【iOS逆向与安全】使用ollvm混淆你的源码

前言

当你在研究别人源码的时候，是不是期望着别人代码没有进行任何的防护和混淆。这时的你，是不是应该考虑一下自己代码的安全.本篇文章将告诉你，如何使用ollvm来混淆iOS端的代码【此文为入门贴，大佬请绕道】。

一、目标

编译ollvm工具，并在Xcode中来混淆你的ipa或动态库，增加别人破解你源码的难度。

二、工具

ollvm：下载地址:https://github.com/heroims/obfuscatorXcode：iOS开发工具

三、步骤

1、基础知识

LLVM

LLVM（Low Level Virtual Machine）是一个开源的编译器基础架构，它包含了一组模块化、可重用的编译器和工具，支持多种编程语言和目标架构，包括x86、ARM和MIPS等。LLVM最初由美国伊利诺伊大学香槟分校（University of Illinois at Urbana–Champaign）的Chris Lattner教授开发，现在由LLVM社区进行维护和发展。

LLVM的核心思想是将编译器分为前端和后端两个部分，前端负责将源代码转换为中间表示（IR），后端负责将中间表示转换为目标机器的汇编代码。这种设计使得LLVM可以支持多种编程语言，因为只需要为每种语言编写一个前端，就可以利用后端的通用性支持多种目标架构。

除了编译器之外，LLVM还包括了一些工具，例如优化器、调试器、汇编器和反汇编器等，这些工具可以帮助开发者更好地分析和调试程序，提高代码的性能和可靠性。

LLVM已经成为了广泛使用的编译器基础架构，许多编程语言和工具链都采用了LLVM作为后端，例如C、C++、Objective-C、Swift、Rust、Go等。LLVM还被广泛应用于计算机体系结构研究、代码安全性分析、机器学习等领域。

Clang

Clang是基于LLVM框架的C、C++、Objective-C和Objective-C++编译器，它是一个开源项目，由LLVM社区进行开发和维护。Clang的设计目标是提供高质量的诊断、快速的编译速度、低内存占用和良好的可移植性。

Clang的编译器前端使用了现代的编译器架构，包括基于词法分析器和语法分析器的语法分析，生成抽象语法树（AST）并进行类型检查和语义分析等步骤。这些步骤的优化和并行化使得Clang能够快速地进行编译，同时提供了更好的错误和警告信息，有助于开发者更快地发现和修复代码中的问题。

除了作为独立的编译器之外，Clang还可以作为其他工具的库使用，例如静态分析工具、编辑器插件和代码重构工具等。Clang的模块化设计和良好的API使得它可以轻松地被集成到其他工具中，从而提供更好的编程体验。

由于Clang的优秀性能和良好的设计，它已经成为了许多项目的首选编译器，例如LLVM自身、macOS和iOS的默认编译器等。同时，许多开发者和组织也在积极地开发和贡献Clang的代码，使得它在未来仍有广阔的发展空间。

OLLVM

OLLVM（Obfuscator-LLVM）是基于LLVM框架的混淆器，它可以对程序进行混淆以提高程序的安全性。OLLVM的设计目标是提供一种灵活的、可定制的混淆方案，使得攻击者更难理解和分析程序的行为。

OLLVM通过对程序进行多种混淆操作来实现混淆效果，例如代码替换、函数内联、控制流平坦化、加密等。这些混淆操作可以改变程序的控制流图和数据流图，使得程序更难以被理解和逆向分析。同时，OLLVM还提供了一些额外的安全机制，例如加密程序的字符串、使用栈保护和位置无关代码等，以增加程序的安全性。

由于OLLVM是基于LLVM框架开发的，它可以与现有的LLVM工具和编译器集成，例如Clang和LLDB等。这使得开发者可以轻松地在现有的开发环境中使用OLLVM，并且可以使用现有的工具对混淆后的程序进行调试和分析。

尽管OLLVM的主要目的是提高程序的安全性，但它也可以用于其他领域，例如代码保护、代码压缩和代码优化等。由于其灵活性和可定制性，OLLVM已经被广泛应用于许多领域，例如网络安全、游戏开发和金融等。

