Reversing Native Libraries

Per ulteriori informazioni controlla: https://maddiestone.github.io/AndroidAppRE/reversing_native_libs.html

Le app Android possono utilizzare librerie native, tipicamente scritte in C o C++, per compiti critici in termini di prestazioni. Anche i creatori di malware abusano di queste librerie perché gli oggetti condivisi ELF sono ancora più difficili da decompilare rispetto al byte-code DEX/OAT. Questa pagina si concentra su flussi di lavoro pratici e recenti miglioramenti degli strumenti (2023-2025) che rendono più facile il reversing dei file .so di Android.

Flusso di lavoro rapido per un libfoo.so appena estratto

1. Estrai la libreria

# Da un'applicazione installata
adb shell "run-as <pkg> cat lib/arm64-v8a/libfoo.so" > libfoo.so
# Oppure dall'APK (zip)
unzip -j target.apk "lib/*/libfoo.so" -d extracted_libs/

2. Identifica architettura e protezioni

file libfoo.so        # arm64 o arm32 / x86
readelf -h libfoo.so  # OS ABI, PIE, NX, RELRO, ecc.
checksec --file libfoo.so  # (peda/pwntools)

3. Elenca simboli esportati e binding JNI

readelf -s libfoo.so | grep ' Java_'     # JNI dinamicamente collegato
strings libfoo.so   | grep -i "RegisterNatives" -n   # JNI registrato staticamente

4. Carica in un decompilatore (Ghidra ≥ 11.0, IDA Pro, Binary Ninja, Hopper o Cutter/Rizin) e avvia l'analisi automatica. Le versioni più recenti di Ghidra hanno introdotto un decompilatore AArch64 che riconosce gli stub PAC/BTI e i tag MTE, migliorando notevolmente l'analisi delle librerie costruite con l'NDK Android 14.
5. Decidi sul reversing statico vs dinamico: codice strippato e offuscato spesso necessita di strumentazione (Frida, ptrace/gdbserver, LLDB).

Strumentazione Dinamica (Frida ≥ 16)

La serie 16 di Frida ha portato diversi miglioramenti specifici per Android che aiutano quando il target utilizza ottimizzazioni moderne di Clang/LLD:

• thumb-relocator può ora agganciare piccole funzioni ARM/Thumb generate dall'allineamento aggressivo di LLD (--icf=all).
• L'enumerazione e il riutilizzo degli slot di importazione ELF funzionano su Android, abilitando il patching dlopen()/dlsym() per modulo quando gli hook inline vengono rifiutati.
• Il hooking Java è stato corretto per il nuovo punto di ingresso rapido ART utilizzato quando le app sono compilate con --enable-optimizations su Android 14.

Esempio: enumerare tutte le funzioni registrate tramite RegisterNatives e dumpare i loro indirizzi a runtime:

Java.perform(function () {
var Runtime = Java.use('java.lang.Runtime');
var register = Module.findExportByName(null, 'RegisterNatives');
Interceptor.attach(register, {
onEnter(args) {
var envPtr  = args[0];
var clazz   = Java.cast(args[1], Java.use('java.lang.Class'));
var methods = args[2];
var count   = args[3].toInt32();
console.log('[+] RegisterNatives on ' + clazz.getName() + ' -> ' + count + ' methods');
// iterate & dump (JNI nativeMethod struct: name, sig, fnPtr)
}
});
});

Frida funzionerà immediatamente su dispositivi abilitati PAC/BTI (Pixel 8/Android 14+) purché tu utilizzi frida-server 16.2 o versioni successive – le versioni precedenti non riuscivano a localizzare il padding per gli hook inline. citeturn5search2turn5search0

Vulnerabilità recenti da cercare negli APK

Quando noti file .so di terze parti all'interno di un APK, controlla sempre il loro hash rispetto agli avvisi upstream. L'SCA (Software Composition Analysis) è rara sui dispositivi mobili, quindi le build vulnerabili obsolete sono diffuse.

Tendenze Anti-Reversing & Hardening (Android 13-15)

• Pointer Authentication (PAC) & Branch Target Identification (BTI): Android 14 abilita PAC/BTI nelle librerie di sistema su silicio ARMv8.3+ supportato. I decompilatori ora mostrano pseudo-istruzioni relative a PAC; per l'analisi dinamica Frida inietta trampolini dopo aver rimosso PAC, ma i tuoi trampolini personalizzati dovrebbero chiamare pacda/autibsp dove necessario.
• MTE & Scudo allocatore rinforzato: il tagging della memoria è facoltativo, ma molte app consapevoli di Play-Integrity vengono costruite con -fsanitize=memtag; usa setprop arm64.memtag.dump 1 più adb shell am start ... per catturare errori di tag.
• LLVM Obfuscator (predicati opachi, appiattimento del flusso di controllo): i packer commerciali (ad es., Bangcle, SecNeo) proteggono sempre più il codice nativo, non solo Java; aspettati flussi di controllo falsi e blob di stringhe crittografate in .rodata.

Risorse

• Apprendimento dell'Assembly ARM: Azeria Labs – Fondamenti di Assembly ARM
• Documentazione JNI & NDK: Specifica JNI di Oracle · Suggerimenti JNI per Android · Guide NDK
• Debugging delle librerie native: Debug Android Native Libraries Using JEB Decompiler

Riferimenti

• Change-log di Frida 16.x (hooking Android, rilocazione di funzioni piccole) – frida.re/news citeturn5search0
• Avviso NVD per overflow libwebp CVE-2023-4863 – nvd.nist.gov citeturn2search0