获取root权限及破解原理分析

如今Android系统的root破解基本上成为大家的必备技能！网上也有非常多中一键破解的软件，使root破解越来越easy。可是你思考过root破解的原理吗？root破解的本质是什么呢？难道是利用了Linux kernal的漏洞吗？本文将简单对root的破解原理进行分析。

网上非常多root教程所使用的都是rageagainstthecage程序，今天下载了rageagainstthecage.c源程序看了一下，大致理解了获取root权限的基本过程和原理。
首先简单解释一下什么是root过的手机（Android系统），所谓root过的手机就是我们能够以root的权限执行各种程序，进而全然控制系统。
由于官方系统基于安全原因，默认程序的执行都是以非root用户执行的，包含adbd进程。adbd进程是手机中执行的一个守护进程，他负责解释并执行PC传送过来的命令，
该进程由init进程创建，可是创建后自身通过调用setuid()系统调用设置执行的用户为shell用户。所以我们在手机中执行ps命令看到的adbd进程都是以shell用户身份执行的。
获取root权限的关键是想办法让adbd进程又一次以root身份执行，这样通过电脑传送过来的命令也就行以root身份执行了。
众所周知，Android系统用的是linux的内核，在linux中，对于用户最大同意执行的进程数有限制，所以rageagainstthecage程序在执行后先结束当前的adbd进程，
然后init进程会又一次启动新的adbd进程。可是rageagainstthecage程序同一时候会创建大量的子进程，这些子进程默认都是shell用户身份，从而使得shell用户拥有的进程数达到最大值，这就使得新启动的adbd进程调用setuid()系统调用失败，由于shell用户的进程数已满，adbd无法把自己执行的用户设置为shell用户，从而保持在刚创建时的root用户身份中执行。
这时候我们在电脑中运行adb shell命令时发现已经进入root shell了。
从上面的分析我们可以知道：要可以root成功必须满足两点：
1、系统必须已经设置每一个用户同意执行的最大进程数（官方的Android2.1、2.2好像都已经设置，2.3的不是非常清楚）。
2、必需要在新启动的adbd进程调用setuid()系统调用前创建足够多的进程数。可是由于系统进程调度的随机性，并不能保证每一次都能满足这个要求，这也就是为什么网上说多试几次就会成功。
运行完rageagainstthecage程序后事实上已经获得了root权限，可是每次这么做很麻烦，所以还应该设置一些永久性的东西，主要是上传几个程序到系统并设置对应权限，这几个程序各自是：
su－－使得非root用户可以以root身份执行程序。
busybox－－系统工具包，包括非常多的系统使用工具。
SuperUser.apk－－授权管理软件包，为须要root身份执行的程序授权。

网上下的一键root包事实上也就是把上面的工作制作成脚本让它自己主动运行罢了。

网上有一篇文章已经对root破解的基本原理进行了简介，大家能够先參考一下《》，本文仅仅能说对root原理进行了方向性的描写叙述，可是在一些详细的方面没有描写叙述清楚。本文将会对其进行一些必要的扩展和补充。

     假设你进行过程序开发，在root过的手机上面获得root权限的代码例如以下：

   1: Process process = Runtime.getRuntime().exec("su");

   2: DataOutputStream os = new DataOutputStream(process.getOutputStream());

   3: ......

   4: os.writeBytes("exit\n");

   5: os.flush();

     从上面代码我们能够看到首先要执行su程序，事实上root的秘密都在su程序中，《》中讲到Android系统默认的su程序仅仅能root和shell能够用执行su，这个是安全的。假设把这个限制拿掉，就是root破解了！

     以下我们细致分析一下程序是如何获得root权限的，假设对Linux的su命令熟悉的朋友可能知道su程序都设置SUID位，我们查看一下我的手机（已经root破解）上的su权限设置，

      我们发现su的全部者和全部组都是root，是事实上是busybox的软链接，我们查看busybox的属性发现，其设置了SUID和SGID，而且全部者和全部组都是root。SUID和SGID的作用是什么呢？假设你不太清楚，请參考《Linux进程的实际用户ID和有效用户ID》，这样执行busybox的普通用户，busybox执行过程中获得的是root的有效用户。su程序则是把自己启动一个新的程序，并把自己权限提升至root（我们前面提到su事实上就是busybox，执行期它的权限是root，当然也有权限来提升自己的权限）。

     再强调一下不光root手机上su须要设置SUID，全部的Linux系统上的su程序都须要设置SUID位。请參考一下UCserver的su的权限情况：

     我们发现su也设置了SUID位，这样普通用户也能够执行su程序，su程序会验证rootpassword，假设正确su程序能够把用户权限提高的root（由于其设置SUID位，执行期是root权限，这样其有权限提升自己的权限）。