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IR之间的pass，就是混淆器工作的地方。相关代码位于obfuscator/llvm/lib/Transforms/Obfuscation/

2、编译ollvm

命令如下：

witchan@witchandeMacBook-Air ~ % git clone -b llvm-13.x https://github.com/heroims/obfuscator.git

witchan@witchandeMacBook-Air ~ % $cd obfuscator

witchan@witchandeMacBook-Air ~ % mkdir build

witchan@witchandeMacBook-Air ~ % cd build

witchan@witchandeMacBook-Air ~ % cmake -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release -DLLVM_CREATE_XCODE_TOOLCHAIN=ON -DLLVM_ENABLE_PROJECTS="clang;libcxx;libcxxabi" -DLLVM_ENABLE_NEW_PASS_MANAGER=OFF ../llvm

witchan@witchandeMacBook-Air ~ % make -j8

witchan@witchandeMacBook-Air ~ % sudo make install-xcode-toolchain

witchan@witchandeMacBook-Air ~ % mv /usr/local/Toolchains /Library/Developer/

注:make -j8这命令编译的快慢，取决于你的硬件设备

挨个执行以上命令后，ollvm就编译并安装完成，效果如下:

3、混淆命令及效果对比

混淆命令简介

fla：该选项使用函数级别的混淆来隐藏程序的结构。这通过随机重命名函数、添加不必要的控制流和删除调用的函数来实现。这增加了反编译和分析代码的难度。bcf：该选项使用基本块级别的混淆来隐藏代码的结构。这通过改变基本块之间的控制流、添加不必要的基本块和移除基本块之间的条件分支来实现。-sub：该选项使用字符串混淆来隐藏代码中的常量字符串。这通过将字符串分成几个小块、将其存储在数组中并在运行时重新组合来实现。这使得分析代码和查找敏感信息更加困难。split：该选项使用控制流混淆来增加程序的复杂性。这通过将函数分成几个基本块、添加随机的跳转指令和在运行时随机重组这些基本块来实现。这使得代码的流程更难以跟踪，从而增加了破解和反编译的难度。sobf：该选项使用源代码混淆技术来隐藏代码的逻辑和结构。这通过使用类似加密的方式对代码进行变换，使其难以理解和分析。这可以通过运行时解密来执行，从而隐藏代码的真实功能。

示例代码如下：

- (void)testMethod {

NSString *name = @"wit";

int age = 18;

NSArray *list = @[@1,@3,@5,@18];

for (int i=0; i

int value = [list[i] intValue];

if (value == age) {

age += 10;

name = @"chan";

}

}

NSLog(@"name = %@", name);

NSLog(@"age = %d", age);

}

未使用混淆:

__int64 __fastcall -[ViewController testMethod](__int64 a1, __int64 a2)

{

void *v2; // x0

__int64 v3; // ST70_8

void *v4; // x0

__int64 v5; // ST68_8

void *v6; // x0

__int64 v7; // ST60_8

void *v8; // x0

__int64 v9; // ST58_8

void *v10; // x0

void *v11; // x0

void *v12; // ST20_8

int v13; // ST2C_4

__int64 result; // x0

int i; // [xsp+7Ch] [xbp-54h]

void *v16; // [xsp+80h] [xbp-50h]

int v17; // [xsp+8Ch] [xbp-44h]

__int64 v18; // [xsp+90h] [xbp-40h]

__int64 v19; // [xsp+98h] [xbp-38h]

__int64 v20; // [xsp+A0h] [xbp-30h]

__int64 v21; // [xsp+A8h] [xbp-28h]

__int64 v22; // [xsp+B0h] [xbp-20h]

__int64 v23; // [xsp+B8h] [xbp-18h]

__int64 v24; // [xsp+C0h] [xbp-10h]

__int64 v25; // [xsp+C8h] [xbp-8h]

v25 = *(_QWORD *)__stack_chk_guard_ptr;

v20 = a1;

v19 = a2;

v18 = objc_retain(&stru_100008078);

