NDK集成OLLVM模块流程记录

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集成流程

具体的编译NDK的LLVM的流程可参考文章：

获取 ollvm 混淆部分代码：

1. 复制混淆部分 pass 到 llvm12 中：

   1 2 3

   flounder / llvm / include / llvm / Transforms / Obfuscation  - > toolchain / llvm - project / llvm / include / llvm / Transforms / Obfuscation   flounder / llvm / lib / Transforms / Obfuscation - > toolchain / llvm - project / llvm / lib / Transforms / Obfuscation

2. 添加下面这行到 llvm-project\llvm\lib\Transforms\CMakeLists.txt 的第13行:

   1	add_subdirectory(Obfuscation)

   

3. 添加下面这行到 llvm-project\llvm\lib\Transforms\IPO\CMakeLists.txt 的 73 行：

   1	Obfuscation

   

4. 在 llvm-project\llvm\lib\Transforms\IPO\PassManagerBuilder.cpp 导入头文件：

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   #include "llvm/Transforms/Obfuscation/BogusControlFlow.h" #include "llvm/Transforms/Obfuscation/Flattening.h" #include "llvm/Transforms/Obfuscation/Split.h" #include "llvm/Transforms/Obfuscation/Substitution.h" #include "llvm/Transforms/Obfuscation/CryptoUtils.h" #include "llvm/Transforms/Obfuscation/StringObfuscation.h"

   

   在同一个文件的第 93 行：

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   / / Flags for obfuscation static cl::opt<std::string> Seed( "seed" , cl::init(" "), cl::desc(" seed for the random")); static cl::opt<std::string> AesSeed( "aesSeed" , cl::init(" "), cl::desc(" seed for the AES - CTR PRNG")); static cl::opt< bool > StringObf( "sobf" , cl::init(false), cl::desc( "Enable the string obfuscation" ));   static cl::opt< bool > Flattening( "fla" , cl::init(false), cl::desc( "Enable the flattening pass" )); static cl::opt< bool > BogusControlFlow( "bcf" , cl::init(false), cl::desc( "Enable bogus control flow" )); static cl::opt< bool > Substitution( "sub" , cl::init(false), cl::desc( "Enable instruction substitutions" )); static cl::opt< bool > Split( "split" , cl::init(false), cl::desc( "Enable basic block splitting" )); / / Flags for obfuscation

   

   在同一个文件的第 569 行：

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   //obfuscation related pass MPM.add(createSplitBasicBlockPass(Split)); MPM.add(createBogusPass(BogusControlFlow)); MPM.add(createFlatteningPass(Flattening)); MPM.add(createStringObfuscationPass(StringObf)); MPM.add(createSubstitutionPass(Substitution));

   

5. 在 llvm-project\llvm\lib\Transforms\Obfuscation\StringObfuscation.cpp 文件：

   在第 10 行把 #include "llvm/IR/CallSite.h" 改为 #include "llvm/IR/AbstractCallSite.h"

   

   在第 15 行加入：

   1	#include "llvm/IR/Instructions.h"

   

   在同一个文件的第 174 处（共三处地方）：

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   LoadInst * ptr_19 = new LoadInst(gvar - >getType() - >getArrayElementType(),                                  gvar, "", false, label_for_body); ptr_19 - >setAlignment(Align( 8 )); ... LoadInst * int8_20 = new LoadInst(ptr_arrayidx - >getType() - >getArrayElementType(), ptr_arrayidx, "", false, label_for_body); int8_20 - >setAlignment(Align( 1 )); ... void_21 - >setAlignment(Align( 1 ));

   

6. 在 llvm-project\llvm\lib\Transforms\Obfuscation\Substitution.cpp 文件的第 215 行：

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   // Implementation of a = -(-b + (-c)) void Substitution::addDoubleNeg(BinaryOperator *bo) {    BinaryOperator *op, *op2 = NULL;    UnaryOperator *op3, *op4;    if (bo->getOpcode() == Instruction::Add) {      op = BinaryOperator::CreateNeg(bo->getOperand(0), "" , bo);      op2 = BinaryOperator::CreateNeg(bo->getOperand(1), "" , bo);      op = BinaryOperator::Create(Instruction::Add, op, op2, "" , bo);      op = BinaryOperator::CreateNeg(op, "" , bo);      bo->replaceAllUsesWith(op);      // Check signed wrap      //op->setHasNoSignedWrap(bo->hasNoSignedWrap());      //op->setHasNoUnsignedWrap(bo->hasNoUnsignedWrap());    } else {      op3 = UnaryOperator::CreateFNeg(bo->getOperand(0), "" , bo);      op4 = UnaryOperator::CreateFNeg(bo->getOperand(1), "" , bo);      op = BinaryOperator::Create(Instruction::FAdd, op3, op4, "" , bo);      op3 = UnaryOperator::CreateFNeg(op, "" , bo);      bo->replaceAllUsesWith(op3);    }   }

   

   在第 319 行（原 299 行）修改 Substitution::subNeg 函数

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   // Implementation of a = b + (-c) void Substitution::subNeg(BinaryOperator *bo) {    BinaryOperator *op = NULL;      if (bo->getOpcode() == Instruction::Sub) {      op = BinaryOperator::CreateNeg(bo->getOperand(1), "" , bo);      op = BinaryOperator::Create(Instruction::Add, bo->getOperand(0), op, "" , bo);      // Check signed wrap      //op->setHasNoSignedWrap(bo->hasNoSignedWrap());      //op->setHasNoUnsignedWrap(bo->hasNoUnsignedWrap());    } else {      auto op1 = UnaryOperator::CreateFNeg(bo->getOperand(1), "" , bo);      op = BinaryOperator::Create(Instruction::FAdd, bo->getOperand(0), op1, "" , bo);    }    bo->replaceAllUsesWith(op); }

   

7. 在文件 llvm-project\llvm\lib\Transforms\Obfuscation\BogusControlFlow.cpp文件 380 添加：

   1	UnaryOperator *op2;

   

   在同一个文件的 422 行：

   1	case 1: op2 = UnaryOperator::CreateFNeg(i->getOperand(0),*var,&*i);

   

   在同一个文件的 573 行：

   1 2	opX = new LoadInst (x->getType()->getElementType(), (Value *)x, "" , (*i)); opY = new LoadInst (x->getType()->getElementType(), (Value *)y, "" , (*i));

   

   在文件 llvm-project\llvm\include\llvm\InitializePasses.h 的第 453 行添加：

   1	void initializeFlatteningPass(PassRegistry&);

   

   在文件 llvm-project\llvm\lib\Transforms\Obfuscation\Flattening.cpp 的 17 行添加：

   1	#include "llvm/InitializePasses.h"

   

   在相同文件的 123 修改:

   1	load = new LoadInst(switchVar->getType()->getElementType(), switchVar, "switchVar" , loopEntry);

   

   在相同文件的 239 修改：
   

混淆效果

Android.mk的参数配置(全局)：

指定函数(局部):

CMakeLists.txt 的参数配置(全局)：

指定函数混淆（局部）：

总结

这里只是参考网上的帖子对 ollvm 整个源码下载，到编译集成到特定的 NDK 版本的过程做一个学习记录，但具体每个 pass 的性能、具体的防护效果、以及可能存在的问题在这里是暂还没深入考究，这个系列待后续继续待补充完善。

同时这块的源码、以及编译产物因体积较大，读者感兴趣可通过关注微信公众号《Android安全工程》回复关键字 ollvm 获取相关下载链接。

参考资料