Защита приложений от модификации средствами Android. Работает или нет?

Михаил Дударев, Licel Corporation – MOSDROID #7 Nitrogen

Контроль целостности и аутентичности приложений является одним из ключевых механизмов обеспечения безопасности в Android.

Для его реализации в Android используется цифровая подпись содержимого приложений.

В своем докладе я расскажу о схемах подписи, использующихся в Android (JarSignature, APK Signature 2, Google Play Signing), их плюсах, минусах, уязвимостях, и конечно же, мы проверим все это на практике.

Transcript

1. Защита приложений от модификации средствами Android. Работает или нет? Mikhail Dudarev Licel Corporation 1
2. О нас 2 Licel Corporation Web: https://licelus.com
3. Содержание • Защита приложения от модификации по пути от разработчика до пользователя • Что такое JarSignature и как это работает • Немного о формате Zip и почему в Google придумали APK Signature 2 • Янус Двуликий или зачем надо контролировать формат файлов • Google Play Signing и некоторые его особенности 3
4. Реальная жизнь. Отправка крутой тачки :) 4 Контейнер Крутая тачка Контейнер с крутой тачкой, с описью тачки, и пломбой
5. Реальная жизнь. Получение крутой тачки :) 5 Контейнер с крутой тачкой?, с описью тачки?, и пломбой? Я счастливчик Не повезло
6. Мир Android (Доставка приложения) 6 Содержимое приложения Подпись Разработчик Магазин приложений Производитель устройств Облачная подпись Метаданные + Подпись производителя + Предустановленное приложение Установка из магазина
7. Whiskey In The Jar 7 APK это ZIP? JAR это ZIP? APK это JAR?
8. Структура Jar-архива • META-INF – MANIFEST.MF – … • Набор файлов 8 Manifest-Version: 1.0 Created-By: X.X.X _X (Test Corporation) Attribute-1: .. .. Atttribute-N: ..
9. Подпись Подписано Без подписи Структура подписанного Jar-архива • META-INF – MANIFEST.MF – ….. – ALIAS.<RSA|DSA|ECDSA> – ALIAS.SF • Набор файлов 9
10. ALIAS.<RSA|DSA|ECDSA> > openssl pkcs7 -in app-release/META-INF/ANDROID.RSA -print_certs - inform der | openssl x509 -text Certificate: Data: Version: 3 (0x2) Serial Number: 1743593741 (0x67ed210d) Signature Algorithm: sha256WithRSAEncryption Issuer: C=Sample, ST=Sample, L=Sample, O=Sample, OU=Sample, CN=Sample Validity Not Before: Jul 7 08:31:03 2016 GMT Not After : Nov 23 08:31:03 2043 GMT Subject: C=Sample, ST=Sample, L=Sample, O=Sample, OU=Sample, CN=Sample Subject Public Key Info: Public Key Algorithm: rsaEncryption RSA Public Key: (2048 bit) Modulus (2048 bit): 00:83:c6:5f:16:c5:16:db:4c:77:04:89:60:cc:b9: 10
11. ALIAS.SF > less app-release/META-INF/ANDROID.SF Signature-Version: 1.0 Created-By: 1.0 (Android) SHA1-Digest-Manifest: 3ev1dDcxoBNvtSvROx4TMk5Ntkg= X-Android-APK-Signed: 2 Name: AndroidManifest.xml SHA1-Digest: NMq4oqeJgEsXTPOq7vRb06OFtlg= Name: classes.dex SHA1-Digest: he0u+MMYOPtjL0qaRCkw275Ntw0= Name: …. SHA1-Digest: 0M605fq0IY/ugc/TZITuTpjBaFQ= 11
12. Плюсы JarSignature для Android • Можно использовать набор инструментов из Java 12
