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# Xamarin 应用程序

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## **基本信息**

Xamarin 是一个开源平台，为开发者提供了一系列工具和附加组件，允许他们使用 .NET 和 C# 框架**创建现代的 iOS、Android 和 Windows 应用程序**。

### Xamarin Android 架构

<figure><img src="../.gitbook/assets/image (3) (1) (1) (1) (1) (1) (1) (1).png" alt=""><figcaption></figcaption></figure>

Xamarin 提供了对 Android.\* 和 Java.\* 命名空间的 .NET 绑定。Xamarin。

Android 应用程序在 Mono 执行环境下运行，与 Android 运行时 (ART) 虚拟机并行运行。

Mono 执行环境通过托管可调用包装器 (MCW) 调用这些命名空间，并为 ART 提供 Android 可调用包装器 (ACW)。

这两个环境都在 Linux 内核之上运行，并调用各种 API 到用户代码。这种安排允许开发者访问底层系统。

### Xamarin iOS 项目

Xamarin.iOS 应用程序在 Mono 运行时环境下运行，并使用完整的提前编译 (AOT) 将 C# .NET 代码编译为 ARM 汇编语言。

它与 Objective-C 运行时一起运行。运行时环境在类 UNIX 内核之上运行，并调用多个 API 到用户代码，这使得开发者可以访问底层的托管或本地系统。

下面给出的图表描述了这种架构：

<figure><img src="../.gitbook/assets/image (1) (1) (1) (1) (1) (1) (1) (1) (1) (1) (1) (1) (1) (1) (1) (1) (1).png" alt=""><figcaption></figcaption></figure>

### 什么是 .Net 运行时和 Mono 框架？

**.Net 框架是一组程序集、类和命名空间**，开发者可以使用它们来创建应用程序；.Net 运行时运行编译后的代码，这个过程称为托管代码执行。.NET 运行时提供了多个特性，确保平台独立性并与旧版框架版本兼容。

**Mono 框架** 于 2005 年开始作为 .NET 框架在 Linux（Ximian/SuSe/Novell）上的实现。在 Microsoft 的赞助和 Xamarin 的领导下，Mono 是基于 ECMA 标准的通用语言运行时和 C# 的 .NET 框架的开源实现。

## Xamarin 应用程序的逆向工程技术

### Xamarin 程序集的反编译

反编译是从编译代码生成源代码的过程。要获取有关当前在内存中的程序集和可执行文件的信息，Windows 是一个绝佳的地方。

要打开模块窗口，请选择调试 > 窗口 > 模块。一旦您检测到需要反编译的模块，请右键单击并选择“反编译源代码到符号文件”。这个操作**创建了一个包含反编译源的符号文件**，反过来，让您可以直接从您的源代码进入第三方代码。

**Visual Studio** 即使在没有符号的情况下也可以反编译托管代码，允许您查看代码，检查变量并设置断点。要将源代码提取到磁盘，请右键单击嵌入源的模块并单击“提取嵌入源。”这将导出源文件到杂项文件夹以供进一步分析。

### Xamarin 应用程序的 JIT 与 AOT 编译

这两个选项用于将基于 C# 的 Xamarin 代码编译成应用程序，即**即时编译和提前编译**。编译方式影响应用程序代码在 apk 或 ipa 文件中的打包方式。让我们快速看一下它：

\- **Android**：Xamarin 允许您使用 **JIT 和 AOT 标志为 android 编译**。还有一种方法可以在两者之间取得平衡，使用混合 AOT 模式获得最快的执行速度。请注意，完整的 AOT 模式仅适用于企业许可证。

\- **iOS**：在 iOS 的情况下只有一种选择，**提前编译**。这是由于苹果的政策禁止在设备上执行动态生成的代码。

{% hint style="info" %}
如果您遇到一个完整的 AOT 编译应用程序，并且开发者为了减少构建大小而移除了 IL 程序集文件，那么逆向过程需要一个额外的步骤，从 lib 文件夹或 `libmonodroid_bundle_app.so` 文件中提取 dll 文件。如果它是一个混合 AOT 编译的应用程序，并且 IL 文件仍然保留在应用程序包中，我们可以使用它来逆向工程应用程序。
{% endhint %}

