android-app-pentesting

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name: android-app-pentesting
description: |
  Android 应用渗透测试方法论。涵盖 APK 静态分析（反编译/代码审计/Manifest分析）、动态分析（Frida Hook/SSL Pinning绕过/流量抓取）、数据存储安全、组件安全（Activity/Service/Provider/Receiver）、WebView 安全、Root 检测绕过。当 Agent 需要测试 Android 应用安全、分析 APK 文件、或绕过应用保护机制时触发。
metadata:
  tags: [android, apk, frida, jadx, 移动安全, ssl-pinning, adb, 组件安全]
  category: mobile
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# Android 应用渗透测试方法论

> **阶段流**: 环境准备 → APK静态分析 → 动态分析(Frida) → 组件安全测试 → 数据存储安全 → 网络通信安全 → 保护机制绕过

## 深入参考

- APK 静态分析详细命令与 Manifest 审计要点 → [references/android-static-analysis.md](references/android-static-analysis.md)
- Frida Hook 脚本与 SSL Pinning 绕过实战 → [references/android-frida-dynamic.md](references/android-frida-dynamic.md)

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## Phase 0: 环境准备

### 设备/模拟器选择

```
测试设备选择?
├─ 真机（推荐 Pixel 系列）
│   ├─ Magisk 刷入 → systemless root
│   ├─ 启用 Zygisk + DenyList → Root 隐藏
│   └─ 保留原始 boot.img → OTA 恢复
├─ Android Studio 模拟器
│   ├─ x86 镜像 + ARM 翻译层（速度优先）
│   └─ Google APIs 镜像（需 Play Store 测试时）
└─ Genymotion（免费个人版 + VirtualBox）
    └─ Bridge 网络模式 → 方便从其他 VM 连接
```

### 核心工具链

| 工具 | 用途 | 安装 |
|------|------|------|
| adb | 设备通信/安装/调试 | Android SDK Platform Tools |
| jadx / jadx-gui | APK 反编译为 Java | `brew install jadx` |
| apktool | 反编译为 Smali / 资源提取 | `brew install apktool` |
| Frida + frida-tools | 动态 Hook / 运行时分析 | `pip install frida-tools` |
| objection | Frida 自动化封装 | `pip install objection` |
| Drozer | 组件安全测试 | GitHub Release |
| Burp Suite | 流量拦截 | PortSwigger |
| MobSF | 自动化静态+动态分析 | Docker 部署 |
| APKiD | 识别编译器/加壳/混淆 | `pip install apkid` |

### APK 获取

```bash
# 从设备提取
adb shell pm list packages | grep target
adb shell pm path com.target.app
adb pull /data/app/com.target.app-.../base.apk

# 多 Split APK 合并
mkdir splits
adb shell pm path com.target.app | cut -d ':' -f 2 | xargs -n1 -I{} adb pull {} splits/
java -jar APKEditor.jar m -i splits/ -o merged.apk
java -jar uber-apk-signer.jar -a merged.apk --allowResign -o merged_signed

# 在线下载
# APKPure / APKMirror / APKCombo / apkd (GitHub)
# justapk: pip install justapk
justapk download com.target.app
justapk convert app.xapk -o output/
```

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## Phase 1: APK 静态分析

### 反编译与代码审计

```
反编译路径选择?
├─ 需要 Java 源码审计 → jadx -d output/ target.apk
├─ 需要修改并重打包 → apktool d target.apk -o decoded/
├─ React Native 应用 → 解压 assets/index.android.bundle
├─ Xamarin 应用 → 解压 assemblies/ → dnSpy / ILSpy
└─ 加壳应用 → APKiD 识别壳类型 → 对应脱壳方案
```

```bash
# jadx 反编译
jadx -d jadx_output/ target.apk
# 搜索敏感信息
grep -rn "password\|api_key\|secret\|token\|firebase" jadx_output/

# apktool 反编译（Smali 级别）
apktool d target.apk -o apktool_output/

# APKiD 识别保护方案
apkid target.apk
```

