一、这篇论文在做什么
一句话总结:在三星Galaxy A32(Android 13)上,完成Root →隐藏Root → 测试银行App能不能发现Root。
这个过程分成三大阶段:
阶段1:获取Root权限(Bootloader解锁 → 固件下载 → Magisk补丁 → 刷机) ↓阶段2:隐藏Root状态(Shamiko模块 + Zygisk DenyList + SafetyNet修复) ↓阶段3:验证效果(测试25个银行App的Root检测是否被绕过)
下面逐步拆解每个操作。
二、阶段1:获取Root权限(完整操作流程)
前提条件
论文用的硬件和软件环境:
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| Magisk Manager、Shamiko模块、LSPosed |
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| ODIN(三星专用刷机工具)、ADB/Fastboot驱动 |
Step1:解锁Bootloader(引导程序)
这是什么? Bootloader是手机开机时最先运行的程序,负责加载操作系统。默认状态下,Bootloader是锁定的——它只允许加载三星官方签名的系统镜像。要刷入修改过的系统文件,必须先解锁Bootloader。
具体操作:
1. 打开手机 → 设置 → 关于手机 → 连续点击"版本号"7次 → 弹出提示"您已进入开发者模式"2. 返回设置 → 开发者选项 → 打开两个开关: ✅ OEM解锁(允许解锁引导程序) ✅ USB调试(允许电脑通过USB控制手机)3. 关机→ 同时按住 音量减键 + 电源键 → 进入Fastboot模式 (屏幕会显示一个警告页面,和正常开机画面不同)4. 用USB线连接电脑 → 在电脑命令行输入: fastboot oem unlock (手机屏幕会弹出确认提示,按音量上键确认)
解锁后果:
- ⚠️ 每次开机会显示"Bootloader已解锁"的警告
- ⚠️ 部分三星手机解锁后会永久熔断Knox计数器(无法恢复)
为什么改机需要这一步? 因为不解锁Bootloader,就无法刷入修改过的固件。这是整个Root链条的第一把钥匙。
Step 2:下载官方固件
这是什么? 从三星固件网站下载这台手机对应型号和地区的完整官方固件包。
具体操作:
1. 打开 SamMobile 网站(samfw.com 或 sammobile.com)2. 输入手机型号 SM-A32-F,选择对应的地区/运营商版本3. 下载完整固件包(通常是一个.zip文件,大小约5-8GB)4. 解压固件包,里面有4-5个文件: ├── AP_xxxxx.tar.md5 ← 系统分区(Android系统本体)★ 这是要修改的文件 ├── BL_xxxxx.tar.md5 ← Bootloader分区 ├── CP_xxxxx.tar.md5 ← 基带/通信模块 ├── CSC_xxxxx.tar.md5 ← 运营商配置 └── HOME_CSC_xxx.tar.md5 ← 运营商配置(保留用户数据版本)
为什么需要官方固件? 因为Magisk的Root方式是修改AP文件中的boot.img(启动镜像)。它不是直接往手机里"注入"什么东西,而是先在电脑上把官方的boot.img打上补丁,然后把修改过的boot.img刷回手机。这就是"systemless root"(无系统修改Root)的核心思路——不动/system分区,只改boot镜像。
Step 3:用Magisk打补丁(AP文件Patch)
这是什么? 把官方固件的AP文件传到手机上,用Magisk Manager修改它,生成一个带Root权限的新AP文件。
具体操作:
1. 在手机上安装 Magisk Manager(从magiskmanager.com 下载APK)2. 把电脑上解压出来的 AP_xxxxx.tar.md5 文件传到手机上 (通过USB数据线或云盘传输,文件约5GB)3. 打开 Magisk Manager → 点击"安装" → 选择"选择并修补一个文件"4. 找到刚才传到手机上的 AP 文件,选中它5. Magisk开始打补丁(大约需要5-10分钟)→ 完成后会在手机的Download 文件夹生成一个新文件: magisk_patched_xxxxx.tar6. 把这个打过补丁的文件传回电脑
Magisk在补丁过程中做了什么?
