iOS 识别虚拟定位调研
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最近业务开发中，有遇到我们的项目 app 定位被篡改的情况，在 android 端表现的尤为明显。为了防止这种黑产使用虚拟定位薅羊毛，iOS 也不得不进行虚拟定位的规避。
在做技术调研后，发现在苹果手机上，单凭一部手机，真正要实现虚拟定位，是比较难实现的，但还是有存在的可能性，公司的一个项目 app 的 bugly 记录反馈用户存在使用越狱苹果手机，这就着实让人这种行为实在有大嫌。
本人和公司伙伴的共同努力下，大致调研了以下使用虚拟定位的情况(使用 Xcode 虚拟定位的方式本文忽略)：
第一种：使用越狱手机
一般 app 用户存在使用越狱苹果手机的情况，一般可以推断用户的行为存在薅羊毛的嫌疑（也有 app 被竞品公司做逆向分析的可能），因为买一部越狱的手机比买一部正常的手机有难度，且在系统升级和 appstore 的使用上，均不如正常手机，本人曾经浅浅的接触皮毛知识通过越狱 iPhone5s 进行的 app 逆向。
建议一刀切的方式进行，通过识别手机是否安装了 Cydia.app,如果安装了直接判定为越狱手机，并向后台上报“设备异常”的信息。如果不使用这种方式的方式，请继续看，后面会有其他方式解决。
专业的逆向人员是绝对可以避免 app 开发者对 Cydia 的安装检测的，当然这种情况是 app 在市场上有很大的份量，被竞争对手拿来进行逆向分析，对这种情况，虚拟的识别基本毫无意义。个人建议，直接锁死停掉此手机 app 的接口服务。这里推荐一篇开发者如何识别苹果手机已经越狱[1]的文章。
/// 判断是否是越狱设备
/// - Returns: true 表示设备越狱
func isBrokenDevice() -> Bool {
var isBroken = false
let cydiaPath = "/Applications/Cydia.app"
let aptPath = "/private/var/lib/apt"
if FileManager.default.fileExists(atPath: cydiaPath) {
isBroken = true
}
if FileManager.default.fileExists(atPath: aptPath) {
isBroken = true
}
return isBroken
}
第二种：使用爱思助手
对于使用虚拟定位的场景，大多应该是司机或对接人员打卡了。而在这种场景下，就可能催生了一批专门以使用虚拟定位进行打卡薅羊毛的黑产。对于苹果手机，目前而言，能够很可以的实现的，当数爱思助手的虚拟定位功能了。
使用步骤： 下载爱思助手 mac 客户端，连接苹果手机，工具箱中点击虚拟定位，即可在地图上选定位，然后点击修改虚拟定位即可实现修改地图的定位信息。
原理： 在未越狱的设备上通过电脑和手机进行 USB 连接，电脑通过特殊协议向手机上的 DTSimulateLocation 服务发送模拟的坐标数据来实现虚假定位，目前 Xcode 上内置位置模拟就是借助这个技术来实现的。（文章来源[2]）
一、通过多次记录爱思助手的虚拟定位的数据发现，其虚拟的定位信息的经纬度的高度是为 0 且经纬度的数据位数也是值得考究的。真实定位和虚拟定位数据如下图：
仔细观察数据，不难发现，如果我们比对获取定位信息的高度，以及对经纬度的 double 位数也进行校验，虚拟定位的黑帽子就会轻易被破了。
那么如果我们比对虚拟定位的高度为 0 时，就认定为虚拟定位，那么就会产生一个疑问，真实海拔就是零的地点，如何解决？这里科普下中国的海拔零度位置，中国水准零点位于青岛市东海中路银海大世界内的“中华人民共和国水准零点”，是国内唯一的水准零点。唯一的水准零点。
同时，因为比对经纬度的 double 位数，发现虚拟定位的位数很明显不对，核对 swift 的 float 和 double 的位数精度发现，虚拟定位的经纬度数据只是敷衍的满足 double 精度位数，swift 的 float 有效位数是 7，double 的有效位数是 15。
当然这个比较的权重是相对高度比较低的，笔者刚刚更新爱思助手版本发现新版本经纬度有更详细，但是还是达不到 double 的有效位数级别。相对于目前的爱思助手的高度比较识别为虚拟定位，已经完全可以做到。
if location.altitude == 0.0 {
print("虚拟定位")
}
//位数作为判定的权重比，如果位数小于12(假定值,目前爱思助手的虚拟定位的此数据的位数是9)，判断为虚拟定位，
//危险慎用，但是作为小权重的异常数据记录还是可以的
let longitude = location.coordinate.longitude
let longitudeStr = "\(longitude)".components(separatedBy: ".").last ?? ""
print("经度的有效位数：\(longitudeStr.count)")
if longitudeStr.count < 12 {
print("虚拟定位")
}
二、把定位后的数据的经纬度上传给后台，后台再根据收到的经纬度获取详细的经纬度信息，对司机的除经纬度以外的地理信息进行深度比较，优先比较 altitude、horizontalAccuracy、verticalAccuracy 值，根据值是否相等进行权衡后，确定。
（一）通过获取公网 ip，大概再通过接口根据 ip 地址可获取大概的位置，但误差范围有点大。
//获取公网ip地址
var ipAddress: String? {
let ipUrl = URL(string: "https://ipof.in/txt")!
let ip = try? String.init(contentsOf: ipUrl, encoding: .utf8)
return ip
