APP代理检测对抗

1.前言

本文将从网络通信原理浅析在android中出现的一些代理转发检测，这些功能会使我们测试app时出现抓不到包或者应用闪退等情况，针对这种场景，我搭建了测试环境，并对其场景展开分析与实施应对方案。

2.OSI 7层网络模型

网络通信嘛，首先得知道什么是OSI 7层模型。下面是百度的解释：

为了使不同计算机厂家生产的计算机能够相互通信，以便在更大的范围内建立计算机网络，国际标准化组织（ISO）在1978年提出了“开放系统互联参考模型”，即著名的OSI/RM模型（Open System Interconnection/Reference Model）。

它将计算机网络体系结构的通信协议划分为七层，自下而上依次为：

物理层（Physics Layer）、数据链路层（Data Link Layer）、网络层（Network Layer）、传输层（Transport Layer）、会话层（Session Layer）、表示层（Presentation Layer）、应用层（Application Layer）

使用网络数据的传输离不开网络协议七层模型，通过理解每一层协议的分工，也就能对网络故障逐一排查，这样的思维逻辑在安卓应用中也同样适用。

OSI 7层模型各层功能及对应的协议、设备如下表所示：

OSI对应的层	功能	TCP/IP对应的协议	设备
应用层	文件传输，电子邮件，文件服务，虚拟终端	TFTP，HTTP，SNMP，FTP，SMTP，DNS，Telnet	/
表示层	数据格式化，代码转换，数据加密	/	/
会话层	解除或建立与别的接点的联系	/	/
传输层	提供端对端的接口	TCP，UDP	四层交换机和四层路由
网络层	为数据包选择路由	IP，ICMP，RIP，OSPF，BGP，IGMP	三层交换机和路由
数据链路层	传输有地址的帧以及错误检测功能	ARP，RARP，MTU，SLIP，CSLIP，PPP	网桥、交换机、网卡
物理层	以二进制数据形式在物理媒体上传输数据	ISO2110，IEEE802，IEEE802.2	中继器、集线器、双绞线

知识点：HTTPS协议是HTTP+SSL

根据上表可知，SSL做数据加密是在表示层，也就是说，HTTPS实际上是建立在SSL之上的HTTP协议，而普通的HTTP协议是建立在TCP协议之上的。所以，当HTTPS访问URL时，由于URL在网络传送过程中最后是处于HTTP协议数据报头中，而HTTP协议位于SSL的上层，所以凡是HTTP协议所负责传输的数据就全部被加密了；但是IP地址并没加密，因为处理IP地址的协议（网络层）位于处理SSL协议（表示层）的下方。

额，说了这么多，就是要告诉你一个重要的关键点：数据的封装是自下而上的！在网络数据处理方面，如果是上层做了检测处理，则需要在同层或下层进行逻辑绕过，这就是攻与防的关键了，偷家（底层）才是硬道理。

接下来，我们再理解一下代理与VPN。

3.代理与VPN

3.1、代理

代理（proxy） 也称网络代理，是一种特殊的网络服务，允许一个终端（一般为客户端）通过这个服务与另外一个终端（一般为服务器）进行非直接的连接。

一个完整的代理请求过程为：客户端首先根据代理服务器所使用的代理协议，与代理服务器创建连接，接着按照协议请求对目标服务器创建连接、或者获得目标服务器的指定资源。

3.2、VPN

VPN（virtual private network）（虚拟专用网络 ）是常用于连接中、大型企业或团体间私人网络的通讯方法。它利用隧道协议（Tunneling Protocol）来达到发送端认证、消息保密与准确性等功能。

3.3、代理和VPN的区别

从各自的定义，我们就能看出VPN的特点是采取隧道协议进行数据传输和保护；而代理使用的则是对应的代理协议。

下面是VPN和代理的常用协议：

	协议名称
VPN	OpvenVPN、IPsec、IKEv2、PPTP、L2TP、WireGuard等
代理	HTTP、HTTPS、SOCKS、FTP、RTSP等

VPN 协议大多是作用在 OSI 的第二层和第三层之间，所以使用 VPN 时，几乎能转发所有的流量。

而代理协议多作用在应用层，最高层。

4.安卓代理检测

知道了代理与VPN的作用后，在APP中，如果开发人员在代码中添加了一些网络层的检测机制，而这些机制恰恰又是针对工作层协议进行的检测，那么只要分析出工作在IOS的哪一层，抢先一步在下层做出应对，那APP在上层无论怎么检测，都没有用。下面将对测试场景进行详细分析。

