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Anti-cheating Engine for Android

  • 해당 내용은 2016년에 분석하고 개발한 Anti-cheating Engine for Android에 대한 설명입니다.
  • 여기에서 설명하는 내용들은 아주 기초적인 기술들에 대한 설명입니다.
  • 아래 기능들은 최신 Cheat tool에서 우회 될 수 있습니다.

Check modification of binaries

  • 아래와 같이 배포된 파일의 변조를 확인하기 위한 간단한 기능입니다.
    • 파일 변조를 확인할 파일의 Hash 정보를 추출해서 서버에서 배포본의 Hash 정보와 동일한지 확인합니다.
  • 해당 코드를 구현 할 때 주의 할 부분들이 있습니다.
    • 변조 유무를 확인 할 파일의 경로는 암호화되어 서버 또는 파일에 전달,보관되어 있어야 합니다.
      • 변조 유무를 확인 할 파일의 경로를 코드 또는 파일에 보관 할 경우 Reverse engineering을 통해 해당 경로 또는 파일명을 변경하여 우회할 수 있습니다.
    • Hash 알고리즘으로 CRC와 같이 취약성이 존재하는 알고리즘을 사용해서는 안됩니다.
CheckBinaryModification.h
bool ModFindHash(char *hash) {

	long lSize;
	size_t result;
	int result_val;

	char *buffer;
	char patternFile[MAX_PATH] = "/mnt/sdcard/pattern";

	FILE *fp = fopen(patternFile, "rb");

	if (fp) {
		fseek(fp, 0, SEEK_END);
		lSize = ftell(fp);
		rewind(fp);

		buffer = (char*) malloc(sizeof(char) * lSize);
		if (buffer == NULL) {
			fputs("Memory error", stderr);
			exit(2);
		}

		result = fread(buffer, 1, lSize, fp);
		if (result != lSize) {
			fputs("Reading error", stderr);
			exit(3);
		}

		if (result > 0) {
			if(strstr(buffer,hash)){
				result_val = true;
			}else{
				result_val = false;
			}
		}
		fclose(fp);
		free(buffer);
	} else {
		return false;
	}
	return result_val;
}

void CheckModBinary(){
	pid_t pid= getpid();

	char sha256[65] = "";

	char packageName[MAX_PATH];
	char apkFilePath[MAX_PATH];
	char libFilePath[MAX_PATH];
	char tmpLibFilePath[MAX_PATH];

	int zipcount = 0;
	unsigned int crc;

	DbgPrint("Modification Check");

	getCmdline(pid,packageName,sizeof(packageName));
	getApkFilePath(packageName,&apkFilePath);

	sprintf(libFilePath, "/data/data/%s/lib", packageName);

	while(1)
	{
		fileToSha256(&sha256,apkFilePath);

		if(ModFindHash(sha256) == false)
		{
			DbgPrint("File Path : %s, SHA256 : %s - Modfication",apkFilePath,sha256);
			DbgPrint("Modfication.");
			sleep(10);
			exit(0);
		}

		DIR *dirInfo;
		struct dirent *dirEntry;

		dirInfo = opendir(libFilePath);
		if (NULL != dirInfo) {
			while (dirEntry = readdir(dirInfo))
			{
				sprintf(tmpLibFilePath, "/data/data/%s/lib/%s", packageName,dirEntry->d_name);

				fileToSha256(&sha256,tmpLibFilePath);
				if (ModFindHash(sha256) == false) {
					DbgPrint(".SO File Hash Check - Modfication.");
					sleep(10);
					exit(0);
				}
			}
			closedir(dirInfo);
		}
		sleep(1000);
	}
}

Check debug

  • 아래와 같이 두가지 방식으로 디버깅 여부를 확인할 수 있습니다.
    • 첫번째는 해당 프로세스의 "/proc/pid/cmdline" 파일의 내용을 확인하는 것 입니다.
    • 프로그램이 GDB에 의해 실행 될 경우 PPID의 프로세스는 gdb이기 때문에 "cmdline" 파일을 이용해 gdb를 탐지 할 수 있습니다.
bool isCheckCmdline()
bool isCheckCmdline() {
   char filePath[32], fileRead[128];
   FILE* file;

   snprintf(filePath, 24, "/proc/%d/cmdline", getppid());
   file = fopen(filePath, "r");

   fgets(fileRead, 128, file);
   fclose(file);

   if(!strcmp(fileRead, "gdb")) {
	   DbgPrint("Debugger(gdb) detected\n");
       return true;
   }
   DbgPrint("Clear(Debug)\n");
   return false;
}
    • 두번째는 해당 프로세스의 "/proc/pid/status" 파일의 내용을 확인하는 것 입니다.
    • status 파일에는 해당 프로세스의 상태, 스레드 정보, 메모리 정보, 등 많은 정보들이 저장되어 있습니다.
    • 여기에서 Debug 여부를 확인하기 위해 "TracerPid"의 값을 이용 할 수 있습니다.

      • 해당 프로세스가 다른 프로세스에 의해 추적 되고 있다면 추적하고 있는 프로세스의 PID가 저장됩니다.
      • 추적이 되고 있지 않으면 '0' 이 저장됩니다.
bool isCheckTracerPid()
bool isCheckTracerPid() {
	int TPid;
	char buf[512];

	const char *str = "TracerPid:";
	size_t strSize = strlen(str);

	FILE* file = fopen("/proc/self/status", "r");

	while (fgets(buf, 512, file)) {
		if (!strncmp(buf, str, strSize)) {
			sscanf(buf, "TracerPid: %d", &TPid);
			if (TPid != 0) {
				DbgPrint("Debugger detected\n");
				return true;
			}
		}
	}
	fclose(file);
	DbgPrint("Clear(Debug)\n");
	return false;
}

Check Speed hacking

  • Memory cheat에서 제공하는 Speed hack은 시스템에서 제공하는 시간 관련 함수(gettimeofday, ...)를 후킹하여 값을 조절함으로써 게임의 속도를 조절 할 수 있습니다.

