Android 流氓軟體靜默安裝是怎麼實現的?

Android架構發表於2019-03-19

序言

乍聽起來,靜默安裝是非常流氓的一件事,它讓使用者不知覺的情況下被「收割」。但是技術本身是中立的,我們只談談實現靜默安裝這件事兒。

下面我將介紹三種靜默安裝的方案,每種方案各有利弊,但是目的是一致的。

  1. 手機被 Root 後直接靜默安裝
  2. 宣告安裝許可權並進行系統簽名來靜默安裝
  3. 使用輔助功能進行安裝(稱作「智慧安裝」更貼切吧)

1. 手機被 Root 後直接靜默安裝

眾所周知,手機被 Root 後可以做好多奇妙的事情,比如靜默安裝,直接呼叫 pm install 命令就可以實現,來看程式碼:

    public static boolean silentInstall(String apkPath) {
        boolean result = false;
        DataOutputStream dataOutputStream = null;
        BufferedReader errorStream = null;
        BufferedReader successStream = null;
        Process process = null;
        try {
            // 申請 su 許可權
            process = Runtime.getRuntime().exec("su");
            dataOutputStream = new DataOutputStream(process.getOutputStream());
            // 執行 pm install 命令
            String command = "pm install -r " + apkPath + "\n";
            dataOutputStream.write(command.getBytes(Charset.forName("UTF-8")));
            dataOutputStream.writeBytes("exit\n");
            dataOutputStream.flush();
            process.waitFor();
            errorStream = new BufferedReader(new InputStreamReader(process.getErrorStream()));
            StringBuilder errorMsg = new StringBuilder();
            String line;
            while ((line = errorStream.readLine()) != null) {
                errorMsg.append(line);
            }
            log.debug("silent install error message:{}", errorMsg);
            StringBuilder successMsg = new StringBuilder();
            successStream = new BufferedReader(new InputStreamReader(process.getInputStream()));
            // 讀取命令執行結果
            while ((line = successStream.readLine()) != null) {
                successMsg.append(line);
            }
            log.debug("silent install success message:{}", successMsg);
            // 如果執行結果中包含 Failure 字樣就認為是操作失敗,否則就認為安裝成功
            if (!(errorMsg.toString().contains("Failure") || successMsg.toString().contains("Failure"))) {
                result = true;
            }
        } catch (Exception e) {
            log.error(e);
        } finally {
            try {
                if (process != null) {
                    process.destroy();
                }
                if (dataOutputStream != null) {
                    dataOutputStream.close();
                }
                if (errorStream != null) {
                    errorStream.close();
                }
                if (successStream != null) {
                    successStream.close();
                }
            } catch (Exception e) {
                // ignored
            }
        }
        return result;
    }

    public static boolean isRoot() {
        return new File("/system/bin/su").exists() || new File("/system/xbin/su").exists();
    }
複製程式碼

首先申請 Root 許可權,然後執行 pm install- r <apk 路徑>命令,-r 參數列示允許覆蓋安裝。 process.waitFor() 說明安裝過程是同步的,等待命令執行完成,然後讀取執行結果。注意:不要在主執行緒呼叫靜默安裝的程式碼,安裝過程會比較耗時,導致執行緒一直等待結果。

結論:只要手機被 Root,該方法十分奏效。但是絕大部分使用者不懂 Root,即使手機被 Root了,還需要使用者授權,所以該方案侷限性非常大。

2. 宣告安裝許可權並進行系統簽名來靜默安裝

當我們選擇手動安裝應用時,會跳轉到應用安裝介面,這個介面就是系統的 PackageInstaller 提供,專門用來讓使用者有感知地安裝應用。

    Intent intent = new Intent(Intent.ACTION_VIEW);
    Uri uri = Uri.fromFile(new File("/sdcard/news.apk")));
    intent.setDataAndType(uri, "application/vnd.android.package-archive");
    startActivity(intent);
複製程式碼

分析 PackageInstaller 的原始碼,我們發現它會通過 PackageManager 呼叫 installPackage 方法,這是個隱藏的抽象方法,實現類是 ApplicationPackageManager。主要看一下四個引數:packageURI 就是 apk 的路徑;observer 是安裝的監聽器,應用安裝完成時會被回撥,不能為 null;flags 是標誌位,指定安裝的引數;installersPackageName 表示可選的安裝來源,比如應用寶之類的。

    public abstract void installPackage(
            Uri packageURI, PackageInstallObserver observer,
            int flags, String installerPackageName);
複製程式碼

ApplicationPackageManager 裡面 mPM 是一個 IPackageManager 型別的物件,它會執行具體的安裝任務。

        try {
            mPM.installPackage(originPath, observer.getBinder(), flags, installerPackageName,
                    verificationParams, null);
        } catch (RemoteException ignored) {
        }
複製程式碼