13. Минусы JarSignature для Android • По умолчанию все сертификаты самозаверенные • Не поддерживается механизм цифровых временных меток • Для проверки подписи, требуется распаковать файлы из архива и вычислить их хеш • Подписывается только содержимого файлов 13
14. Zip-архив 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 0A 0B 0C 0D 0E 0F -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 00: 50 4B 03 04 0A 00 00 00 00 00 DB 65 90 4C 53 FC 10: 51 67 02 00 00 00 02 00 00 00 01 00 1C 00 31 55 20: 54 09 00 03 0E 71 D4 5A C7 72 D4 5A 75 78 0B 00 30: 01 04 F5 01 00 00 04 14 00 00 00 31 0A 50 4B 01 40: 02 1E 03 0A 00 00 00 00 00 DB 65 90 4C 53 FC 51 50: 67 02 00 00 00 02 00 00 00 01 00 18 00 00 00 00 60: 00 01 00 00 00 A4 81 00 00 00 00 31 55 54 05 00 70: 03 0E 71 D4 5A 75 78 0B 00 01 04 F5 01 00 00 04 80: 14 00 00 00 50 4B 05 06 00 00 00 00 01 00 01 00 90: 47 00 00 00 3D 00 00 00 00 00 14
15. Zip-архив 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 0A 0B 0C 0D 0E 0F -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 00: 50 4B 03 04 0A 00 00 00 00 00 DB 65 90 4C 53 FC 10: 51 67 02 00 00 00 02 00 00 00 01 00 1C 00 31 55 20: 54 09 00 03 0E 71 D4 5A C7 72 D4 5A 75 78 0B 00 30: 01 04 F5 01 00 00 04 14 00 00 00 31 0A 50 4B 01 40: 02 1E 03 0A 00 00 00 00 00 DB 65 90 4C 53 FC 51 50: 67 02 00 00 00 02 00 00 00 01 00 18 00 00 00 00 60: 00 01 00 00 00 A4 81 00 00 00 00 31 55 54 05 00 70: 03 0E 71 D4 5A 75 78 0B 00 01 04 F5 01 00 00 04 80: 14 00 00 00 50 4B 05 06 00 00 00 00 01 00 01 00 90: 47 00 00 00 3D 00 00 00 00 00 15 End of Central Directory Record Central Directory Record File Data Local File Header
16. Zip-архив (играем в прятки) 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 0A 0B 0C 0D 0E 0F -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 00: 50 4B 03 04 0A 00 00 00 00 00 DB 65 90 4C 53 FC 10: 51 67 02 00 00 00 02 00 00 00 01 00 1C 00 31 55 20: 54 09 00 03 0E 71 D4 5A C7 72 D4 5A 75 78 0B 00 30: 01 04 F5 01 00 00 04 14 00 00 00 31 0A .. .. .. 40: 50 4B 01 02 1E 03 0A 00 00 00 00 00 DB 65 90 4C 50: 53 FC 51 67 02 00 00 00 02 00 00 00 01 00 18 00 60: 00 00 00 00 01 00 00 00 A4 81 00 00 00 00 31 55 70: 54 05 00 03 0E 71 D4 5A 75 78 0B 00 01 04 F5 01 80: 00 00 04 14 00 00 00 .. .. .. 50 4B 05 06 00 00 90: 00 00 01 00 01 00 47 00 00 00 40 00 00 00 00 00 16 End of Central Directory Record Central Directory Record File Data Local File Header
17. APK Signature 2 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 0A 0B 0C 0D 0E 0F -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- XX: FILE HEADER1 + DATA1, .. FILE HEADERN + DATAN XX: 15 06 00 00 00 00 00 00 .. .. .. .. .. .. .. .. XX: 66 85 63 86 66 AC D4 BA 5E 27 AA D3 9C 24 61 EF XX: 9A E7 E5 86 6D 3A BE 1F 92 D8 3B A0 0A F3 5A 64 XX: 72 B7 15 02 03 01 00 01 15 06 00 00 00 00 00 00 XX: 41 50 4B 20 53 69 67 20 42 6C 6F 63 6B 20 34 32 XX: 50 4B 01 02 1E 03 0A 00 00 00 00 00 DB 65 90 4C 17 First Central Directory Record APK Signature 2 Magic Size of APK Signature Block Signature Block Data (ID-Value pairs)