v17 = 18;

v2 = objc_msgSend(off_10000D2D0, (const char *)off_10000D290, 1LL);

v3 = objc_retainAutoreleasedReturnValue(v2);

v21 = v3;

v4 = objc_msgSend(off_10000D2D0, (const char *)off_10000D290, 3LL);

v5 = objc_retainAutoreleasedReturnValue(v4);

v22 = v5;

v6 = objc_msgSend(off_10000D2D0, (const char *)off_10000D290, 5LL);

v7 = objc_retainAutoreleasedReturnValue(v6);

v23 = v7;

v8 = objc_msgSend(off_10000D2D0, (const char *)off_10000D290, 18LL);

v9 = objc_retainAutoreleasedReturnValue(v8);

v24 = v9;

v10 = objc_msgSend(off_10000D2D8, (const char *)off_10000D298, &v21, 4LL);

v16 = (void *)objc_retainAutoreleasedReturnValue(v10);

objc_release(v9);

objc_release(v7);

objc_release(v5);

objc_release(v3);

for ( i = 0; i < (unsigned __int64)objc_msgSend(v16, (const char *)off_10000D2A0); ++i )

{

v11 = objc_msgSend(v16, (const char *)off_10000D2A8, i);

v12 = (void *)objc_retainAutoreleasedReturnValue(v11);

v13 = (unsigned __int64)objc_msgSend(v12, (const char *)off_10000D2B0);

objc_release(v12);

if ( v13 == v17 )

{

v17 += 10;

objc_storeStrong(&v18);

}

}

NSLog(&stru_1000080B8);

NSLog(&stru_1000080D8);

objc_storeStrong(&v16);

result = objc_storeStrong(&v18);

*(_QWORD *)__stack_chk_guard_ptr;

return result;

}

开启ollvm混淆:

混淆参数:-mllvm -fla -mllvm -bcf -mllvm -sub -mllvm -split -mllvm -sobf

混淆后效果如下:

__int64 __fastcall -[ViewController testMethod](__int64 a1, __int64 a2)

{

void *v2; // x0

void *v3; // x0

__int64 v4; // ST58_8

void *v5; // x0

__int64 v6; // ST50_8

void *v7; // x0

__int64 v8; // ST48_8

void *v9; // x0

void *v10; // x0

signed int v11; // w8

BOOL v12; // w9

signed int v13; // w8

BOOL v14; // w9

signed int v15; // w8

BOOL v16; // w14

signed int v17; // w8

void *v18; // x0

void *v19; // ST20_8

int v20; // ST2C_4

BOOL v21; // w12

signed int v22; // w8

BOOL v23; // w9

signed int v24; // w8

BOOL v25; // w12

signed int v26; // w8

signed int v27; // w8

BOOL v28; // w9

signed int v29; // w8

BOOL v30; // w12

signed int v31; // w8

BOOL v32; // w14

signed int v33; // w8

BOOL v34; // w9

signed int v35; // w8

void *v37; // x0

void *v38; // ST08_8

int v39; // ST14_4

signed int v40; // [xsp+94h] [xbp-DCh]

int v41; // [xsp+98h] [xbp-D8h]

int v42; // [xsp+9Ch] [xbp-D4h]

void *v43; // [xsp+A0h] [xbp-D0h]

int v44; // [xsp+ACh] [xbp-C4h]

__int64 v45; // [xsp+B0h] [xbp-C0h]

__int64 v46; // [xsp+B8h] [xbp-B8h]

__int64 v47; // [xsp+C0h] [xbp-B0h]

__int64 v48; // [xsp+C8h] [xbp-A8h]

__int64 *v49; // [xsp+D0h] [xbp-A0h]

const char *v50; // [xsp+D8h] [xbp-98h]

void *v51; // [xsp+E0h] [xbp-90h]

__int64 v52; // [xsp+E8h] [xbp-88h]

unsigned __int64 v53; // [xsp+F0h] [xbp-80h]

const char *v54; // [xsp+F8h] [xbp-78h]

void *v55; // [xsp+100h] [xbp-70h]

void *v56; // [xsp+108h] [xbp-68h]

