最近在参加第八届全国大学生信息安全竞赛，成功杀入决赛。本人负责核心模块的hook，hook的实现还是用开源框架Xposed。其中的一个需求就是保护用户的敏感数据：当前位置信息。前期做了很多尝试都失败了，这里换一种角度思考，顿时眼前一亮。呵呵，不在这里扯淡了，开始进入正题。
LBS应用的定位原理
经常用微信、人人的用户会发现，这一类客户端有个比较有意思的功能，就是在你发状态的时候可以添加自己的位置，可以查找“附近的人”，而且定位得相对比较准确。即使不开启手机的GPS服务，它可以定位，用WiFi它仍然可以定位，用运营商的移动网络它依然可以定位，这个功能是不是很强大？
其实，像微信这一类应用的“找朋友”功能的实现上借助的是“基于位置的服务”(Location Based Service，LBS)，它是通过电信移动运营商的无线电通讯网络（如GSM网、CDMA网、WIFI热点）或外部定位方式(如GPS)获取到用户实时所在的地理位置（地理坐标），在GIS(Geographic Information System，地理音讯系统)平台的支持下，为用户提供相应服务的一种功能。
LBS是借助手机基站来实现定位。每座手机基站都有自己的独立编号，手机在开机状态下会同时接收到多座基站的信号，往常打电话时它与只其中信号最佳的一座基站建立通讯衔接，但在需求定位时就会丈量周边3个或更多的基站信号，根据三角定位法，推算出手机所处的位置。
可以把手机基站的覆盖范围想像成一个个以基站为圆心的圆，需要定位时，手机就向周边多座基站发送测量信号，并计算这些测量信号抵达基站所需要的时间，推算出手机距离基站的直线距离，再经过数学运算，手机位置坐标就可由3个基站圆的交点来确定。手机定位的准确度与基站密度、现场环境有很大联系，市区内精度范围大致在200米左右，郊区精度范围大致在1000米~2000米左右，随着技术的不时开展，基站的密度增加。在某有些场所下，手机定位的精度已能到达50米。不过，我个人还是不是很理解这种三点定位的方式，呵呵。
原理部分已经介绍完毕，下面就进入我们的正题，如何拦截你的位置，that is a question……
拦截的思路
其实思路比较简单，既然已经知道LBS定位的原理是借助手机基站来实现的。每座手机基站都有自己的独立编号，手机在开机状态下会同时接收到多座基站的信号，在定位时会就会丈量周边neighbour基站的信号，然后利用三角定位的方式，推算出手机所处的位置。所以这类应用在定位的时候，会尝试读取周围基站的信号，那么我们可以这样思考，我们可以尝试着Hook安卓操作系统中有关该基站、网络定位的部分，将其内容全部置空。然后迫使该类应用只能通过GPS来实现定位，那么，我们可以考虑向相关的GPS接口中传入一个假的经纬度的值就可以实现完美的拦截。研究一下Android操作系统中有个基站、网络、GPS定位的源码[这里推荐几个网站，一个是GrepCode，一个是AndroidXref，这两个网站提供Android操作系统各个版本的源码，很强大，为广大程序员“Read the fucking source code”提供了很大的方便，呵呵]。仔细研究一下，会发现需要拦截的东西确实不多，主要是android.net.wifi.WifiManager类的getScanResults方法、android.telephony.TelephonyManager类的getCellLocation和getNeighboringCellInfo方法、以及android.location.LocationManager类的requestLocationUpdates方法、getGpsStatus方法。
需要多说一句，开发安全方面的应用，缺少不了一款开源神器Xprivacy，这款神器可以实时查看每个应用的调用过程，甚至内部的调用函数，可以为开发者寻找解决方案提供很有价值的参考信息，减少不少阻力。下面给出核心的编码实现，主要是针对微信、人人、QQ等提供LBS服务的应用。效果就是修改自己当前的位置信息，制造一个假的地理位置信息。
编码实现
核心实现的源码如下：
package com.whu.gpshook;
import de.robv.android.xposed.*;
import de.robv.android.xposed.XC_MethodHook.MethodHookParam;
import de.robv.android.xposed.callbacks.XC_LoadPackage.LoadPackageParam;
import de.robv.android.xposed.XposedBridge;
import android.app.Activity;
import android.location.GpsSatellite;
import android.location.GpsStatus;
import android.location.Location;
import android.location.LocationListener;
import android.location.LocationManager;
import android.os.Binder;
import android.util.Log;
import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Modifier;
import java.lang.reflect.Proxy;
import java.util.HashMap;
import java.util.Iterator;
/**
* @author Li Jiansong
* @date:2015-7-15 上午10:39:39
* @version :
*
*借助Xprivacy应用查看各个类的调用过程
*hook com.tencent.mm
*android.net.wifi.WifiManager的getScanResults
