Android手机Root授权原理细节全解析-白红宇

Android手机Root授权原理细节全解析

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发布时间：2019-06-24

本文共 3390 字，大约阅读时间需要 11 分钟。

首先关于Root的方式，这里不做详解，可以有很多漏洞，比如利用uid溢出后归为0，得到Root权限，然后操作文件系统等。

手机Root后，最重要的是，给手机安装了su程序和superuser apk。 su一般被安装在/system/xbin 或者 /system/bin 下面，su文件的权限如下：

# ls su -l

ls su -l

-rwsr-sr-x 1 root root 26336 Aug 1 2008 su

这里可以看到，su的Owner和Group分别为Root，Root。 Other用户具有exeute权限，另外，su设置了suid和sgid，这个非常重要，后面会详述，这个使得Su进程可以提升自身的EUID。

我们这里以RootExplorer为例，看是如何申请和提升权限的：

首先，ps一下，可以看到root explorer的信息，这里第一列是UID，更加准确的，应该是EUID。

app_73 1143 103 301620 39944 ffffffff 400194c4 S com.speedsoftware.rootexp

lorer

这里可以看到，Root Explorer的EUID=10073（App Base是从10000开始的）

然后，Root Explorer通过Runtime方式，使用shell 命令行运行了“su”，所以，会有一个Root Explorer启动的sh：

app_73 1159 1143 764 376 c003e454 4001cf94 S /system/bin/sh

default情况下，进程的UID是继承的，这里sh的PPID是1143，说明是RootExplorer启动的。

RootExplorer通过类似下面的代码运行“su”：

p = Runtime.getRuntime().exec("su");

所以，1159 PID的sh会启动su，这里需要注意的是，su进程的Real UID是10073，因为继承自parent，但是，其EUID却提升为了ROOT，这就是由于SUID被设置的原因。由于su进程的EUID是ROOT，所以导致了su可以做很多高权限的事情。

su会通过：

sprintf(sysCmd, "am start -a android.intent.action.MAIN -n com.koushikdutta.superuser/com.koushikdutta.superuser.SuperuserRequestActivity --ei uid %d --ei pid %d > /dev/null", g_puid, ppid);

if (system(sysCmd))

return executionFailure("am.");

启动SuperUser Request Activity来询问用户是否授权当前应用，如果否的话，则su将return 结束，否则su会继续运行。

得到用户许可后（通过sqlite和SuperUser Request Activity交流用户许可），su会将自己的Real UID也设置为ROOT：

if(setgid(0) || setuid(0))

return permissionDenied();

由于su的EUID是ROOT，所以su有权限执行以上代码，执行完后su进程的Real UID，effective UID都变成了ROOT。这里为什么要同时提升Real UID的权限，后面会说明。

然后，su会启动一个额外的sh来运行用户的指令：

char *exec_args[argc + 1];

exec_args[argc] = NULL;

exec_args[0] = "sh";

int i;

for (i = 1; i < argc; i++)

{

exec_args[i] = argv[i];

}

execv("/system/bin/sh", exec_args);

return executionFailure("sh");

这里非常关键的代码是execv！这里没有使用fork，而是直接使用execv，这将导致不会创建新的进程运行sh image，而是直接在当前su的进程空间load并执行sh image。所以，return executionFailure("sh"); 正常情况下是永远不会被执行的，执行完execv后，就开始直接sh的代码了。

这里可以看到，由于复用su当前进程来运行sh，使得sh运行的进程的EUID，Real UID都是ROOT，那么，任何操作都可以执行了。如果不提升Real UID为Root的话，那么只要sh运行中通过启动外部程序的方式来完成操作的话，就会出现权限问题，因为新启动的进程只会继承父进程的Real UID，而不是EUID，那么新起的进程的Real UID=EUID= parent RealUID ！= ROOT，那么某些操作可能有问题。所以，su把自己的Real UID也提升为ROOT后，则不管启动后的任何代后的子进程执行操作，都是以ROOT的权限运行。

RootExplorer通过得到sh流后，就可以通过该流执行任何shell指令了：

try { // Preform su to get root privledges p = Runtime.getRuntime().exec( "su"); // Attempt to write a file to a root-only DataOutputStream os = new DataOutputStream(p.getOutputStream()); os.writeBytes( "echo \"Do I have root?\" >/system/sd/temporary.txt\n"); // Close the terminal os.writeBytes( "exit\n"); os.flush();

通过ps也可以明显看到su变成了sh，如下，

app_73 1143 103 301620 39944 ffffffff 400194c4 S com.speedsoftware.rootexp

lorer

app_73 1159 1143 764 376 c003e454 4001cf94 S /system/bin/sh

root 1161 1159 772 388 c012e760 4007c578 S sh

这里的PID=1161的进程其实是su（可以通过打log验证），当执行execv("/system/bin/sh", exec_args);后，进程名就变成了sh。当然进程EUID不变，仍然是ROOT。

通过cat 进程的proc信息，我们也可以看到其实RootExplorer自身的UID或者权限根本没有被提升（这是和linux上执行su不一样的地方），

:/proc/1143 # cat status

cat status

Name: re.rootexplorer

State: S (sleeping)

Tgid: 1143