Android Logcat Security

0x00 科普

development version ：开发版，正在开发内测的版本，会有许多调试日志。

release version ：发行版，签名后开发给用户的正式版本，日志量较少。

android.util.Log：提供了五种输出日志的方法

Log.e(), Log.w(), Log.i(), Log.d(), Log.v()

ERROR, WARN, INFO, DEBUG, VERBOSE

android.permission.READ_LOGS:app读取日志权限，android 4.1之前版本通过申请READ_LOGS权限就可以读取其他应用的log了。但是谷歌发现这样存在安全风险，于是android 4.1以及之后版本，即使申请了READ_LOGS权限也无法读取其他应用的日志信息了。4.1版本中 Logcat的签名变为“signature|system|development”了，这意味着只有系统签名的app或者root权限的app才能使用该权限。普通用户可以通过ADB查看所有日志。

0x01 测试

测试方法是非常简单的，可以使用sdk中的小工具monitor或者ADT中集成的logcat来查看日志，将工具目录加入环境变量用起来比较方便。当然如果你想更有bigger也可以使用adb logcat。android整体日志信息量是非常大的，想要高效一些就必须使用filter来过滤一些无关信息，filter是支持正则的，可以做一些关键字匹配比如password、token、email等。本来准备想做个小工具自动化收集，但是觉得这东西略鸡肋没太大必要，故本文的重点也是在如何安全的使用logcat方面。

当然也可以自己写个app在直接在手机上抓取logcat，不过前面提到因为android系统原因如果手机是android4.1或者之后版本即使在manifest.xml中加入了如下申请也是无法读取到其他应用的log的。

<uses-permission android:name="android.permission.READ_LOGS"/>

root权限可以随便看logcat，所以“logcat信息泄露”漏洞因谷歌在4.1上的动作变得很鸡肋了。

0x02 smali注入logcat

http://drops.wooyun.org/tips/2986 一文中提到将敏感数据在加密前打印出来就是利用静态smali注入插入了logcat方法。使用APK改之理smali注入非常方便，但要注意随意添加寄存器可能破坏本身逻辑，新手建议不添加寄存器直接使用已有的寄存器。

invoke-static {v0, v0}, Landroid/util/Log;->e(Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;)I

0x03 建议

有些人认为任何log都不应该在发行版本打印。但是为了app的错误采集，异常反馈，必要的日志还是要被输出的，只要遵循安全编码规范就可以将风险控制在最小范围。

Log.e()/w()/i()：建议打印操作日志

Log.d()/v()：建议打印开发日志

1、敏感信息不应用Log.e()/w()/i(), System.out/err 打印。

2、如果需要打印一些敏感信息建议使用 Log.d()/v()。（前提：release版本将被自动去除）

@Override
public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_proguard);
// *** POINT 1 *** Sensitive information must not be output by Log.e()/w()/i(), System.out/err.
Log.e(LOG_TAG, "Not sensitive information (ERROR)");
Log.w(LOG_TAG, "Not sensitive information (WARN)");
Log.i(LOG_TAG, "Not sensitive information (INFO)");
// *** POINT 2 *** Sensitive information should be output by Log.d()/v() in case of need.
// *** POINT 3 *** The return value of Log.d()/v()should not be used (with the purpose of substitution or comparison).
Log.d(LOG_TAG, "sensitive information (DEBUG)");
Log.v(LOG_TAG, "sensitive information (VERBOSE)");
}

3、Log.d()/v()的返回值不应被使用。（仅做开发调试观测）

Examination code which Log.v() that is specifeied to be deleted is not deketed

int i = android.util.Log.v("tag", "message");
System.out.println(String.format("Log.v() returned %d. ", i)); //Use the returned value of Log.v() for examination

4、release版apk实现自动删除Log.d()/v()等代码。

eclipse中配置ProGuard

开发版所有log都打印出来了。

发行版ProGuard移除了d/v的log

反编译后查看确实被remove了

5、公开的APK文件应该是release版而不是development版。

0x04 native code

android.util.Log的构造函数是私有的，并不会被实例化，只是提供了静态的属性和方法。而android.util.Log的各种Log记录方法的实现都依赖于native的实现println_native()，Log.v()/Log.d()/Log.i()/Log.w()/Log.e()最终都是调用了println_native()。

Log.e(String tag, String msg)

public static int v(String tag, String msg) {
    return println_native(LOG_ID_MAIN, VERBOSE, tag, msg);
}

println_native(LOG_ID_MAIN, VERBOSE, tag, msg)

/*
 * In class android.util.Log:
 *  public static native int println_native(int buffer, int priority, String tag, String msg)
 */
static jint android_util_Log_println_native(JNIEnv* env, jobject clazz,
    jint bufID, jint priority, jstring tagObj, jstring msgObj)
{
const char* tag = NULL;
const char* msg = NULL;

if (msgObj == NULL) {
    jniThrowNullPointerException(env, "println needs a message");
    return -1;
}

if (bufID < 0 || bufID >= LOG_ID_MAX) {
    jniThrowNullPointerException(env, "bad bufID");
    return -1;
}

if (tagObj != NULL)
    tag = env->GetStringUTFChars(tagObj, NULL);
msg = env->GetStringUTFChars(msgObj, NULL);

int res = __android_log_buf_write(bufID, (android_LogPriority)priority, tag, msg);