     这样我们就能够看出事实上Android系统的破解的根本原理就是替换掉系统中的su程序，由于系统中的默认su程序须要验证实际用户权限（仅仅有root和shell用户才有权执行系统默认的su程序，其它用户执行都会返回错误）。而破解后的su将不检查实际用户权限，这样普通的用户也将能够执行su程序，也能够通过su程序将自己的权限提升。

     到这里大家对root破解不感到神奇了吧。root破解没有利用什么Linux内核漏洞（Linux内核不可能有这么大的漏洞存在），能够理解成root破解就是在你系统中植入“木马su”，说它是“木马”一点儿都不为过，假如恶意程序在系统中执行也能够通过su来提升自己的权限的这种结果将会是灾难性的。所以普通情况下root过手机都会有一个SuperUser应用程序来让用户管理同意谁获得root权限，也算是给系统加了一层保险吧！

Android的应用程序入口肯定是Java程序。应用程序的启动者是由系统暂时依据Androidmanifest.xml中定义的权限而创建的暂时用户。而不像linux那样是使用登陆者的身份启动，从而使得进程具有登陆者的全部权限。这也是Android的安全机制之中的一个。新的权限机制也带来新的问题，Android给应用程序的权限是按功能来分，java尽管能够訪问文件系统。但因为应用程序本身是暂时用户启动，这个暂时用户权限十分有限。因此诞生了<越狱/root机器>这种产物事实上root机器不是真正能让你的应用程序具有root权限。它原理就跟linux下的像sudo这种命令。在系统的bin文件夹下放个su程序并属主是root并有suid权限。则通过su运行的命令都具有Android root权限。
Su的源码网上也有，有兴趣的同学去google下。
当然使用暂时用户权限想把su拷贝的/system/bin文件夹并改属性并非一件easy的事情。这里用到2个工具跟2个命令。工具就是busybox。不熟悉的同学能够去网上google下。这个太有名了我就不多说了。把busybox复制到你有权限訪问的文件夹然后给他赋予4755权限，你就能够用它做非常多事了。当然busybox仅仅能不能提升权限，真正提升权限的是ratc这个程序，这个程序中一键root包里面能够找到，作用是rooting在adb的shell。
网上介绍Ratc的文章不多，它是rage against the cage 的缩写。是真正的提升权限的破解程序。尽管我没看过源码，但预计是利用adb源码部分内容来实现的，原理预计跟模拟器使用adb shell登陆能够获得root shell差点儿相同。（由于它执行须要adb连接才会成功）。使用busybox前先执行ratc，这样执行busybox的UID将是0，也就是root。首先把system文件夹改成可读性的：busybox mount -o remount,rw /system，当然你还不能改以下的文件，由于system下文件的全部者都不是你。但你能够偷梁换柱把system下的文件夹给换掉。使用命令Busybox mount -t tmpfs none /system/xbin，呵呵这下xbin文件夹你随便写了。
将su跟busybox弄过去cp /data/data/xxx/su /system/xbin。然后赋权限chmod 4755 /system/xbin/su。/然后使文件夹生效busybox --install -s /system/xbin，
别忘善后busybox mount -o remount,ro /system去掉system可写。这样仅仅是暂时的，仅仅能用su跟busybox能运行一些原来系统没有权限运行的命令而已。当系统重新启动后/system/xbin又变为原来的文件。真正要改系统的话须要自己写内核代码（相当于windows的驱动程序）。内核文件拥有全部权限。使用busybox命令insmod /data/data/xxx/xxx.ko装载内核文件，你想干嘛就能够干嘛了。
当然我们不是搞破解的不是必需去改别人的机器，我们仅仅是想让自己应用程序具有root权限而已。所以暂时的su就能够了。我们用c++写一个可运行文件。使用socket能够跟java的程序通讯。然后将须要使用root权限才干运行的代码放在c++程序里，然后java程序中创建新的su进程，将c++程序带全路径作为參数1。启动后就能够通过socket调用c++函数去运行你想干的事了。
最后程序运行完了别忘了善后busybox umount /system/xbin。
最后说说要注意的事情，假设机器已经拥有Android root权限的话就不须要做这些事情了，但root过的机器都有装有个权限管理的程序。会弹出对话框。但这个程序管理能力有限，假设不想让他弹出的话。或许能够通过改su文件名称来解决。有兴趣的同学最好还是试试。

SuperOneClick 获取 Root 权限的原理

List of devices attached 0123456789ABCDEF    device