__int64 v57; // [xsp+110h] [xbp-60h]

bool v58; // [xsp+11Fh] [xbp-51h]

__int64 *v59; // [xsp+120h] [xbp-50h]

int v60; // [xsp+128h] [xbp-48h]

int v61; // [xsp+12Ch] [xbp-44h]

__int64 v62; // [xsp+130h] [xbp-40h]

__int64 v63; // [xsp+138h] [xbp-38h]

__int64 v64; // [xsp+140h] [xbp-30h]

__int64 v65; // [xsp+148h] [xbp-28h]

__int64 v66; // [xsp+150h] [xbp-20h]

__int64 v67; // [xsp+158h] [xbp-18h]

v67 = *(_QWORD *)__stack_chk_guard_ptr;

v47 = a1;

v46 = a2;

v45 = objc_retain(&stru_10000C078);

v44 = 18;

v2 = objc_msgSend(off_1000112D0, (const char *)off_100011290, 1LL);

v48 = objc_retainAutoreleasedReturnValue(v2);

v63 = v48;

v49 = &v64;

v50 = (const char *)off_100011290;

v51 = off_1000112D0;

v40 = -1933834049;

while ( 1 )

{

while ( 1 )

{

while ( 1 )

{

while ( 1 )

{

while ( 1 )

{

while ( 1 )

{

while ( 1 )

{

while ( v40 == -1944675086 )

{

v23 = x_24 * (x_24 - 1) % 2u == 0;

if ( ((unsigned __int8)v23 & (y_25 < 10) | v23 ^ (y_25 < 10)) & 1 )

v24 = -484710506;

else

v24 = -757913245;

v40 = v24;

}

if ( v40 != -1933834049 )

break;

v3 = objc_msgSend(v51, v50, 3LL);

v52 = objc_retainAutoreleasedReturnValue(v3);

v40 = -1240448313;

}

if ( v40 != -1917278325 )

break;

v40 = 1916623537;

}

if ( v40 != -1863636706 )

break;

if ( v58 )

v27 = -1295475565;

else

v27 = -706815919;

v40 = v27;

}

if ( v40 != -1847141909 )

break;

v10 = objc_msgSend(v55, v54);

if ( v53 >= (unsigned __int64)v10 )

v11 = 1801130365;

else

v11 = 1380523063;

v40 = v11;

}

if ( v40 != -1846767803 )

break;

v40 = -267481379;

}

if ( v40 != -1502917571 )

break;

v54 = (const char *)off_1000112A0;

v55 = v43;

v40 = -1847141909;

}

if ( v40 == -1361227290 )

break;

switch ( v40 )

{

case -1295475565:

v44 += 10;

v40 = 1987329712;

break;

case -1240448313:

v4 = v52;

*v49 = v52;

v5 = objc_msgSend(off_1000112D0, (const char *)off_100011290, 5LL);

v6 = objc_retainAutoreleasedReturnValue(v5);

v65 = v6;

v7 = objc_msgSend(off_1000112D0, (const char *)off_100011290, 18LL);

v8 = objc_retainAutoreleasedReturnValue(v7);

v66 = v8;

v9 = objc_msgSend(off_1000112D8, (const char *)off_100011298, &v63, 4LL);

v43 = (void *)objc_retainAutoreleasedReturnValue(v9);

objc_release(v8);

objc_release(v6);

objc_release(v4);

objc_release(v48);

v42 = 0;

v40 = -381231803;

break;

case -1088106110:

v40 = -1361227290;

break;

case -1009849083:

v61 = v60 + 1;

v40 = -792637388;

break;

case -792637388:

v42 = v61;

v40 = -381231803;

break;

case -757913245:

v40 = -484710506;

break;

case -706815919:

v40 = 975706093;

break;

case -484710506:

v58 = v41 == v44;

v25 = x_24 * (x_24 - 1) % 2u == 0;

if ( (!v25 ^ (y_25 >= 10) | (v25 && y_25 < 10)) & 1 )

v26 = -1863636706;