  • 다음과 같은 방법으로 Speed hack을 확인 할 수 있습니다.
    • 시스템에서 제공하는 시간 관련 함수로 부터 기준 값(start time)이 될 시간 값을 받아옵니다.
    • 그리고 sleep() 함수를 이용해 원하는 시간 만큼 프로세스를 정지 시킵니다.
    • sleep()함수가 종료 된 후에 다시 시간 관련 함수로 부터 시간 값(end time)을 받아옵니다.
    • 두 시간 값을 연산(end time - start time)을 통해 sleep() 함수에서 소비된 시간을 구 할 수 있습니다.
    • 이렇게 연산된 값이 sleep() 함수에 전달한 시간 값과 비슷한지 확인함으로서 Speed hack 여부를 확인 할 수 있습니다.
    • Ex) 

      • gettimeofday() 함수를 이용할 경우 sleep(100) 일 경우 연산된 값은 101000 보다 작거나 10000 보다 커야 합니다.

      • clock_gettime() 함수를 이용할 경우 sleep(100) 일 경우 연산된 값은 100001000 보다 작거나 100000000 보다 커야 합니다.

  • 최근 Memory cheat에서는 시간과 관련된 대부분의 함수를 후킹하여 값을 변조하고 있기 때문에 해당 코드가 효과를 보기 어려울 수 있습니다.
CheckSpeedHack.h
int getTime1()
{
	struct timeval tv;
	struct timezone tz;
	gettimeofday (&tv, &tz);
	return (tv.tv_sec*1000 + tv.tv_usec/1000);
}

long getTime2()
{
	struct timespec now;
	clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC,&now);
	return now.tv_sec*1000000 + now.tv_nsec/1000;
}

void CheckSpeedHack(){
	int start = 0, end = 0, time_data = 0;
	int start2 = 0, end2 = 0, time_data2 = 0;
	int cmp=1;

	while(cmp){
		start = getTime1();
		start2 = getTime2();

		sleep(100);
		end = getTime1();
		end2 = getTime2();

		time_data = end - start;
		time_data2 = end2 - start2;
		DbgPrint("time_data : %d, end : %d , start : %d",time_data,end,start);
		DbgPrint("time_data2 : %d, end : %d , start : %d",time_data2,end2,start2);
		if(time_data > 101000 || time_data < 10000){
			cmp = 0;
			DbgPrint("SpeedHackDetect");
			sleep(10);
			exit(0);
		}
		if(time_data2 > 100001000 || time_data2 < 100000000){
			cmp = 0;
			DbgPrint("SpeedHackDetect");
			sleep(10);
			exit(0);
		}
	}
}

Check Virtual Machine

  • 다음과 같은 방법으로 Virtual Machine을 확인 할 수 있습니다.
    • "/system/build.prop" 파일에 저장된 정보를 이용 할 수 있습니다.

    • "/system/build.prop" 파일에 Android 시스템에 관한 다양한 정보들이 저장되어 있습니다.
    • 특히 Virtual Machine의 경우 아래 항목들에 Virtual Machine의 이름을 설정하고 있으며, 이러한 정보를 이용해 Virtual Machine을 탐지 할 수 있습니다.
      • "ro.product.manufacturer"

      • "ro.product.model"

      • "ro.product.name"

      • "ro.product.device"

    • 하지만 해당 항목의 값을 변경하는것으로 탐지를 우회 할 수 있습니다.
  • 해당 방법 외에도 다양한 방법들이 있습니다.
    • 각 Virtual Machine에서 설치 또는 실행 중인 프로세스의 여부 확인
    • 시스템 구조를 분석하여 Virtual Machine에서 추가한 부분을 확인
    • 등등
CheckVirtualMachine.h
void virtualMachine(char *filePath, char *searchStr,char *findStr){
	FILE *fp;
	char str[81];
	fp = fopen(filePath, "r");

	while(!feof(fp))
	{
		fgets(str, 80, fp);
		if(strstr(str,searchStr) != NULL){
			str[strlen(str)-1] = ',';
			strcat(findStr,str);
		}
	}
	fclose(fp);
}

bool IsBlackDevice(char *deviceName)
{
	if(strstr(deviceName,"BlueStacks") != NULL)
	{
		DbgPrint(" BlueStacks : %s,%p",deviceName,deviceName);
		return false;
	}

	if(strstr(deviceName,"Genymotion") != NULL)
	{
		DbgPrint(" Genymotion : %s,%p",deviceName,deviceName);
		return false;
	}
	return true;
}

void CheckVirtualMachine(){
	char findSearch[300];

	virtualMachine("/system/build.prop","ro.product.manufacturer",&findSearch);
	virtualMachine("/system/build.prop","ro.product.model",&findSearch);
	virtualMachine("/system/build.prop","ro.product.name",&findSearch);
	virtualMachine("/system/build.prop","ro.product.device",&findSearch);

	if(IsBlackDevice(findSearch))	{
		DbgPrint(" BlueStacks : Not Detect");
	}else{
		DbgPrint(" BlueStacks : Detect");
		sleep(10);
		exit(0);
	}
}

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