## 从 APK/IPA 获取 dll 文件

只需**解压 apk/ipa** 文件并复制程序集目录下的所有文件：

<figure><img src="../.gitbook/assets/image (2) (1) (1) (1) (1) (1) (1) (1) (1) (1) (1) (1) (1).png" alt=""><figcaption></figcaption></figure>

在 Android **APKs 的情况下，这些 dll 文件是压缩的**，不能直接用于反编译。幸运的是，有一些工具可以帮助我们**解压这些 dll 文件**，如 [XamAsmUnZ](https://github.com/cihansol/XamAsmUnZ) 和 [xamarin-decompress](https://github.com/NickstaDB/xamarin-decompress)。
```
python3 xamarin-decompress.py -o /path/to/decompressed/apk
```
在assemblies目录中，您可能会看到`assemblies.blob`和`assemblies.manifest`文件，而不是dll文件。这是一个Xamarin AssemblyStore，是目前推荐用于在Android应用程序中打包dlls的方式。`assemblies.manifest`是一个文本文件，描述了二进制文件`assemblies.blob`的内容。要解包这些文件，您需要使用[pyxamstore](https://github.com/jakev/pyxamstore)。
```
pyxamstore unpack -d /path/to/decompressed/apk/assemblies/
```
在iOS的情况下，**IPA文件中的dll文件可以直接加载**到反编译器中（无需解压任何内容）。

**当我们反编译dll文件时，可以找到大部分应用程序代码。** 同时请注意，基于Xamarin框架的应用程序在所有平台（如iOS和Android等）的构建中包含90%的通用代码。

<figure><img src="../.gitbook/assets/image (3) (1) (1) (1) (1) (1) (1) (1) (1).png" alt=""><figcaption></figcaption></figure>

从上面的截图中，我们可以看到apk中存在的dll文件列表，我们可以确认这是一个Xamarin应用程序。它包含了应用程序特定的dll文件以及运行应用程序所需的库文件，例如`Xamarin.Essentails.dll`或`Mono.Security.dll`。

{% hint style="success" %}
最后，您可以使用[**这些推荐工具**](../reversing/reversing-tools-basic-methods/#net-decompiler)来访问DLL中的**C#代码**。
{% endhint %}

## 动态分析

尝试检查应用程序是否有任何形式的SSL pinning。如果没有，使用Burp作为系统CA应该可以用于拦截请求。**Frida与Java或ObjC运行时在这里不起作用**，但幸运的是，有一个工具可以用于钩入方法。

[**Fridax**](https://github.com/NorthwaveSecurity/fridax)允许您轻松**修改运行时Xamarin应用程序内的.NET二进制文件**。静态分析将帮助您识别应用程序中存在的不同方法，这些方法可以在使用Fridax进行动态分析时被钩入。以下是一些Frida脚本，可以帮助我们绕过root检测或SSL-pinning：

* [**xamarin-antiroot**](https://codeshare.frida.re/@Gand3lf/xamarin-antiroot/)
* [**xamarin-root-detect-bypass**](https://codeshare.frida.re/@nuschpl/xamarin-root-detect-bypass/)
* [**Frida-xamarin-unpin**](https://github.com/GoSecure/frida-xamarin-unpin)

## 参考资料

* [https://www.appknox.com/security/xamarin-reverse-engineering-a-guide-for-penetration-testers](https://www.appknox.com/security/xamarin-reverse-engineering-a-guide-for-penetration-testers)
* [https://thecobraden.com/posts/unpacking\_xamarin\_assembly\_stores/](https://thecobraden.com/posts/unpacking\_xamarin\_assembly\_stores/)

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