[Android] 안드로이드 이해

https://greenhelix.tistory.com/164

 

안드로이드 모든 글은 개인 공부, 개발 목적이라 개념에 대한 설명이 제대로 들어가지 않으니, 참고하시길 바랍니다.

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안드로이드

- 버전별로 보안할 것들이 다름 

 

 

안드로이드 운영체제 

- 구글에서 개발한 리눅스 기반 오픈 소스 플랫폼.(커널기반 오픈소스 플랫폼)

 

모바일 운영체제 역할

- 구글 플레이 스토어 및 기타 마켓 플레이스를 통한 타사 앱 설치를 지원함

- iot, 드론, tv 및 기타 스마트 디바이스 등 최신 기술들도 다 리눅스를 기반으로 함.

 

안드로이드 운영체제 구조(아키텍쳐)

제일 아래부터

- 리눅스 커널

- HAL(하드웨어 추상화 계층)

- Android 런타임

- 네이티브 C/C++라이브러리

- Java API 프래임 워크

- 시스템 앱

 

안드로이드 실행파일 ->apk임.

c/c++ 은 Livraries안에 있음. ->.so 파일

 

 

앱 컴포넌트 (구성요소)

- 앱 컴포넌트는 안드로이드 앱의 필수적인 구성 요소로 각 독립된 형태로 존재하며 정해진 역할을 수행

- 각 구성요소는 시스템이나 사용자가 앱에 들어올 수 있는 진입점

- 인텐트는 다른 앱 컴포넌트로부터 작업을 요청하는데 사용할 수 있는 메시징 객체

 

https://www.google.com/url?sa=i&url=http%3A%2F%2Fm.blog.naver.com%2Fiedddwww%2F220865288769&psig=AOvVaw3IHuMEcA1lDmfKX5YcRlQj&ust=1615827027802000&source=images&cd=vfe&ved=0CAIQjRxqFwoTCPC67POesO8CFQAAAAAdAAAAABAK

 

액티비티

- 눈에 보이는 화면임

- 사용자와 상호작용하기 위한 진입점

- 사용자 인터페이스를 포함한 화면 하나를 나타냄

- 각 역할마다 액티비티 하나 존재

- 어떠한 앱에서 허용하는 경우 다른 앱에서 이와 같은 액티비티 중 하나를 동작 시킬 수 있음(연결되어있음)

 

 

서비스

- 백 그라운드에서 앱을 계속 실행하기 위한 다목적 진입점

- 사용자 인터페이스(UI)는 제공하지 않음

-사용자가 다른 앱에 있는 동안에 백그라운드에서 음악을 재생하거나, 사용자 액티비티 간의 상호작용을 차단하지 않고 네트워크를 통해 데이터를 가져올 수 있음.

 

 

브로드캐스트 리시버

- 시스템이 정기적인 사용자 플로우 밖에서 이벤트를 앱에 전달하도록 지원하는 컴포넌트

- 대다수의 브로드캐스트는 시스템 발생(화면 꺼짐, 배터리 부족, 사진 캡쳐 알림 등)

- 일반 앱도 브로드 캐스트를 사용하여 사용자 인터페이스를 표시하지 않지만, 상태 표시줄 알림을 생성

 

콘텐츠 프로바이더

- 콘텐츠 제공자는 파일시스템, SQLite 데이터 베이스, 웹상이나 앱이 접근할 수 있는 다른 모든 영구 저장소에 저장가능한 앱 데이터의 공유형 집합을 관리함

- 다른 앱은 컨텐츠 제공자를 통해 해당 데이터를 쿼리하거나, 콘텐츠 제공자가 허용할 경우 수정 가능

- 데이터 정보들을 가져올 수 있다.(타사 데이터 정보를 읽고 쓸 수 있단 소리)

 

 

-> 4대 컴포넌트에 따라 취약점이 각자 발생함.

 

 

안드로이드 루팅

 

루팅?

- 모든 보안 기능과 마찬가지로 애플리케이션 샌드박스도 깨지지 않는다. 즉 다른 앱들에 대해 권한을 가져갈 수 없단 것이다.

이를 가져오려면 (애플리케이션 샌드박스를 벗어나려면) 리눅스 커널의 보안을 손상시켜야한다 .결국 플랫폼을 변경해야 한다는 뜻이다.

이때 이 변경작업이 바로 "루팅"이다.

 

루팅을 하는 이유

- 최고 권한(최고 사용자임)

- rooting하면 실행 중인 모든 앱에서 root 권한으로 사용 가능함.