抓包的步骤：

1.在客户端（手机）中设置代理服务器的地址

2.开启代理服务器（burp）的代理功能

如果在客户端对代理服务进行过滤，禁止客户端通过代理服务器进行访问Internet，添加如下代码：

1	connection = (HttpURLConnection) url.openConnection(Proxy.NO_PROXY);

官方对于Proxy.NO_PROXY的描述如下：

 * A proxy setting that represents a {@code DIRECT} connection,
 * basically telling the protocol handler not to use any proxying.
 * Used, for instance, to create sockets bypassing any other global
 * proxy settings (like SOCKS):
 * <P>
 * {@code Socket s = new Socket(Proxy.NO_PROXY);}
 *
 */public final static Proxy NO_PROXY = new Proxy();

// Creates the proxy that represents a {@code DIRECT} connection.private Proxy() {
    type = Type.DIRECT;
    sa = null;
}

NO_PROXY实际上就是type属性为DIRECT的一个Proxy对象，这个type有三种：

DIRECT
HTTP
SOCKS

所以，Proxy.NO_PROXY的意思是connection的请求是直连。

此时若通过系统进行代理，app对外请求会失效，也就是视觉上看到的卡死状态，就是不让走系统代理。

安卓手机上设置系统代理即是在【设置】-【WLAN】-【修改网络】手动设置代理。

针对不走系统代理的情况有如下两种应对：

1、使用基于VPN模式的Postern

2、使用基于iptables的ProxyDroid

对此，我做出了如下一些测试：

4.1、使用系统代理

APP关键代码如下：

private void sendRequestWithHttpURLConnection(){
    new Thread(new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            HttpURLConnection connection = null;
            BufferedReader reader = null;
            try{
                URL url = new URL("http://www.baidu.com");
                connection = (HttpURLConnection) url.openConnection(Proxy.NO_PROXY);
                connection.setRequestMethod("GET");
                InputStream in = connection.getInputStream();

                reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(in));
                StringBuilder response = new StringBuilder();
                String line;
                while ((line = reader.readLine()) != null){
                    response.append(line);
                }

                showResponse(response.toString());


            } catch (Exception e){
                e.printStackTrace();
            } finally {
                if (reader != null) {
                    try {
                        reader.close();
                    } catch (IOException e){
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
                if (connection != null){
                    connection.disconnect();
                }
            }
        }
    }).start();
}

针对Proxy.NO_PROXY，先测试一下，系统代理是否真的不能抓包。

如下图先设置系统代理，burp监听8888，此时打开APP，点击发送请求无任何反应，burp中也抓不到包，说明系统代理被禁了。

4.2、使用Postern代理

用过这款软件的都知道，当开启代理服务后状态栏会有个钥匙的标志，这可能也是基于VPN模式工作的特征

同样的APP，点击请求，此时成功绕过了Proxy.NO_PROXY检测！也说明了VPN协议在HTTP协议的下层。

5.安卓VPN检测

VPN也是代理的一种，但是由于通讯协议的差异，所以检测代码也不一样。

当客户端运行VPN虚拟隧道协议时，会在当前节点创建基于eth之上的tun0接口或ppp0接口，所以一旦出现带有明显特征的网络接口名称，就可以认定是使用了VPN协议进行通信。

下面这段代码的检测方式：出现特征tun0或者ppp0则退出应用，也就是我们看到的闪退效果。

private void isDeviceInVPN() {
    try {
        Enumeration<NetworkInterface> networkInterfaces = NetworkInterface.getNetworkInterfaces();
        while (networkInterfaces.hasMoreElements()) {
            String name = networkInterfaces.nextElement().getName();
            if (name.equals("tun0") || name.equals("ppp0")) {
                stop();
            }
        }
    } catch (SocketException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