### Manifest.xml 审计要点

```bash
# 提取 Manifest
aapt dump xmltree target.apk AndroidManifest.xml
```

关键检查项:

| 属性 | 风险 | 影响 |
|------|------|------|
| `android:debuggable="true"` | 高 | 可附加调试器/读取应用数据 |
| `android:allowBackup="true"` | 中 | adb backup 可提取应用数据 |
| `android:exported="true"` | 高 | 组件可被外部调用 |
| `android:usesCleartextTraffic="true"` | 中 | 允许明文 HTTP |
| `minSdkVersion < 24` | 低 | 不支持网络安全配置默认限制 |

### 字符串与密钥搜索

```bash
# APK 中的 URL
apkurlgrep -a target.apk

# 泄露的密钥/凭据
apkleaks -f target.apk

# Firebase 数据库检测
grep -rn "firebaseio.com" jadx_output/
# 尝试访问: curl https://xxx.firebaseio.com/.json
```

### 自动化静态分析

```bash
# MobSF 静态分析
docker run -it -p 8000:8000 opensecurity/mobile-security-framework-mobsf:latest
# 上传 APK → 自动生成报告

# mariana-trench (Facebook)
# 基于 source-sink 规则的漏洞扫描
mariana-trench --apk-path target.apk --output results/
```

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## Phase 2: 动态分析 (Frida)

### Frida 基础操作

```bash
# 查看运行中的应用
frida-ps -Uai

# 附加到进程
frida -U -f com.target.app

# 使用脚本注入
frida -U -f com.target.app -l hook.js
```

### 常用 Hook 场景

```
动态分析目标?
├─ SSL Pinning 绕过 → Phase 6 详述
├─ Root 检测绕过 → Phase 7 详述
├─ 加密算法监控 → Hook javax.crypto.Cipher
├─ 敏感 API 监控 → Hook 文件/网络/短信/位置 API
├─ 生物认证绕过 → Hook BiometricPrompt
└─ 内存中搜索敏感数据 → Fridump
```

### 内存 Dump 与搜索

```bash
# Fridump 内存提取
python3 fridump3.py -u com.target.app
# 搜索敏感数据
strings dump/* | grep -E "password|token|Bearer"
# 搜索助记词
strings dump/* | grep -E "^[a-z]+ [a-z]+ [a-z]+ [a-z]+ [a-z]+ [a-z]+ [a-z]+ [a-z]+ [a-z]+ [a-z]+ [a-z]+ [a-z]+$"
```

### Keystore 审计

```bash
# Hook Keystore 操作
frida -U -f com.target.app -l tracer-cipher.js
# 脚本来源: github.com/WithSecureLabs/android-keystore-audit
```

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## Phase 3: 组件安全测试

### 组件暴露面枚举

```bash
# Drozer 枚举
dz> run app.package.attacksurface com.target.app
# 输出: X activities exported, Y services exported, ...
```

### Activity 安全

```
Exported Activity 测试?
├─ 直接启动 → adb shell am start -n com.target.app/.SensitiveActivity
├─ 是否绕过认证直接访问敏感页面?
│   ├─ 是 → 认证绕过漏洞
│   └─ 否 → 检查 Intent 参数注入
├─ Activity 是否返回敏感数据? → setResult() 泄露
└─ Tapjacking 测试 → FLAG_SECURE 是否设置
```

### Content Provider 安全

```bash
# 枚举 Provider
dz> run app.provider.info -a com.target.app

# SQL 注入测试
dz> run app.provider.query content://com.target.app.provider/users --projection "* FROM sqlite_master--"

# 路径穿越测试
dz> run app.provider.read content://com.target.app.provider/../../../../etc/hosts

# 文件 Provider 检查
dz> run scanner.provider.traversal -a com.target.app
```

### Service / Broadcast Receiver

```bash
# Service 枚举与交互
dz> run app.service.info -a com.target.app
dz> run app.service.start --action com.target.app.ACTION --component com.target.app/.MyService

# Broadcast 测试
dz> run app.broadcast.info -a com.target.app
dz> run app.broadcast.send --action com.target.app.CUSTOM_ACTION --extra string data "test"
```