- 더 아름다운 테마를 사용하기 위해

- 사용하는 사용자마다 목표가 다름

- 루트 권한 없이 설치할 수 없는 앱을 설치하기 위해 ->불법 앱들 

- 파일 시스템과 앱을 감사하기 위해(침투 테스트 목적) ->모의해킹, 취약점 분석을 하기 위해

 

결국 안드로이드 운영 체제 상에서 최상위 권한을 얻음으로 해당 기기의 생산자 또는 판매자 측에서

걸어놓은 제약을 해제하는 행위를 "루팅"이라고 한다.

 

루팅

- 일반적으로 디바이스를 구매할 때 기술적으로 사용자는 디바이스 소유자가 아님

- 루트 접근 권한을 얻어 디바이스를 완전히 제어하는 것이 루팅!

- 루팅된 디바이스에서 $가 아닌 #루트 쉘을 가진 UID 값 0이 존재

 

루팅 장점

- 장치에 대한 무제한 제어 

- 추가 앱 설치 (제한 x) ->busyBox

- 더 많은 기능 및 사용자 정의

 

루팅 단점

- 디바이스 보안을 손상시킴 

  기본적으로 앱은 별도의 사용자 아이디가 할당된 자체 샌드박스 내에서 실행됨

  하지만, 루팅된 디바이스에서 루트 접근 권한이 있는 악성앱에는 이 제한이 없어 실행중인 다른 앱에서 데이터 조회 가능.

 

즉 관리자로 접근이 된다면 시스템에 중요 정보가 모두 위험한 것임.

 

- 장치 벽돌

  루팅 프로세스는 디바이스 손상시켜 쓸모 없게 될 수 있음

 

- 무효 보증 

  루팅된 디바이스는 보증이 무효화됨

  루팅한 후에는 보증기간 중이어도 수리비용을 지불 할 수 있음.

 

Jvm & Dvm

jvm : 자바 가상 머신 (java virtual machin)

 

- 자바 바이트 코드를 실행하기 위한 자바 가상 머신

- 자바 바이트 코드는 jvm이 이해할 수 있는 언어로 jvm만 설치되어 있으면 어느 운영체제에서도 실행 가능

 

https://www.google.com/url?sa=i&url=http%3A%2F%2Fm.blog.naver.com%2Fweb4click%2F110159692556&psig=AOvVaw18D5DXzBxyW3uRAqXyZpWm&ust=1615827235156000&source=images&cd=vfe&ved=0CAIQjRxqFwoTCLDzxdSfsO8CFQAAAAAdAAAAABAD

-jVM은 플랫폼에 의존적 

- 자바 바이트 코드는 플랫폼에 독립적

 

달빅 가상머신 (dvm)

 

- 안드로이드 애플리케이션을 실행하기 위한 달빅 가상 머신

- 모바일 디바이스 환경에 최적화되어 개발된 가상머신으로 낮은 메모리에서 실행되도록 설계됨 (배터리 수명, 성능 문제)

- 자바 바이트 코드로 변환되는 동일한 과정을 거친 후 추가적인 단계 진행

 

.class = 파일은 자바 바이트 코드

.java = 자바 소스 코드

 

아래 사이트를 참고하면 jvm 과 java 컴파일러, 바이트 코드에 대한 이해가 쉬워질 듯 하다.

www.tcpschool.com/java/java_intro_programming

코딩교육 티씨피스쿨

위 두개의 비교(jvm &dvm)

- 스택 기반 & 레지스터 기반

- Dalvik의 명령어 수가 더 적고, 코드 길이는 더 길다.(효율성과 속도)

 

 

 

안드로이드 리버싱

출처: www.ahnlab.com/kr/site/securityinfo/secunews/secuNewsView.do?curPage=1&seq=21051

[Tech Report] 리눅스 기반의 안드로이드 리버싱 분석

(위 주소를 참고해보면 매우 많은 도움이 될 듯 합니다.)

 

안드로이드 환경에서 ‘리버싱’이란 안드로이드 애플리케이션 설치 파일인 APK(Android Package File) 파일을 리버싱하는 것이다. APK 파일은 DEX(Dalvik Executable) 파일과 라이브러리, 여러 리소스들로 구성돼 있는 압축 파일이다. 또한 DEX 파일은 자바 클래스 파일을 안드로이드 달빅(Dalvic) 가상머신에서 구동할 수 있도록 변환한 파일이다.

