Android核心破解原理详解

玩 Android 时，我们经常会听到核心破解这个词，在部分第三方 ROM 里，也有一些作者会直接完成核心破解，以使 Android 拥有更大的可玩性。那么倒底什么是核心破解，它又对系统产生什么样的影响？

首先让我们看一下核心破解后可以做什么：

功能点	破解前	破解后
应用降级	只能由高版本应用覆盖低版本	无视版本号随意覆盖
覆盖安装	签名不一致不能覆盖	无视签名直接覆盖
无签名安装	不允许	允许

从这些功能点上也可以知道，这些限制的破解，对于使用破解版的软件是有极大的影响的，正常情况下，软件被破解后，无法签回原始签名，因此也无法直接覆盖安装，甚至是有的时候觉得低版本更好用也无法盖回去。那么核心破解对于这样的用户是非常有价值的。

但是从另一方面看，核心破解的实质就是绕开签名的校验，绕开版本的校验，其实是直接降低了 Android 的安全性，它使得盗版软件得已生存，破坏 Android 本身的生态。当然这一切都不在讨论范围内，我们还是要实现核心破解的，那么知道了原理之后，就需要写代码了。

核心破解的时机

由于签名的机制贯穿整个 Android，因此要从源头就进行破解，也就是我们常说的，在zygote初始化的时候，就要下勾子了。在zygote初始化时，签名相关的库，如java.security已经被加载，在这个时机对 security 相关的类进行挂勾：

XposedBridge.hookAllMethods(
    XposedHelpers.findClass("com.android.org.conscrypt.OpenSSLSignature", null),
    "engineVerify",
    object : XC_MethodHook() {
        @Throws(Throwable::class)
        override fun beforeHookedMethod(param: MethodHookParam) {
            param.result = true
        }
    }
)

XpUtils.findAndHookMethod(
    "java.security.MessageDigest",
    null,
    "isEqual", ByteArray::class.java, ByteArray::class.java,
    object : XC_MethodHook() {
        @Throws(Throwable::class)
        override fun beforeHookedMethod(param: MethodHookParam) {
            param.result = true
        }
    }
)

XpUtils.findAndHookMethod(
    "java.security.Signature",
    null,
    "verify", ByteArray::class.java,
    object : XC_MethodHook() { 
        @Throws(Throwable::class)
        override fun beforeHookedMethod(param: MethodHookParam) {
            val alg = (param.thisObject as Signature).algorithm.toLowerCase()
            val state = XposedHelpers.getIntField(param.thisObject, "state")
            if ((alg == "sha1withrsa" || alg == "rsa-sha1" || alg == "1.3.14.3.2.26with1.2.840.113549.1.1.1") 
                && state == 3) {
                param.result = true
            }
        }
    }
)

XpUtils.findAndHookMethod(
    "java.security.Signature", 
    null, 
    "verify", ByteArray::class.java, Integer.TYPE, Integer.TYPE, 
    object : XC_MethodHook() {
        @Throws(Throwable::class)
        override fun beforeHookedMethod(param: MethodHookParam) {
            val alg = (param.thisObject as Signature).algorithm.toLowerCase()
            val state = XposedHelpers.getIntField(param.thisObject, "state")
            if ((alg == "sha1withrsa" || alg == "rsa-sha1" || alg == "1.3.14.3.2.26with1.2.840.113549.1.1.1") 
                && state == 3) {
                param.result = true
            }
        }
    }
)

关于参数取值的问题，通常的做法是先反编译 jar 包，找到类似verify之类的函数，然后打出 log，跟据 log 所显示的参数来进行取值的确定。当然如果做得粗暴，也可以不判断取值直接返回 true，这样系统就会变得更加不安全。

破解安装包的过程

破解完上面这些之后，依然不够，还要针对 Android 的安装过程进行破解。与安装包校验相关的类，位于com.android.server.pm.PackageManagerService，当然这个时候你的手里若是有一份 Android 源码自然是最好，否则的话是很难进行分析的，当然直接看这篇文章也是个不错的选择。

在PackageManagerService内，共有4个函数与安装包时的校验有关，分别是installPackageAsUser，checkUpgradeKeySetLP，verifySignaturesLP，compareSignatures，对它们进行修改即可，不啰嗦直接给代码：

XposedBridge.hookAllMethods(
    clsPackageManagerClass, 
    "installPackageAsUser", 
    object : XC_MethodHook() {
        @Throws(Throwable::class)
        override fun beforeHookedMethod(param: MethodHookParam) {
            val flags = param.args[2] as Int
            if ((flags and INSTALL_ALLOW_DOWNGRADE) == 0) {
                param.args[2] = (flags or INSTALL_ALLOW_DOWNGRADE)
            }
        }
    }
)

XposedBridge.hookAllMethods(
    clsPackageManagerClass, 
    "checkUpgradeKeySetLP", 
    object : XC_MethodHook() {
        @Throws(Throwable::class)
        override fun afterHookedMethod(param: MethodHookParam) {
            param.result = true
        }
    }
)

XposedBridge.hookAllMethods(
    clsPackageManagerClass, 
    "verifySignaturesLP", 
    object : XC_MethodHook() {
        @Throws(Throwable::class)
        override fun afterHookedMethod(param: MethodHookParam) {
            param.result = true
        }
    }
)

XposedBridge.hookAllMethods(
    clsPackageManagerClass, 
    "compareSignatures", 
    object : XC_MethodHook() {
        @Throws(Throwable::class)
        override fun afterHookedMethod(param: MethodHookParam) {
            param.result = PackageManager.SIGNATURE_MATCH
        }
    }
)

关于核心破解的失效

就目前所发现的，还没有任何手段可以阻止核心破解，那么为什么核心破解有时会失效呢，这个问题通常是由于 Android 版本更新引起的。整理了一下到目前为止的 Android 版本变化，大致能看出点问题，核心破解也是要跟随 Android 版本升级，而并非一劳逸。

时机	SDK	关键类	关键方法
zygote	> 18	com.android.org.conscrypt.OpenSSLSignature	engineVerify
zygote	> 14 && <=18	org.apache.harmony.xnet.provider.jsse.OpenSSLSignature	engineVerify
zygote	= 10	org.bouncycastle.jce.provider.JDKDigestSignature	engineVerify
zygote	全部	java.security.MessageDigest	isEqual
zygote	全部	java.security.Signature	verify
package	> 21	com.android.server.pm.PackageManagerService	installPackageAsUser
package	> 21	com.android.server.pm.PackageManagerService	checkUpgradeKeySetLP
package	> 17 && <=21	com.android.server.pm.PackageManagerService	installPackageWithVerificationAndEncryption
package	<= 17	com.android.server.pm.PackageManagerService	installPackageWithVerification
package	全部	com.android.server.pm.PackageManagerService	verifySignaturesLP
package	全部	com.android.server.pm.PackageManagerService	compareSignatures

可以看到，不同版本的 Android 对于安装包的处理也是不一样的，需要按实际情况进行处理。本文所提供的代码全部基于 SDK 21 以上。