}
（二）通过 Wi-Fi 热点来读取 app 位置[3]
（三）利用 CLCircularRegion 设定区域中心的指定经纬度和可设定半径范围，进行监听。
代码简略实现：
manager = CLLocationManager()
//设置定位服务管理器代理
manager?.delegate = self
//设置定位模式
manager?.desiredAccuracy = kCLLocationAccuracyBest
//更新距离
manager?.distanceFilter = 100
//发送授权申请
manager?.requestWhenInUseAuthorization()
let latitude = 115.47560123242931
let longitude = 29.9757535600194
let centerCoordinate = CLLocationCoordinate2D(latitude: latitude, longitude: longitude)
let locationIDStr = ""
let clRegion = CLCircularRegion(center: centerCoordinate, radius: 100, identifier: locationIDStr)
manager?.startMonitoring(for: clRegion)
代理方法
func locationManager(_ manager: CLLocationManager, didEnterRegion region: CLRegion) {
}
func locationManager(_ manager: CLLocationManager, didExitRegion region: CLRegion) {
}
（四）通过 IBeacon 技术，使用 CoreBluetooth 框架下的 CBPeripheralManager 建立一个蓝牙基站。这种定位直接是端对端的直接定位，省去了 GPS 的卫星和蜂窝数据的基站通信。
代码简略实现：
func locationManager(_ manager: CLLocationManager, didRangeBeacons beacons: [CLBeacon], in region: CLBeaconRegion) {
for beacon in beacons {
var proximityStr: String = ""
switch beacon.proximity {
case .far:
proximityStr = "Unknown"
case .immediate:
proximityStr = "Immediate"
case .near:
proximityStr = "Near"
case .unknown:
proximityStr = "Unknown"
}
var beaconStr = "信号：" + beacon.proximityUUID.uuidString + "major:" + beacon.major.stringValue + "minor:" + beacon.minor.stringValue + "距离：" + beacon.accuracy + "信号：" + "\(Int64(beacon.rssi))" + "接近度：" + proximityStr
print("beacon信息: \(beaconStr)")
}
}
func locationManager(_ manager: CLLocationManager, rangingBeaconsDidFailFor region: CLBeaconRegion, withError error: Error) {
}
----------------------------------------------------------------------------------
//不能单独创建一个类遵守CBPeripheralManagerDelegate协议，需要先遵守NSObjectProtocol协议，这里直接继承NSObject
class CoreBluetoothManager:NSObject, CBPeripheralManagerDelegate {
//建立一个蓝牙基站。
lazy var peripheralManager: CBPeripheralManager = CBPeripheralManager(delegate: self, queue: DispatchQueue.main, options: nil)
lazy var region: CLBeaconRegion = {
guard let uuid = UUID(uuidString: "xxx") else {
return CLBeaconRegion()
}
let major: CLBeaconMajorValue = 1
let minor: CLBeaconMajorValue = 1
let id = "创建的蓝牙基站的名称"
let region = CLBeaconRegion(proximityUUID: uuid, major: major, minor: minor, identifier: id)
return region
}()
func peripheralManagerDidUpdateState(_ peripheral: CBPeripheralManager) {
switch peripheral.state {
case CBManagerState.poweredOn:
if let data = self.region.peripheralData(withMeasuredPower: nil) as? [String : Any] {