*android.telephony.TelephonyManager的getCellLocation和getNeighboringCellInfo方法
*android.location.LocationManager的requestLocationUpdates方法、getGpsStatus方法
*
*北京经纬度：(116.449535,39.862559)
*
*/
public class GPSHooker implements IXposedHookLoadPackage{
private final String TAG = "Xposed";
private LoadPackageParam mLpp;
private static Share share = new Share();
public void log(String s){
Log.d(TAG, s);
XposedBridge.log(s);
}
//不带参数的方法拦截
private void hook_method(Class<?> clazz, String methodName, Object... parameterTypesAndCallback)
{
try {
XposedHelpers.findAndHookMethod(clazz, methodName, parameterTypesAndCallback);
} catch (Exception e) {
XposedBridge.log(e);
}
}
//不带参数的方法拦截
private void hook_method(String className, ClassLoader classLoader, String methodName,
Object... parameterTypesAndCallback)
{
try {
XposedHelpers.findAndHookMethod(className, classLoader, methodName, parameterTypesAndCallback);
} catch (Exception e) {
XposedBridge.log(e);
}
}
//带参数的方法拦截
private void hook_methods(String className, String methodName, XC_MethodHook xmh)
{
try {
Class<?> clazz = Class.forName(className);
for (Method method : clazz.getDeclaredMethods())
if (method.getName().equals(methodName)
&& !Modifier.isAbstract(method.getModifiers())
&& Modifier.isPublic(method.getModifiers())) {
XposedBridge.hookMethod(method, xmh);
}
} catch (Exception e) {
XposedBridge.log(e);
}
}
@Override
public void handleLoadPackage(LoadPackageParam lpp) throws Throwable {
// TODO Auto-generated method stub
mLpp = lpp;
share.reloadX();
HashMap<String, String> gpslist=share.getallX("gps");
XposedBridge.log("----------gps"+gpslist.toString());
if(gpslist.containsKey(mLpp.packageName))
return;
XposedBridge.log("-----------没有保护，所以获取是假地址："+mLpp.packageName);
hook_method("android.net.wifi.WifiManager", mLpp.classLoader, "getScanResults",
new XC_MethodHook(){
/**
* Android提供了基于网络的定位服务和基于卫星的定位服务两种
* android.net.wifi.WifiManager的getScanResults方法
* Return the results of the latest access point scan.
* @return the list of access points found in the most recent scan.
*/
@Override
protected void afterHookedMethod(MethodHookParam param)
throws Throwable {
// TODO Auto-generated method stub
//super.afterHookedMethod(param);
param.setResult(null);//return empty ap list, force apps using gps information
}
});
hook_method("android.telephony.TelephonyManager", mLpp.classLoader, "getCellLocation",
new XC_MethodHook(){
/**
* android.telephony.TelephonyManager的getCellLocation方法
* Returns the current location of the device.
* Return null if current location is not available.
