看到不少论文都有关于ComDroid的描述、对比。索性回过头来了解其具体是个什么东西。

ComDroid是一个用来发现APP漏洞的项目,主要是根据Intent进行分析。正如我们了解的,Intent是每个Android程序员开发必须要了解的东西,通过它可以便捷的实现各个组件、应用间的调用,传递信息,是各组件应用通信的主要载体。但其由于Android模型的特点,会存在如下安全隐患:Intent传递的消息可以被嗅探、修改、窃取以及篡改,那么用户的隐私存在泄露的可能。同时恶意程序可以伪造、注入恶意消息使得用户数据被污染,应用的安全策略被绕过。因此ComDroid的出现就是为了能对应用程序通信的漏洞进行检测。

基本知识

Intent相关: 文中关注的重点在于Intent,主要用于Activity,Services,Broadcast Receviers这三大组件之间,下表列出了针对不同组件的启动函数以及对应的函数签名,这些函数是一个Intent的发起操作。

组件相关:Android组件的声明一般在Manifest配置文件中,如果组件中包含EXPORTED标识,或者包含IntentFilter则意味着该组件是暴露的,因此就能被其他程序调用。需要说明的是IntentFilter并不是一种安全的做法,发送者可以自己够造action,type,category的Intent发送,也可以通过显示的Intent来绕过系统filter.

比较好的保护措施就是在声明组件的时候对添加权限,或则在对于发送广播Intent时,可以指定接收方需要具有的权限,所有权限保护主要分为Normal permissions,Dangerous permissions, Signature permissions.SignatureOrSystem permissions

基于Intent的攻击方式

1.不可信的Intent接收方

除非Intent由权限保护,并且恶意软件并没有申请该权限。否则恶意软件是可以获取到他匹配的Intent数据,同时也恶意软件也可以实现对其流程的控制,就好比拒绝服务或钓鱼攻击

  • 广播窃听

作为广播比较常见的漏洞利用就是被动窃听和主动拒绝攻击,窃听方可以不中断广播而对该Intent进行窃听

一些攻击者可以对ordered broadcast发动拒绝服务或者数据注入攻击,对于ordered broadcast,攻击者可以注册高优先级的receiver来接收并取消广播,从而达到拒绝服务攻击,而No-ordered broadcast则不行。对于ordered broadcast,攻击者还可以将数据注入到广播中。对于这里广播,receiver一般会通过注册的优先级依次获取广播,同时将其发送给下一优先级的receiver,当所有receiver处理玩Intent之后会给发送方返回一些结果。因此若存在恶意receiver,那么每个receiver接收处理转发的Intent可能是不可信的。
建议:开发者要根据自己的广播Intent的敏感程度选择不同的方式发送(显示或者隐式),程序内部件的通信建议采用显示方式,对于隐式通信建议配合权限保护

  • Activity Service Hijacking

这是一个常见的隐患,由于没有对接收Intent的组件进行合法性验证,那么将存在被劫持的风险。
最简单的攻击模型就是,恶意的activity可以在Intent发出后启动,获取用户相应数据后,启动合法的activity以实现劫持过程的隐藏
钓鱼攻击(Phishing attacks)只所以能成功实现主要是由于Android UI并不会对正在运行的应用进行验证。这就导致了Intent发送后,会存在假冒组件启动的可能。

不过activity hijacking并不是总是都奏效的,对于一个Intent存在多个匹配的Activity时,Android系统会提示用户选择将Intent发送至哪个activity(除非用户已知设置好默认启动项)。但一般对于这种情况,恶意软件主要采用两种方式进行绕过,1)起一个和系统名字混淆的应用名欺骗用户。2)恶意软件可以丰富自己一些额外功能诱导用户使用。有的activity发送Intent后会期望目的组件发回结果,那么劫持成功后,可以伪造返回结果实现对源组件的欺骗。

对于service hijacking,成功的可能性更高。对于一个Intent匹配多个service的情况,系统采用随机的方式进行调用,并不像activity一样提示用户选择,如果Intent发起组件还提供了service回调,那么可能还存在回调被利用的危险

  • 特殊Intent

Intent中还可能附带uri来访问存储在其他应用程序的content provider。当Intent的接收方没有权限访问该URI时,Intent发送方可以在Intent上设置FLAG_GRANT_READ_URI_PERMISSION 或 FLAG_GRANT_WRITE_URI_PERMISSION标志。如果对方Provider允许授权访问uri,即临时权限android:grantUriPermissions系列有在manifest中声明,这么一来将赋予Intent接收方对URI中data的读或写权限,倘若被恶意组件劫持,那么恶意组件将存在读写权限。
对于pending Intent其包含了所有权限以及创建者的权限,pending Intent接收方可以发送这个Intent给第三方应用,其所携带的creator认证信息也会被传送,那么一旦恶意软件截获了该pending Intent,那么creator的认证信息将被滥用

2.Intent欺骗

恶意软件可以构造Intent去触发暴露组件响应,从而实施Intent欺骗攻击。

  • 恶意广播注入

虽然很多receiver是响应系统广播的,这意味着只有系统广播才能激发他们。但事实上,对于这样的receiver,其实已经是公开可以访问的组件了,此时我们可以采用显示调用的方式来触发receiver响应,这样一来我们就不需要发送系统广播行为了。如果receiver没有check action,必定将触发receiver,因此安全的措施就是在receiver中检查是否是系统action.

  • 恶意Activity Service启动

此外,服务的启动,将有更多的机会获取隐私数据,因为服务通常提供丰富的接口,也许能触发对应的毁掉函数。

3.ComDroid工作内容

其主要通过逆向DEX获取指令内容,通过解析dalvik文件并跟踪Intent、IntentFilter、registers、sinks(e.g., sendBroadcast(), startActiv-ity(), etc.),以及components的状态来进行分析.

对于Intent分析:主要跟踪状态如下:1)是否显式 2)是否有action 3)是否设置flags 4)是否有extra data 。对于sink,我们检查是否存在隐式Intent对象流向。由于一些发送Intent的方式会呈现出权限,以及那些Intent将被送往哪里,其系统主要记录这些信息。
针对以上提出的软件潜在漏洞进行警告,从而检测潜在漏洞。

对于组件的分析:主要针对manifest中的exposed,以及动态注册registerReceiver,对于暴露但是没有设置权限的组件进行警告,对于没有检查系统action的receiver进行警告。

结果:能够对潜在漏洞进行警告提示,包括文件名,方法,行号,类型(恶意启动、广播窃取等等),是否存在数据泄露注入

4.缺点不足:

不能够检测pending Intent以及 URI 读写权限的Intent
ComDroid仅仅是警告可能存在的漏洞,并不能够验证是否存在攻击
仅仅是通过静态分析的方式,未来可能会采取和动态结合

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