这是整个Root的核心技术环节。Magisk的补丁过程实际上做了以下事情:
原始 AP 文件└── boot.img(启动镜像) ├── kernel(Linux内核) ├── ramdisk(初始内存盘) │├── init(初始化进程) │ └── 其他系统文件 └── 其他组件↓ Magisk 补丁 ↓修改后的 AP 文件 └── boot.img(已修改) ├── kernel(不变) ├── ramdisk(已修改) │ ├── init → magiskinit(Magisk替换了init进程) │ ├── magisk二进制文件(提供su命令) │ └── 其他系统文件(不变) └── 其他组件
关键点:Magisk把系统的init进程替换成了自己的magiskinit。 手机开机时,magiskinit最先运行,它在系统启动之前就设置好了Root环境,然后再把控制权交给真正的init。这样做的好处是:
- /system分区完全没有被修改(dm-verity验证不会失败)
- Root权限是通过一个叫
magiskd的守护进程提供的,而不是传统的su二进制文件 - 所有修改都在boot.img的ramdisk中,不触及系统文件
这就是为什么叫**"systemless root"(无系统修改Root)**——它比传统Root(直接往/system里放su文件)更隐蔽。
Step 4:用ODIN刷入修改后的固件
这是什么? ODIN是三星官方的刷机工具(泄露版),用来把固件文件刷入手机的各个分区。
具体操作:
1. 手机关机 → 同时按住 音量减键 + Home键 + 电源键 → 进入Download模式(也叫Odin模式) (屏幕会显示一个绿色/蓝色的下载图标)2. 用USB线连接电脑3. 在电脑上打开 ODIN 工具,确认ODIN识别到了手机 (左上角的COM端口会变成蓝色或绿色)4. 在ODIN中分别加载4个文件: ┌─────────────────────────────────────────────┐ │ BL → 选择原始的BL_xxxxx.tar.md5 │ │ AP → 选择 magisk_patched_xxxxx.tar ★修改过的│ │ CP → 选择原始的 CP_xxxxx.tar.md5 │ │ CSC → 选择原始的 HOME_CSC_xxx.tar.md5 │ └─────────────────────────────────────────────┘ 注意:只有AP文件是修改过的,其他三个都用原始文件5. 点击 Start(开始刷机) → 等待大约10-15分钟 → ODIN显示 PASS(绿色)= 刷机成功6. 手机自动重启(第一次启动会比较慢,约3-5分钟)
1. 打开 Magisk Manager → 查看"已安装"版本号 → 如果显示版本号(如v27.0),说明Root成功2. 或者安装一个 Root Checker App → 点击"验证Root" → 如果显示"恭喜!Root访问已正确安装",确认成功
到这里,阶段1完成——手机已经获得了Root权限。但此时任何Root检测工具(包括银行App)都能轻松发现Root状态。接下来进入阶段2:隐藏Root。
三、阶段2:隐藏Root状态(核心技术)
获得Root权限只是第一步。如果银行App一打开就检测到Root然后拒绝运行,Root就没有实战意义。所以需要让特定App"看不到"Root的存在。
论文测试了4种Root隐藏方法,从旧到新:
方法1:MagiskHide(已过时)
原理: MagiskHide是Magisk早期内置的Root隐藏功能。它的核心思路是:
正常情况: 银行App调用 → 系统API → 返回"设备已Root"MagiskHide介入后: 银行App调用 → MagiskHide拦截 → 伪造返回"设备未Root"
具体来说,MagiskHide做了以下事情:
- 把Magisk Manager自身伪装成一个随机包名的普通App(比如把
com.topjohnwu.magisk改成com.random12345.app) - 对指定的App,隐藏
/sbin/su、/system/bin/su等Root相关文件的存在 - 对指定的App,修改
/proc/mounts的内容,隐藏Magisk的挂载点
现状: MagiskHide在Android 11之后逐渐失效,因为Google更新了检测机制。Magisk v24以后已经移除了MagiskHide,用Zygisk + DenyList取代。
方法2:Zygisk DenyList(当前主流方法之一)
原理: Zygisk是Magisk v24引入的新架构。"Zygisk"= Magisk注入到了Zygote进程中。
背景知识:什么是Zygote?
Android启动流程: init进程 → Zygote进程 → 所有App进程Zygote是Android系统中所有App的"母进程"。每当你打开一个App,系统不是从零创建一个新进程,而是从Zygote进程"fork"(复制)出一个子进程。所以Zygote中有的东西,所有App进程中都有。
1. Magisk把自己的代码注入到Zygote进程中2. 每当一个新App启动(从Zygote fork出来时): → 检查这个App是否在"DenyList"中 如果不在DenyList中:→ Magisk模块正常加载,App可以使用Root权限 如果在DenyList中(比如银行App): → Magisk主动"撤回"自己的所有修改 → 这个App的进程中看不到任何Magisk/Root的痕迹 → 对这个App来说,设备就像从未被Root过一样
1. 打开 Magisk Manager → 设置 → 打开 "Zygisk"2. 打开 "配置 DenyList"3. 在App列表中,勾选你要隐藏Root的App: ✅ 某银行App ✅ Google Play Store(为了通过SafetyNet) ✅ Google Play Services ✅ 其他需要隐藏Root的App4. 重启手机
方法3:Shamiko模块(论文重点测试的方法)
原理: Shamiko是一个第三方Magisk模块,专门用来增强Root隐藏能力。它比Zygisk DenyList更强,因为它解决了DenyList的一个根本矛盾:
DenyList的矛盾: DenyList的设计初衷是"对列表中的App,不加载Magisk模块" 但它只是不加载模块,Root本身的一些痕迹(如magiskd守护进程、 特定的SELinux上下文)仍然存在,高级检测可以发现Shamiko的解决方案: Shamiko不仅不加载模块,还主动清理所有Root痕迹: -隐藏magiskd守护进程 - 恢复正常的SELinux上下文 - 隐藏Magisk的挂载点 - 伪造/proc下的各种信息 - 隐藏Zygisk注入的痕迹本身
1. 下载 Shamiko 模块的ZIP文件 (从 GitHub: LSPosed/LSPosed.github.io/releases 下载)2. 打开 Magisk Manager → 模块 → 从本地安装 → 选择下载的 Shamiko ZIP文件 → 等待安装完成3. 重要设置:在Magisk设置中: ✅ Zygisk:打开❌ 配置排除列表(DenyList):关闭 (注意:Shamiko要求DenyList功能本身是关闭的,但仍然使用DenyList的列表来决定对哪些App隐藏Root)4. 在DenyList中添加需要隐藏Root的App5. 重启手机
Shamiko为什么比DenyList更强?