구조 알아보기
안드로이드 어플리케이션 파일인 APK(Android PacKage)파일은 zip과 같은 하나의 압축 파일이다.
어플리케이션에 관계된 파일들을 하나로 압축해 놓은 파일일 뿐이기 때문에. 압축 프로그램을 사용하여 압축을 풀수 있다.
 
APK파일이 만들어지는 구조도를 보면 다음과 같다.

https://blog.naver.com/gigar/60115566766

apk파일의 압축을 풀면 나오는 .dex 파일은 안드로이드 가상 머신인 dalvik이 인식할 수 있도록 class파일을 바이트 코드로 변환시킨 파일이다. .dex 파일을 jvm 바이트 코드로 디컴파일 하여 .class 파일을 추출 할 수 있다면, 안드로이드 어플리케이션의 java 코드의 추출이 가능하다.
 
함께 참고하면 좋을 사이트
https://yhy868700.tistory.com/153
https://source.android.com/devices/tech/dalvik/dex-format

JAR, AAR, DEX, APK 차이점 : https://simsi6.tistory.com/10

++내가 헷갈려서 이해하기 위해 알아본 것.
apk -> java?
apk 파일을 java 코드로 보려면 .dex 파일을 dex2jar를 사용하여 .jar 파일로 디컴파일한 후
.jar(.class 파일들의 모음) 파일을 .java 파일로 바꾸는 과정이 필요하다. 


jar : class파일의 모음, 즉 dex 파일을 다시 jar로 바꾸어 줘야 함-> jar를 jd로 컴파일 후 java 파일 획득!
dex: 안드로이드 가상 머신인 dalvik이 인식할 수 있도록 class파일을 바이트 코드로 변환시킨 파일
Smali : ‘An assembler/disassembler for Android's dex format’의 약자로, DEX 바이너리를 사람이 읽을 수 있도록 쉽게 표현한 것이다. C와 어셈블리어의 관계와 같다고 생각하면 된다. 


코드 패치를 하려면 무조건 smali code를 수정한 후 리패키징해야 함.
보통 jadx나 jeb로 자바 코드를 분석한 후 smali code를 수정한다.

이에 따라 자바 환경에서의 리버싱 개념을 이해하고 있다면 안드로이드 리버싱의 개념을 이해하는 것도 어렵지 않을 것이다.

그러면 자바 환경에서 리버싱에 대해 알아보자.

기존의 자바 환경에서의 리버싱은 ‘자바 디컴파일러(Java Decomplier)’를 통해 클래스 파일을 자바 소스 파일로 변환하는 것이다. 이 방법을 사용하면 클래스 파일이 사람이 읽을 수 있는 소스 파일(.Java)로 변환된다. 분석가는 이렇게 변환된 자바 소스 파일을 통해서 프로그램의 구조와 실행 흐름을 파악할 수 있다.

 

자바 리버싱 개념

 

이제까지 안드로이드 메모리의 덤프 생성법과 분석법에 대한 안드로이드 환경에서 DEX 파일은 위에서 설명한 것처럼 APK에 다른 리소스들과 함께 저장돼 있다. 일반적으로 APK 파일은 압축파일 포맷이기 때문에 압축을 풀면 쉽게 DEX 파일을 획득할 수 있다. 게다가 DEX 파일을 자바 클래스 파일로 역변환할 수 있다면 자바 클래스의 파일을 리버싱하는 방법과 동일하게 적용할 수 있다.

 

안드로이드 리버싱 개념

 

 

ART

- 안드로이드 런타임

- 퍼포넌스 개선 등을 위해 구글이 DVM에서 ART 로 변경

- 성능 향상을 위해 두가지의 컴파일 방식인 JIT와 AOT를 함께 사용.

 

 

Jit(just-in -time)컴파일

- 앱 최초 실행 시 컴파일 수행

- 용량 크고 설치 속도 빠름 (장점)

- 실행속도 느리고 배터리 사용,cpu사용량 이 많음 (단점)

 

Aot(ahead-of-time)컴파일

- 앱 설치 시점에서 컴파일 수행, 전력 소비를 줄이면서 성능을 2배 향상 시킴

- 실행속도 빠르고 배터리 사용량 , cpu사용이 적음 (장점)

- 용량이 크고 설치 속도가 느림 (단점)ㅁ

 

jar(자르)파일이 결국 exe같은 실행파일(자바) 라고 생각하면 된다.