18. Плюсы APK Signature 2 • Контролирует целостность всего содержимого APK • Меньший размер • Высокая скорость проверки подписи содержимого APK 18
19. CVE-2017-13156 (JANUS) 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 0A 0B 0C 0D 0E 0F -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 00: 64 65 78 0A 30 33 35 00 99 3F 71 CE 9D 42 F4 30 ..: MALICIOUS DEX PAYLOAD.. .. .. .. .. .. .. .. .. XX: 50 4B 03 04 0A 00 00 00 00 00 DB 65 90 4C 53 FC XX: 51 67 02 00 00 00 02 00 00 00 01 00 1C 00 31 55 XX: 54 09 00 03 0E 71 D4 5A C7 72 D4 5A 75 78 0B 00 XX: 01 04 F5 01 00 00 04 14 00 00 00 31 0A 50 4B 01 XX: 02 1E 03 0A 00 00 00 00 00 DB 65 90 4C 53 FC 51 XX: 67 02 00 00 00 02 00 00 00 01 00 18 00 00 00 00 XX: 00 01 00 00 00 A4 81 00 00 00 00 31 55 54 05 00 XX: 03 0E 71 D4 5A 75 78 0B 00 01 04 F5 01 00 00 04 XX: 14 00 00 00 50 4B 05 06 00 00 00 00 01 00 01 00 19 End of Central Directory Record Central Directory Record File Data Local File Header
20. CVE-2017-13156 (JANUS) 20 • Используйте APK Signature 2 (Andoid 7 и выше) • Для более старых версий Android, контролируете целостность APK самостоятельно
21. Google Play Signing 21 Содержимое приложения Подпись для загрузки Разработчик Подпись Google Публикация Google Play Метаданные Содержимое приложения
22. Метаданные 22 • AndroidManifest.xml <meta-data android:name="com.android.vending.derived.apk.id" android:value="[ID]" /> • APK Signature 2 Block
23. GOOGPLAY.RSA > openssl pkcs7 -in app-release/META-INF/GOOGPLAY.RSA -print_certs - inform der | openssl x509 -text Certificate: Data: Version: 3 (0x2) Serial Number: 91:92:a6:48:0e:6d:ce:77:c3:ed:ba:dd:8c:31:30:01:73:4d:47:c4 Signature Algorithm: sha256WithRSAEncryption Issuer: C=US, ST=California, L=Mountain View, O=Google Inc., OU=Android, CN=Android Validity Not Before: Jul 26 18:50:07 2017 GMT Not After : Jul 26 18:50:07 2047 GMT Subject: C=US, ST=California, L=Mountain View, O=Google Inc., OU=Android, CN=Android Subject Public Key Info: Public Key Algorithm: rsaEncryption RSA Public Key: (4096 bit) Modulus (4096 bit): 00:ac:9b:a0:db:0c:71:e7:9d:90:a5:fe:d1:e8:af: 23
24. Плюсы Google Play Signing • Централизованная подпись APK – Нет риска кражи ключей для подписи – Удобство командной работы • Метаинформация для отслеживания копий приложения 24
25. Минусы Google Play Signing • Все APK подписываются Google ключами • Происходит модификация содержимого APK • При утере ключей подписи для загрузки, нет возможности их замены, без обращения в техподдержку Google 25
26. Выводы • Механизмы контроля целостности в Android работают, НО: – До Android 7, следует контролировать целостность APK самостоятельно – Нет цепочки доверенных сертификатов – В сертификатах подписи Google Play Signing не используется информация о разработчике 26
27. Контакты 27 Email: kinash@licelus.com Twitter: @ivan_kinash Licel Corporation Web: https://licelus.com Email: dudarev@licelus.com Twitter: @MikhailDudarev