*/
@Override
protected void afterHookedMethod(MethodHookParam param)
throws Throwable {
// TODO Auto-generated method stub
//super.afterHookedMethod(param);
param.setResult(null);//return empty cell id list
}
});
hook_method("android.telephony.TelephonyManager", mLpp.classLoader, "getNeighboringCellInfo",
new XC_MethodHook(){
/**
* android.telephony.TelephonyManager类的getNeighboringCellInfo方法
* Returns the neighboring cell information of the device.
*/
@Override
protected void afterHookedMethod(MethodHookParam param)
throws Throwable {
// TODO Auto-generated method stub
//super.afterHookedMethod(param);
param.setResult(null);//// return empty neighboring cell info list
}
});
hook_methods("android.location.LocationManager", "requestLocationUpdates",
new XC_MethodHook() {
/**
* android.location.LocationManager类的requestLocationUpdates方法
* 其参数有4个：
* String provider, long minTime, float minDistance,LocationListener listener
* Register for location updates using the named provider, and a pending intent
*/
@Override
protected void beforeHookedMethod(MethodHookParam param) throws Throwable {
if (param.args.length == 4 && (param.args[0] instanceof String)) {
//位置监听器,当位置改变时会触发onLocationChanged方法
LocationListener ll = (LocationListener)param.args[3];
Class<?> clazz = LocationListener.class;
Method m = null;
for (Method method : clazz.getDeclaredMethods()) {
if (method.getName().equals("onLocationChanged")) {
m = method;
break;
}
}
try {
if (m != null) {
// mSettings.reload();
Object[] args = new Object[1];
Location l = new Location(LocationManager.GPS_PROVIDER);
// double la = Double.parseDouble(mSettings.getString("latitude", "-10001"));
// double lo = Double.parseDouble(mSettings.getString("longitude","-10001"));
double la=39.862559;//帝都的经纬度
double lo=116.449535;
l.setLatitude(la);
l.setLongitude(lo);
args[0] = l;
//invoke onLocationChanged directly to pass location infomation
m.invoke(ll, args);
XposedBridge.log("fake location: " + la + ", " + lo);
}
} catch (Exception e) {
XposedBridge.log(e);
}
}
}
});
hook_methods("android.location.LocationManager", "getGpsStatus",
new XC_MethodHook(){
/**
* android.location.LocationManager类的getGpsStatus方法
* 其参数只有1个：GpsStatus status
* Retrieves information about the current status of the GPS engine.
* This should only be called from the {@link GpsStatus.Listener#onGpsStatusChanged}
* callback to ensure that the data is copied atomically.
*
*/
@Override
protected void afterHookedMethod(MethodHookParam param) throws Throwable {
GpsStatus gss = (GpsStatus)param.getResult();
if (gss == null)
return;
Class<?> clazz = GpsStatus.class;
Method m = null;
for (Method method : clazz.getDeclaredMethods()) {
if (method.getName().equals("setStatus")) {
if (method.getParameterTypes().length > 1) {
m = method;
break;
}
}
}
//access the private setStatus function of GpsStatus
m.setAccessible(true);
//make the apps belive GPS works fine now
int svCount = 5;
int[] prns = {1, 2, 3, 4, 5};
float[] snrs = {0, 0, 0, 0, 0};
float[] elevations = {0, 0, 0, 0, 0};
float[] azimuths = {0, 0, 0, 0, 0};
int ephemerisMask = 0x1f;
int almanacMask = 0x1f;
//5 satellites are fixed
int usedInFixMask = 0x1f;
try {
if (m != null) {
m.invoke(gss,svCount, prns, snrs, elevations, azimuths, ephemerisMask, almanacMask, usedInFixMask);
param.setResult(gss);
}
} catch (Exception e) {
XposedBridge.log(e);
}
}
});
}
}
效果演示
本人的真实地理位置信息是在湖北武汉：
打开微信客户端，查看自己当前位置，可以发现显示的是帝都的位置：
打开人人，查找附近的人，也是在帝都：
工程源码
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