### Deep Link / URL Scheme

```bash
# 枚举 scheme
grep -rn "android:scheme" apktool_output/AndroidManifest.xml

# 触发 deep link
adb shell am start -a android.intent.action.VIEW -d "scheme://hostname/path?param=value"

# 检查点:
# 1. 参数是否接受路径穿越 → ../../unwanted-endpoint
# 2. 是否传递敏感数据（密码/token）通过 URL 参数
# 3. 是否存在 Open Redirect
```

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## Phase 4: 数据存储安全

### 检查清单

```
数据存储位置?
├─ SharedPreferences → /data/data/pkg/shared_prefs/*.xml
│   └─ 是否存储明文密码/token?
├─ SQLite 数据库 → /data/data/pkg/databases/*.db
│   └─ 是否加密? 密钥是否硬编码?
├─ 内部存储 → /data/data/pkg/files/
│   └─ MODE_WORLD_READABLE/WRITABLE?
├─ 外部存储 → /sdcard/ (全局可读写)
│   └─ 是否存储敏感数据?
├─ Keystore → Android Keystore System
│   └─ 密钥是否绑定设备? 是否需要认证?
└─ 后台截图 → /data/system_ce/0/snapshots/
    └─ FLAG_SECURE 是否设置?
```

```bash
# 检查 SharedPreferences
adb shell run-as com.target.app cat /data/data/com.target.app/shared_prefs/*.xml

# 检查数据库
adb shell run-as com.target.app ls /data/data/com.target.app/databases/
# 拉取并用 sqlite3 检查
adb pull /data/data/com.target.app/databases/app.db
sqlite3 app.db ".tables"
sqlite3 app.db ".schema users"
sqlite3 app.db "SELECT * FROM users;"

# 检查文件权限
adb shell run-as com.target.app ls -la /data/data/com.target.app/files/
```

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## Phase 5: 网络通信安全

### 流量抓取配置

```
流量抓取方案?
├─ API Level < 24 → 直接设置 WiFi 代理到 Burp
├─ API Level >= 24 → 需修改网络安全配置
│   ├─ 修改 network_security_config.xml 信任用户 CA
│   └─ 重打包签名安装
├─ Flutter 应用 → 独立 CA 列表，需额外处理
│   └─ 参考 flutter SSL pinning bypass
└─ 非 HTTP 流量 → tcpdump / iptables 转发
```

```bash
# 安装 Burp CA 到系统（需 root）
# 导出 Burp CA → DER 格式 → 转 PEM
openssl x509 -inform DER -in cacert.der -out cacert.pem
# 计算 hash
HASH=$(openssl x509 -inform PEM -subject_hash_old -in cacert.pem | head -1)
cp cacert.pem /system/etc/security/cacerts/${HASH}.0
chmod 644 /system/etc/security/cacerts/${HASH}.0

# 修改 network_security_config.xml（API >= 24）
# 在 res/xml/network_security_config.xml 中添加:
# <trust-anchors><certificates src="user" /></trust-anchors>
```

### SSL Pinning 检测与绕过

```
SSL Pinning 类型?
├─ OkHttp CertificatePinner → Frida Hook
├─ 自定义 TrustManager → Frida Hook
├─ Network Security Config → 修改 XML 重打包
├─ WebView SSL 处理 → Hook WebViewClient
└─ 未知实现 → SSLPinDetect 静态扫描定位
```

```bash
# 静态检测 Pinning 实现
python sslpindetect.py -f target.apk -a apktool.jar

# apk-mitm 自动绕过（无需 root）
npx apk-mitm target.apk

# objection 绕过
objection --gadget com.target.app explore --startup-command "android sslpinning disable"

# Frida 绕过（通用脚本）
frida -U -f com.target.app -l ssl-pinning-bypass.js
```