else

v26 = -757913245;

v40 = v26;

break;

case -381231803:

v53 = v42;

v40 = -1502917571;

break;

case -267481379:

v56 = v43;

v57 = v42;

v14 = x_24 * (x_24 - 1) % 2u == 0;

if ( ((unsigned __int8)v14 & (y_25 < 10) | v14 ^ (y_25 < 10)) & 1 )

v15 = -1917278325;

else

v15 = -1846767803;

v40 = v15;

break;

case 265667512:

v60 = v42;

v30 = x_24 * (x_24 - 1) % 2u == 0;

if ( (!v30 ^ (y_25 >= 10) | (v30 && y_25 < 10)) & 1 )

v31 = 1998138173;

else

v31 = 1042960370;

v40 = v31;

break;

case 543048662:

NSLog(&stru_10000C0B8);

NSLog(&stru_10000C0D8);

v34 = x_24 * (x_24 - 1) % 2u == 0;

if ( ((unsigned __int8)v34 & (y_25 < 10) | v34 ^ (y_25 < 10)) & 1 )

v35 = -1088106110;

else

v35 = 1393219629;

v40 = v35;

break;

case 818848043:

v37 = objc_msgSend(v56, (const char *)off_1000112A8, v57);

v38 = (void *)objc_retainAutoreleasedReturnValue(v37);

v39 = (unsigned __int64)objc_msgSend(v38, (const char *)off_1000112B0);

objc_release(v38);

v41 = v39;

v40 = 1041770448;

break;

case 975706093:

v28 = x_24 * (x_24 - 1) % 2u == 0;

if ( ((unsigned __int8)v28 & (y_25 < 10) | v28 ^ (y_25 < 10)) & 1 )

v29 = 265667512;

else

v29 = 1042960370;

v40 = v29;

break;

case 1041770448:

v18 = objc_msgSend(v56, (const char *)off_1000112A8, v57);

v19 = (void *)objc_retainAutoreleasedReturnValue(v18);

v20 = (unsigned __int64)objc_msgSend(v19, (const char *)off_1000112B0);

objc_release(v19);

v41 = v20;

v21 = x_24 * (x_24 - 1) % 2u == 0;

if ( (!v21 ^ (y_25 >= 10) | (v21 && y_25 < 10)) & 1 )

v22 = 2069967268;

else

v22 = 818848043;

v40 = v22;

break;

case 1042960370:

v40 = 265667512;

break;

case 1146841418:

v32 = x_24 * (x_24 - 1) % 2u == 0;

if ( (v32 ^ (y_25 < 10) | (v32 && y_25 < 10)) & 1 )

v33 = 543048662;

else

v33 = 1393219629;

v40 = v33;

break;

case 1380523063:

v12 = x_24 * (x_24 - 1) % 2u == 0;

if ( ((unsigned __int8)v12 & (y_25 < 10) | v12 ^ (y_25 < 10)) & 1 )

v13 = -267481379;

else

v13 = -1846767803;

v40 = v13;

break;

case 1393219629:

NSLog(&stru_10000C0B8);

NSLog(&stru_10000C0D8);

v40 = 543048662;

break;

case 1801130365:

v62 = v45;

v40 = 1146841418;

break;

case 1916623537:

v16 = x_24 * (x_24 - 1) % 2u == 0;

if ( (v16 ^ (y_25 < 10) | (v16 && y_25 < 10)) & 1 )

v17 = 1041770448;

else

v17 = 818848043;

v40 = v17;

break;

case 1987329712:

v59 = &v45;

v40 = 2123926658;

break;

case 1998138173:

v40 = -1009849083;

break;

case 2069967268:

v40 = -1944675086;

break;

case 2123926658:

objc_storeStrong(v59);

v40 = -706815919;

break;

}

}

objc_storeStrong(&v43);

return objc_storeStrong(&v45);

}

总结

简单的入门文章，希望能帮助到你。

提示：阅读此文档的过程中遇到任何问题，请关住工众好【移动端Android和iOS开发技术分享】或+99 君羊【812546729】

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