if (tag != NULL)
    env->ReleaseStringUTFChars(tagObj, tag);
env->ReleaseStringUTFChars(msgObj, msg);

return res;
}

其中__android_log_buf_write()又调用了write_to_log函数指针。

static int __write_to_log_init(log_id_t log_id, struct iovec *vec, size_t nr)
{
#ifdef HAVE_PTHREADS
    pthread_mutex_lock(&log_init_lock);
#endif

    if (write_to_log == __write_to_log_init) {
        log_fds[LOG_ID_MAIN] = log_open("/dev/"LOGGER_LOG_MAIN, O_WRONLY);
        log_fds[LOG_ID_RADIO] = log_open("/dev/"LOGGER_LOG_RADIO, O_WRONLY);
        log_fds[LOG_ID_EVENTS] = log_open("/dev/"LOGGER_LOG_EVENTS, O_WRONLY);
        log_fds[LOG_ID_SYSTEM] = log_open("/dev/"LOGGER_LOG_SYSTEM, O_WRONLY);

        write_to_log = __write_to_log_kernel;

        if (log_fds[LOG_ID_MAIN] < 0 || log_fds[LOG_ID_RADIO] < 0 ||
            log_fds[LOG_ID_EVENTS] < 0) {
            log_close(log_fds[LOG_ID_MAIN]);
            log_close(log_fds[LOG_ID_RADIO]);
            log_close(log_fds[LOG_ID_EVENTS]);
            log_fds[LOG_ID_MAIN] = -1;
            log_fds[LOG_ID_RADIO] = -1;
            log_fds[LOG_ID_EVENTS] = -1;
            write_to_log = __write_to_log_null;
        }

        if (log_fds[LOG_ID_SYSTEM] < 0) {
            log_fds[LOG_ID_SYSTEM] = log_fds[LOG_ID_MAIN];
        }
    }

#ifdef HAVE_PTHREADS
    pthread_mutex_unlock(&log_init_lock);
#endif

    return write_to_log(log_id, vec, nr);
}

总的来说println_native()的操作就是打开设备文件然后写入数据。

0x05 其他注意

1、使用Log.d()/v()打印异常对象。（如SQLiteException可能导致sql注入的问题）

2、使用android.util.Log类的方法输出日志，不推荐使用System.out/err

3、使用BuildConfig.DEBUG ADT的版本不低于21

public final static boolean DEBUG = true;

在release版本中会被自动设置为false

if (BuildConfig.DEBUG) android.util.Log.d(TAG, "Log output information");

4、启动Activity的时候，ActivityManager会输出intent的信息如下：

目标包名
目标类名
intent.setData(URL)的URL

5、即使不用System.out/err程序也有可能输出相关信息，如使用 Exception.printStackTrace()

6、ProGuard不能移除如下log：("result:" + value).

Log.d(TAG, "result:" + value);

当遇到此类情况应该使用BulidConfig（注意ADT版本）

if (BuildConfig.DEBUG) Log.d(TAG, "result:" + value);

7、不应将日志输出到sdscard中，这样会让日志变得全局可读

0x06 乌云案例

WooYun: 途牛网app logcat信息泄露用户的同团聊的聊天内容

WooYun: 冲浪浏览器locat出用户短信

WooYun: 杭州银行Android客户端登录账号密码信息本地泄露

0x07 日志工具类

import android.util.Log;  

/** 
 * Log统一管理类 
 *  
 *  
 *  
 */ 
public class L  
{  

    private L()  
    {  
        /* cannot be instantiated */ 
        throw new UnsupportedOperationException("cannot be instantiated");  
    }  

    public static boolean isDebug = true;// 是否需要打印bug，可以在application的onCreate函数里面初始化  
    private static final String TAG = "way";  
  // 下面四个是默认tag的函数  
    public static void i(String msg)  
    {  
        if (isDebug)  
            Log.i(TAG, msg);  
    }  

    public static void d(String msg)  
    {  
        if (isDebug)  
            Log.d(TAG, msg);  
    }  

    public static void e(String msg)  
    {  
        if (isDebug)  
            Log.e(TAG, msg);  
    }  

    public static void v(String msg)  
    {  
        if (isDebug)  
            Log.v(TAG, msg);  
    }  
 // 下面是传入自定义tag的函数  
    public static void i(String tag, String msg)  
    {  
        if (isDebug)  
            Log.i(tag, msg);  
    }  

    public static void d(String tag, String msg)  
    {  
        if (isDebug)  
            Log.i(tag, msg);  
    }  

    public static void e(String tag, String msg)  
    {  
        if (isDebug)  
            Log.i(tag, msg);  
    }  

    public static void v(String tag, String msg)  
    {  
        if (isDebug)  
            Log.i(tag, msg);  
    }  
}

0x08 参考

http://www.jssec.org/dl/android_securecoding_en.pdf

http://source.android.com/source/code-style.html#log-sparingly

http://developer.android.com/intl/zh-cn/reference/android/util/Log.html

http://developer.android.com/intl/zh-cn/tools/debugging/debugging-log.html

http://developer.android.com/intl/zh-cn/tools/help/proguard.html

https://www.securecoding.cert.org/confluence/display/java/DRD04-J.+Do+not+log+sensitive+information

https://android.googlesource.com/platform/frameworks/base.git/+/android-4.2.2_r1/core/jni/android_util_Log.cpp

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