self.peripheralManager.startAdvertising(data)
}
case CBManagerState.poweredOff,
CBManagerState.resetting,
CBManagerState.unauthorized,
CBManagerState.unsupported,
CBManagerState.unknown:
break
}
}
func peripheralManagerDidStartAdvertising(_ peripheral: CBPeripheralManager, error: Error?) {
}
}
四（待完善）、 iOS防黑产虚假定位检测技术 文章的末尾附的解法本人有尝试过，一层一层通过 kvc 读取 CLLocation 的 _internal 的 fLocation，只能读取到到此。再通过 kvc 读取会报以下错误：
Expression can't be run, because there is no JIT compiled function
深入研究，在苹果的官方开发文档上发现了这个解释[4]，也有说设置 debug+ 优化策略的，但 iOS 默认 bug 环境就是 -Onone 级别的。其实主要原因貌似因为 JIT 的设置是在开发 mac 客户端的时候，才能在 Signing&Capabilities 的 Hardened Runtime 中找到。关于 Allow Execution of JIT-compiled Code 的设置（官方文章[5]）。最终只能卡到这里，若有大神能通过其他方式读取 CLLocation 的真实定位（这是极其完美的解决方案），还请不吝赐教。
附：
CLLocation 对象私有变量 _internal 实例对象的官方定义[6]：
@interface CLLocationInternal : NSObject {
struct {
int suitability;
struct {
double latitude;
double longitude;
} coordinate;
double horizontalAccuracy;
double altitude;
double verticalAccuracy;
double speed;
double speedAccuracy;
double course;
double courseAccuracy;
double timestamp;
int confidence;
double lifespan;
int type;
struct {
double latitude;
double longitude;
} rawCoordinate;
double rawCourse;
int floor;
unsigned int integrity;
int referenceFrame;
int rawReferenceFrame;
} fLocation;
CLLocationMatchInfo * fMatchInfo;
double fTrustedTimestamp;
}
@class NSData;
@interface CLLocationMatchInfo : NSObject <NSCopying, NSSecureCoding> {
id _internal;
}
@property (nonatomic,readonly) long long matchQuality;
@property (nonatomic,readonly) CLLocationCoordinate2D matchCoordinate;
@property (nonatomic,readonly) double matchCourse;
@property (nonatomic,readonly) int matchFormOfWay;
@property (nonatomic,readonly) int matchRoadClass;
@property (getter=isMatchShifted,nonatomic,readonly) BOOL matchShifted;
@property (nonatomic,copy,readonly) NSData * matchDataArray;
用代码判断 iOS 系统是否越狱的方法: https://www.huaweicloud.com/articles/7c6b8027253c4a97196d359840f638d9.html
[2]iOS 防黑产虚假定位检测技术: https://cloud.tencent.com/developer/article/1800531
[3]Wifi 定位原理及 iOS Wifi 列表获取: http://www.caojiarun.com/2017/01/iOS_Wifilist/
[4]Allow Execution of JIT-compiled Code Entitlement: https://developer.apple.com/documentation/bundleresources/entitlements/com_apple_security_cs_allow-jit
[5]Hardened Runtime: https://developer.apple.com/documentation/security/hardened_runtime
[6]_internal 实例对象的官方定义: https://github.com/nst/iOS-Runtime-Headers/blob/master/Frameworks/CoreLocation.framework/CLLocationInternal.h
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