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## Phase 6: 保护机制绕过

### Root 检测绕过

```
Root 检测机制?
├─ 文件检查 (/su, /system/xbin/su, Cydia 等)
│   └─ Magisk DenyList 隐藏
├─ SafetyNet / Play Integrity
│   └─ 硬件级别 attestation 难以绕过
│   └─ 基本 attestation → Play Integrity Fix (Zygisk 模块)
├─ RootBeer / 自定义检测库
│   └─ Frida Hook 返回值
└─ 系统属性检查 (ro.debuggable, ro.secure)
    └─ MagiskHide Props Config
```

```bash
# objection 绕过 root 检测
objection --gadget com.target.app explore --startup-command "android root disable"

# Frida Hook 通用 root 检测绕过
frida -U -f com.target.app -l anti-root.js
```

### 模拟器检测绕过

```bash
# 检测点: Build.FINGERPRINT, Build.MODEL, CPU_ABI, /dev/qemu_pipe
# Frida Hook Build 类属性
```

### 反调试/反 Frida 绕过

```
反 Frida 检测方式?
├─ 检查 frida-server 端口 (27042)
│   └─ 更改监听端口: frida-server -l 0.0.0.0:1234
├─ 检查 /proc/self/maps 中的 frida 库
│   └─ 使用 linjector 注入（无 ptrace）
├─ 检查 D-Bus 协议特征
│   └─ 使用自编译 Frida gadget
└─ 自杀式 kill(getpid()) 反分析
    └─ Hook Process.killProcess / exit
```

### 生物认证绕过

```bash
# objection 绕过
objection --gadget com.target.app explore -s "android ui FLAG_SECURE false"

# Frida 绕过指纹
frida --codeshare krapgras/android-biometric-bypass-update-android-11 -U -f com.target.app
```

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## Phase 7: 客户端注入漏洞

### WebView 安全

```
WebView 配置检查?
├─ JavaScript 启用 → setJavaScriptEnabled(true) → XSS 风险
├─ File 协议访问 → setAllowFileAccess(true) → LFI 风险
├─ addJavascriptInterface → RCE（API < 17）
└─ WebViewClient 证书处理 → 忽略 SSL 错误?
```

### SQL 注入

- Content Provider 的 query/insert/update/delete 方法
- 自定义数据库操作是否参数化

### Intent 注入

- 代理 Activity/Service 接收 Intent 后直接调用 `startActivity()`
- WebView URL 通过 `Intent.parseUri()` 解析 → 恶意 Intent 构造

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## 自动化分析工具速查

| 工具 | 类型 | 用法 |
|------|------|------|
| MobSF | 静态+动态 | Docker 部署，Web UI |
| Qark | 静态 | `qark --apk target.apk` |
| AndroBugs | 静态 | `python androbugs.py -f target.apk` |
| SUPER | 静态 | `super-analyzer target.apk` |
| Androwarn | 静态(行为) | `python androwarn.py -i target.apk -r html` |
| mariana-trench | 静态(数据流) | `mariana-trench --apk-path target.apk` |
| ReverseAPK | 静态 | `reverse-apk target.apk` |

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## 恶意软件分析要点

当分析可疑 APK 而非渗透测试时，额外关注:

- 原生 so 库加载链: `System.loadLibrary` → 解密第二层 ELF → `InMemoryDexClassLoader` 无文件 DEX
- `InMemoryDexClassLoader` 使用 → 内存级 DEX 加载（Frida Hook dump）
- `AccessibilityService` 滥用 → 覆盖层攻击 / ACTION_SET_TEXT 劫持
- FCM 作为 C2 通道 → 检查 Firebase 消息触发条件
- 前台 Service + MediaPlayer 持久化 → 进程保活

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## 参考资源

- [OWASP Mobile Application Security](https://owasp.org/www-project-mobile-app-security/)
- [OWASP MASTG - Android Testing Guide](https://mas.owasp.org/MASTG/)
- [HackTricks - Android App Pentesting](https://book.hacktricks.wiki/mobile-pentesting/android-app-pentesting/)
- [Frida CodeShare](https://codeshare.frida.re/)