ContextImpl 的 getPackageManager 方法,通過 ActivityThread 獲取 IPackageManager 物件用來構造 ApplicationPackageManager,然後返回 ApplicationPackageManager。

    public PackageManager getPackageManager() {
        if (mPackageManager != null) {
            return mPackageManager;
        }

        IPackageManager pm = ActivityThread.getPackageManager();
        if (pm != null) {
            // Doesn't matter if we make more than one instance.
            return (mPackageManager = new ApplicationPackageManager(this, pm));
        }
        return null;
    }
複製程式碼

ActivityThread 的 getPackageManager 方法,其實就是獲取系統服務的過程。

    public static IPackageManager getPackageManager() {
        if (sPackageManager != null) {
            //Slog.v("PackageManager", "returning cur default = " + sPackageManager);
            return sPackageManager;
        }
        IBinder b = ServiceManager.getService("package");
        //Slog.v("PackageManager", "default service binder = " + b);
        sPackageManager = IPackageManager.Stub.asInterface(b);
        //Slog.v("PackageManager", "default service = " + sPackageManager);
        return sPackageManager;
    }
複製程式碼

通過以上分析,我們通過 PackageManager 呼叫 installPackage 方法就行了,下面看程式碼:

   public static boolean silentInstall(PackageManager packageManager, String apkPath) {
        Class<?> pmClz = packageManager.getClass();
        try {
            if (Build.VERSION.SDK_INT >= 21) {
                Class<?> aClass = Class.forName("android.app.PackageInstallObserver");
                Constructor<?> constructor = aClass.getDeclaredConstructor();
                constructor.setAccessible(true);
                Object installObserver = constructor.newInstance();
                Method method = pmClz.getDeclaredMethod("installPackage", Uri.class, aClass, int.class, String.class);
                method.setAccessible(true);
                method.invoke(packageManager, Uri.fromFile(new File(apkPath)), installObserver, 2, null);
            } else {
                Method method = pmClz.getDeclaredMethod("installPackage", Uri.class, Class.forName("android.content.pm.IPackageInstallObserver"), int.class, String.class);
                method.setAccessible(true);
                method.invoke(packageManager, Uri.fromFile(new File(apkPath)), null, 2, null);
            }
            return true;
        } catch (Exception e) {
            log.error(e);
        }
        return false;
    }
複製程式碼

由於 PackageManager 在不同版本上的 installPackage 方法引數不一致,所以我們根據編譯版本做了處理。在 API 21 及以上,需要傳遞一個非 null 的 PackageInstallObserver,這個類是不可見 的,我們就用反射建立一個 observer 物件,flags 指定 INSTALL_REPLACE_EXISTING,用常量表示就是 2。在 API 21 以下,observer 型別是IPackageInstallObserver,同樣使用反射處理即可。

最後宣告許可權 <uses-permission android:name="android.permission.INSTALL_PACKAGES"/>,還要使用系統簽名,這個非常關鍵,要不然就會出現異常: java.lang.SecurityException: Neither user 10052 nor current process has android.permission.INSTALL_PACKAGES.

結論:通過呼叫系統 API 靜默安裝,終於可以堂堂正正地搞事情了!雖然這是官方提供的介面,但是為了不讓你為所欲為,強制使用系統簽名,所以對於第三方應用採用的可能性是零。

3. 使用輔助功能進行安裝

現在大多數應用採取的是這種辦法,讓使用者主動開啟輔助功能,然後模擬點選使用者操作,進行自動安裝。核心就是 AccessibilityService,我們來實現這一功能。

  1. 建立 AccessibilityService 配置檔案 在 res 目錄下建立 xml 目錄,然後在 xml 目錄下建立 accessibility_service_config.xml 檔案,內容如下
<accessibility-service xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
                       android:accessibilityEventTypes="typeAllMask"
                       android:accessibilityFeedbackType="feedbackGeneric"
                       android:accessibilityFlags="flagDefault"
                       android:canRetrieveWindowContent="true"
                       android:description="@string/accessibility_service_description"
                       android:packageNames="com.android.packageinstaller"
    />
複製程式碼

accessibilityEventTypes: 指定我們在監聽視窗中可以模擬哪些事件,typeAllMask 表示所有的事件都能模擬。 accessibilityFeedbackType: 指定無障礙服務的反饋方式。 canRetrieveWindowContent: 指定是否允許我們的程式讀取視窗中的節點和內容,當然是 true。 description: 當使用者手動配置服務時,顯示給使用者看的說明資訊。 packageNames: 指定要監聽哪個應用程式下的視窗活動,這裡寫 com.android.packageinstaller 表示監聽 Android 系統的安裝介面。 配置裡面描述的內容

