iOS 应用开发的安全策略

前言

随着移动应用的普及，安全问题日益凸显。本文旨在为 iOS 应用开发者提供一套全面的安全保护策略，帮助开发者提升应用的安全性。我们将讨论一些常见的安全措施，如字符串加密、类名和方法名混淆、程序结构混淆、加密、反调试和反注入等。

字符串加密

字符串加密是保护敏感信息的一种基本方法。常见的加密算法有 XOR 加密、AES 加密等。下面是一个使用 XOR 加密的示例：

#define XOR_KEY 0xBB

void xorString(unsigned char *str, unsigned char key) {
    unsigned char *p = str;
    while ((*p ^= key) != '\0') p++;
}

- (void)xorTest {
    unsigned char str[] = { (XOR_KEY ^ 'w'), // 欢迎
                            (XOR_KEY ^ 'e'),
                            (XOR_KEY ^ 'l'),
                            (XOR_KEY ^ 'c'),
                            (XOR_KEY ^ 'o'),
                            (XOR_KEY ^ 'm'),
                            (XOR_KEY ^ 'e'),
                            (XOR_KEY ^ '\0') };
    xorString(str, XOR_KEY);

    static unsigned char result[7];
    memcpy(result, str, 7);
    NSLog(@"%@", [NSString stringWithFormat:@"%s", result]); // 输出：欢迎
}

在 IDA 中反编译后的代码如下：

void __cdecl-[ViewController xorTest](ViewController *self, SEL a2)
{
    void *v2; // rax
    __int64 v3; // ST00_8
    __int64 v4; // [rsp+20h] [rbp-10h]

    v4 = -4909250334127825204LL;
    xorString(&v4, 187LL);
    xorTest_result = v4;
    word_100003E9C = word2(v4);
    byte_100003E9E = byte6(v4);
    v2 = objc_msgSend(&OBJC_CLASS__NSString, "stringWithFormat:", CFSTR("%s"), &xorTest_result);
    v3 = objc_retainAutoreleasedReturnValue(v2);
    NSLog(CFSTR("%@"), v3);
    objc_release(v3);
}

反调试

防止他人使用 LLDB + debugserver 动态调试我们的应用是非常重要的。可以通过以下代码实现反调试功能：

#import 
#import "AppDelegate.h"

typedef int (*ptrace_ptr_t)(int _request, pid_t _pid, caddr_t _addr, int _data);

#ifndef PT_DENY_ATTACH
#define PT_DENY_ATTACH 31
#endif

void disable_gdb() {
    void *handle = dlopen(0, RTLD_GLOBAL | RTLD_NOW);
    ptrace_ptr_t ptrace_btr = dlsym(handle, "ptrace");
    ptrace_btr(PT_DENY_ATTACH, 0, 0, 0);
    dlclose(handle);
}

int main(int argc, char *argv[]) {
#ifndef DEBUG
    disable_gdb();
#endif
    @autoreleasepool {
        return UIApplicationMain(argc, argv, nil, NSStringFromClass([AppDelegate class]));
    }
}

添加上述代码后，使用 LLDB + debugserver 进行动态调试将无法成功连接到应用。

类名和方法名混淆

类名和方法名混淆可以有效防止反编译工具直接读取应用的内部结构。常用的混淆工具有 ProGuard 和 Obfuscator-LLVM。通过这些工具，可以将类名和方法名转换为无意义的字符串，增加反编译的难度。

程序结构混淆

程序结构混淆是指通过修改代码结构来增加反编译的难度。常用的方法包括插入无用代码、改变控制流等。这些方法可以使得反编译后的代码难以阅读和理解。

加密

除了字符串加密外，还可以对整个应用进行加密。常用的加密算法有 AES、RSA 等。通过对应用进行加密，可以有效防止未授权的访问和篡改。

反注入

反注入是指防止其他进程或代码注入到应用中。可以通过检测系统调用、监控内存等方式实现反注入。例如，可以定期检查应用的内存状态，发现异常时立即采取措施。

总结

本文介绍了 iOS 应用开发中的一些常见安全策略，包括字符串加密、类名和方法名混淆、程序结构混淆、加密、反调试和反注入等。通过实施这些策略，可以显著提高应用的安全性，保护用户数据和应用的完整性。

参考资料

1. Apple Developer Documentation
2. OWASP iOS Security Cheat Sheet
3. OWASP Mobile Security Testing Guide