iOS逆向 MachO文件

一、MachO初探

1.定义

MachO 其实是 Mach Object 文件格式的缩写，是mac以及iOS上可执行文件的格式，类似于Windows上的PE格式（Portable Executable）、Linux上的elf格式（Executable and Linking Format）

它是一种用于可执行文件、目标代码、动态库的文件格式，作为.out格式的替代，MachO提供了更强的扩展性

2.常见的MachO文件

• 目标文件.o

• 库文件

  • .a

  • .dylib

  • .Framework

• 可执行文件

• dyld（动态链接器）

• .dsym（符号表：Relese环境运行生成

3.查看文件类型

$ file xxx.xx




二、关于架构

1.架构表

其实iPhone不同的型号对应的架构是不一样的

2.生成多种架构

新建一个工程，真机运行，查看可执行文件仅仅是一个arm64架构的

将项目最低适配系统调为iOS9.0，真机运行 Relese环境

为什么要改为iOS9.0呢 ？是因为iPhone5c等armv7、armv7s架构不支持iOS11.0

为什么要Relese环境运行呢 ？因为Xcode默认Debug只生成单一架构

怎么生成所有架构 ？Xcode10中只包含了v7和64，需要在 Architectures 中添加

三、通用二进制文件

1.定义

通用二进制文件（Universal binary）也被叫做 胖二进制（Fat binary）

• 苹果公司提出的一种程序代码，能同时适用多种架构的二进制文件

• 同一个程序包中同时为多种架构提供最理想的性能

• 因为需要储存多种代码，通用二进制应用程序通常比单一平台二进制的程序要大

• 但是由于两种架构有共通的非执行资源，所以并不会达到单一版本的两倍之多

• 而且由于执行中只调用一部分代码，运行起来也不需要额外的内存

2.拆分/合并架构

架构拆分

合并架构

通用二进制 大小为342kb，四个架构大小为80+80+80+81=321kb

What！为什么不是单纯的1+1=2？

因为不同架构之间代码部分是不共用的 (因为代码的二进制文件不同的组合在不同的 cpu 上可能会是不同的意义)，而公共资源文件是公用的

利用上述方法可以给我们的app瘦身

结论：

① 胖二进制 拆分后再重组会得到原始 胖二进制

② 通用二进制 的大小可能大于子架构大小之和，也可能小于，也可能等于，取决于 公共资源文件 的多少

3.终端命令行

// 查看二进制文件

$ lipo -info xx

// 通用二进制文件

// 拆分二进制文件

lipo xxx -thin armv7 -output xxx

// 组合二进制文件

lipo -create x1 x2 x3 x4 -output xxx

四、MachO文件

1.整体结构

用 MachOView 打开会看到 通用二进制文件 由 Fat Header 和 四个可执行文件 组成

可执行文件 是由 Header 、 Load commands 和 Data 组成

我们可以这么理解，把 通用二进制文件 看作四本翻译语言不同的书，每本书有 标题（header） 、 目录（load commands） 、 内容（data）

• header：

• load commands：

• data：

另外我们也可以通过 otool 命令行查看MachO文件结构

$ otool -f universe

2.header

header 包含了该二进制文件的字节顺序、架构类型、加载指令的数量等，使得可以快速确认一些信息，比如当前文件用于 32 位 还是 64 位 ，对应的处理器是什么、文件类型是什么

Xcode中 shift+command+O -> load.h ->如下信息

struct mach_header_64 {

uint32_t magic; /* 魔数,快速定位64位/32位 */

cpu_type_t cputype; /* cpu 类型 比如 ARM */

cpu_subtype_t cpusubtype; /* cpu 具体类型 比如arm64 , armv7 */

uint32_t filetype; /* 文件类型 例如可执行文件 .. */

uint32_t ncmds; /* load commands 加载命令条数 */

uint32_t sizeofcmds; /* load commands 加载命令大小*/

uint32_t flags; /* 标志位标识二进制文件支持的功能 , 主要是和系统加载、链接有关*/

uint32_t reserved; /* reserved , 保留字段 */

};

mach_header_64（64位）对比mach_header（32位）只多了一个保留字段

3.load commands

load commands 是一张包括区域的位置、符号表、动态符号表等内容的表。它详细保存着加载指令的内容，告诉链接器如何去加载这个 Mach-O 文件。通过查看内存地址我们发现，在内存中 load commands 是紧跟在 header 之后的

4.data

data 是MachO文件中最大的部分，其中 _TEXT段 、 _DATA段 能给到很多信息

load commands 和 data 之间还留有不少空间，给我们留下了注入代码的冲破口

_TEXT段

_DATA段

五、dyld

dyld（the dynamic link editor）是苹果的动态链接器，是苹果操作系统的一个重要组成部分，在系统内容做好程序准备工作之后，交由dyld负责余下的工作

系统库的方法由于是公用的，存放在共享缓存中，那么我们的MachO在调用系统方法时，dyld会将MachO里调用存放在共享缓存中的方法进行符号绑定。这个符号在 release环境 是会被自动去掉的，这也是我们经常使用收集 bug 工具时需要恢复符号表的原因

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