<resources>  
    <string name="app_name">InstallTest</string>  
    <string name="accessibility_service_description">智慧安裝服務,無需使用者的任何操作就可以自動安裝程式。</string>  
</resources>  
複製程式碼
  1. 建立 AccessibilityService 服務 建立一個類繼承自 AccessibilityService ,然後重寫 onAccessibilityEvent 方法。
public class MyAccessibilityService extends AccessibilityService {
    private static final String TAG = "[TAG]";
    private Map<Integer, Boolean> handleMap = new HashMap<>();

    @Override
    public void onAccessibilityEvent(AccessibilityEvent event) {
        AccessibilityNodeInfo nodeInfo = event.getSource();
        if (nodeInfo != null) {
            int eventType = event.getEventType();
            if (eventType == AccessibilityEvent.TYPE_WINDOW_CONTENT_CHANGED || eventType == AccessibilityEvent.TYPE_WINDOW_STATE_CHANGED) {
                if (handleMap.get(event.getWindowId()) == null) {
                    boolean handled = iterateNodesAndHandle(nodeInfo);
                    if (handled) {
                        handleMap.put(event.getWindowId(), true);
                    }
                }
            }
        }
    }

    @Override
    public void onInterrupt() {
    }
    // 遍歷節點,模擬點選安裝按鈕
    private boolean iterateNodesAndHandle(AccessibilityNodeInfo nodeInfo) {
        if (nodeInfo != null) {
            int childCount = nodeInfo.getChildCount();
            if ("android.widget.Button".equals(nodeInfo.getClassName())) {
                String nodeCotent = nodeInfo.getText().toString();
                Log.d(TAG, "content is: " + nodeCotent);
                if ("安裝".equals(nodeCotent) || "完成".equals(nodeCotent) || "確定".equals(nodeCotent)) {
                    nodeInfo.performAction(AccessibilityNodeInfo.ACTION_CLICK);
                    return true;
                }
            }
            // 遇到 ScrollView 的時候模擬滑動一下
            else if ("android.widget.ScrollView".equals(nodeInfo.getClassName())) {
                nodeInfo.performAction(AccessibilityNodeInfo.ACTION_SCROLL_FORWARD);
            }
            for (int i = 0; i < childCount; i++) {
                AccessibilityNodeInfo childNodeInfo = nodeInfo.getChild(i);
                if (iterateNodesAndHandle(childNodeInfo)) {
                    return true;
                }
            }
        }
        return false;
    }
}
複製程式碼

當進入安裝介面就會回撥 onAccessibilityEvent() 這個方法,我們只處理 TYPE_WINDOW_CONTENT_CHANGED 和 TYPE_WINDOW_STATE_CHANGED 兩個事件。為了防止重複處理事件,用 map 來過濾事件,然後遞迴遍歷節點,找到「安裝」、「完成」、「缺點」的按鈕就模擬點選。由於安裝介面需要使用者看完許可權才出現按鈕,所以遇到 ScrollView 的時候就模擬滾動,直到出現安裝按鈕。

  1. 在 AndroidManifest 中配置服務
        <service
            android:name=".MyAccessibilityService"
            android:label="智慧安裝應用"
            android:permission="android.permission.BIND_ACCESSIBILITY_SERVICE"
            >
            <intent-filter>
                <action android:name="android.accessibilityservice.AccessibilityService"/>
            </intent-filter>
            <meta-data
                android:name="android.accessibilityservice"
                android:resource="@xml/accessibility_service_config"
                />
        </service>
複製程式碼

android:label:這個就是使用者看到的無障礙服務的名稱。 android:permission: 需要用到 BIND_ACCESSIBILITY_SERVICE 這個許可權。 action: android.accessibilityservice.AccessibilityService 有了這個 action,使用者才能在設定裡面看到我們的服務,否則使用者無法開啟我們的 AccessibilityService,也就不能進到 MyAccessibilityService 裡面了。

  1. 呼叫智慧安裝程式碼
    private void smartInstall() {
        Uri uri = Uri.fromFile(new File("/sdcard/test.apk"));
        Intent localIntent = new Intent(Intent.ACTION_VIEW);
        localIntent.setDataAndType(uri, "application/vnd.android.package-archive");
        startActivity(localIntent);
    }
複製程式碼
  1. 手動配置智慧安裝服務 跳轉輔助功能的配置介面,引導使用者開啟智慧安裝服務。
Intent intent = new Intent(Settings.ACTION_ACCESSIBILITY_SETTINGS);
startActivity(intent);
複製程式碼

總結

智慧安裝是一種妥協的方案,在沒有 Root 和安裝許可權的情況下,確實解放了使用者的拇指。看看市面上的應用,大部分都採用了這種方法。應用市場使用智慧安裝可以理解,視訊瀏覽器工具一類不相干的應用也要開啟?我真是呵呵了。

帶有智慧安裝的應用

最後

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