在点击监听中放置isDeviceInVPN()功能，点击即触发，如果检测到了使用了VPN则直接退出。

@Override
public void onClick(View view){
    if (view.getId() == R.id.send_request){
        isDeviceInVPN();
        sendRequestWithHttpURLConnection();

    }
}

5.1、使用ProxyDroid代理

当前场景：APP同时开启了代理检测以及VPN检测

这时使用iptables进行数据转发的软件 ProxyDroid 进行测试，配置如下图所示：

开启之后，系统状态栏不会出现钥匙的形状，这时再次进行抓包测试。

burp成功获取到了请求，至此代理与VPN的应对方法均已实现。所以，iptables 竟然能从OSI的 2、3层下面走吗，下面我们继续分析。

6.iptables原理

我们都知道安卓使用的是linux内核，而linux内核提供的防火墙工具是Netfilter/Iptables。

Netfilter是由linux内核集成的IP数据包过滤系统，其工作在内核内部，而Iptables则是让用户定义规则集的表结构。

也就是，iptables是一个命令行工具，位于用户空间，它真正操作的框架实现在内核当中。

Netfilter是一个数据包处理模块，它具有网络地址转换、数据包内容修改、数据包过滤等功能。要使netfilter能够工作，就需要将所有的规则读入内存中。netfilter自己维护一个内存块，在此内存块中有4个表：filter表、NAT表、mangle表和raw表。在每个表中有相应的链，链中存放的是一条条的规则，规则就是过滤防火的语句或者其他功能的语句。也就是说表是链的容器，链是规则的容器。实际上，每个链都只是一个hook函数（钩子函数）而已。

Iptables主要工作在OSI七层的2.3.4层，好像也没比VPN的工作协议低，反而还有高的，但是测试结果证明，是我想错了，iptables不是由于协议低，而是没有出现tun0或者ppp0这两个关键的网卡特征，所以成功绕过了VPN的检测。

基于iptables这个流量转发，我还发现了一个新的名词，叫做“透明代理”，iptables的转发模式就是这种。

由此，延伸了一个新的代理模式，通过burp进行“透明代理”，网上的教程错综复杂，亲测使用过程如下。

7.透明代理

原理：透明代理技术可以让客户端感觉不到代理的存在，用户不需要在浏览器中设置任何代理，只需设置缺省网关即可。在访问外部网络时，客户端的数据包被发送到缺省网关，通过缺省网关的路由，最终到达代理服务器，最后代理服务器运行代理进程，数据实际被重定向到代理服务器的代理端口，即由本地代理服务器向外请求所需数据然后拷贝给客户端。

接下来我将尝试：结合安卓端的透明代理技术与burp存在的invisible模式

7.1、使用Burp透明代理

（1）安卓端设置

首先在设备上手动进行设置：将所以请求80、443端口的tcp流量进行nat转发到192.168.50.177（burp的监听地址）的对应端口上

adb shell
su
iptables -t nat -A OUTPUT -p tcp --dport 80 -j DNAT --to  192.168.50.177:80
iptables -t nat -A OUTPUT -p tcp --dport 443 -j DNAT --to  192.168.50.177:443

查看当前规则是否成功添加

1	iptables -t nat -L

（2）代理服务器端设置

添加80和443的端口监听

在【Binding】中设置端口，选中【All interfaces】

并对【Request handing】做出如下设置

Redirect to port - 如果配置了这个选项，Burp会在每次请求转发到指定的端口，而不必受限于浏览器所请求的目标。

Force use of SSL - 如果配置了这个选项，Burp会使用HTTPS在所有向外的连接，即使传入的请求中使用普通的HTTP。您可以使用此选项，在与SSL相关的响应修改选项结合，开展sslstrip般的攻击使用Burp，其中，强制执行HTTPS的应用程序可以降级为普通的HTTP的受害用户的流量在不知不觉中通过BurpProxy代理。

设置之后，Proxy状态如下