论文发现,MagiskHide只在一个测试中失败了——检测到了Magisk Manager的包名(com.topjohnwu.magisk)。而Shamiko通过以下手段解决了这个问题:
- 进程级隔离: 在被保护App的进程空间中,完全看不到任何Magisk相关的文件、进程、挂载点
- 内存隐藏: 清理内存中Magisk相关的映射(/proc/self/maps中的Magisk路径)
- 属性隐藏: 拦截
getprop调用,隐藏Root相关的系统属性(如ro.debuggable、ro.secure)
方法4:SafetyNet / Play Integrity 绕过
这是什么? Google SafetyNet(现已升级为Play Integrity API)是Google提供的设备完整性验证服务。银行App可以调用这个API来问Google:"这台设备安全吗?"
SafetyNet返回两个关键字段:
{ "basicIntegrity": true/false, // 基本完整性:设备是否被篡改 "ctsProfileMatch": true/false // CTS兼容性:设备是否通过Google兼容性测试}
- basicIntegrity = false
- ctsProfileMatch = false → 设备不是Google认证的设备、或Bootloader已解锁
正常Root后,两个值都会变成false。要骗过银行App,需要让两个值都变成true。
具体操作:
1. 在Magisk 设置中: ✅ 打开 Zygisk✅ 打开 Systemless Hosts(无系统修改的hosts文件)2. 下载 "Universal SafetyNet Fix" 或 "Play Integrity Fix" 模块 (从 GitHub: kdrag0n/safetynet-fix 或 chiteroman/PlayIntegrityFix 下载)3. 在 Magisk Manager → 模块 → 从本地安装 → 选择下载的模块ZIP文件4. 重启手机5. 验证:安装 "YASNAC"(Yet Another SafetyNet Checker) → 运行检测 → 如果 basicIntegrity =✅, ctsProfileMatch = ✅ → SafetyNet绕过成功
SafetyNet的检测逻辑(简化版):1. 检查Bootloader是否已解锁→ SafetyNet Fix伪造:返回"已锁定"2. 检查系统属性(ro.boot.verifiedbootstate等) → SafetyNet Fix 拦截getprop调用,返回正常值3. 检查设备的CTS配置文件 → SafetyNet Fix 伪造设备指纹,让Google服务器认为这是一台未修改的设备4. 检查TEE(可信执行环境)中的密钥认证 → 这是最难绕过的部分。硬件级别的TEE认证目前只有通过"泄露的密钥"才能绕过→ Google已经在逐步强制要求硬件级认证, 未来SafetyNet Fix可能会完全失效
四、阶段3:验证效果(银行App测试)
论文测试了25个银行和金融App(主要是巴基斯坦和阿联酋的银行),结果如下:
能检测到Root的App(15个)
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| National Bank of Pakistan | |
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不能检测到Root的App(10个)
关键发现:40%的银行App(10/25)无法检测Root,即使没有使用Shamiko隐藏。
这说明很多银行App的Root检测非常薄弱——它们可能只是检查了su文件是否存在,或者只是调用了SafetyNet但没有正确处理返回结果。
五、银行App常用的Root检测方法(论文总结)
论文列出了App检测Root的6种常见方法:
检测方法1:检查SU二进制文件
// 检测代码示例(简化)String[] suPaths = { "/system/bin/su", "/system/xbin/su", "/sbin/su", "/data/local/su", "/data/local/bin/su"};for (String path : suPaths) { if (new File(path).exists()) { // 检测到Root!}}
Magisk如何绕过: Magisk不使用传统的su文件路径,而是通过magiskd守护进程提供Root权限。Shamiko进一步隐藏了所有相关路径。
检测方法2:检查已知的Root文件和目录
// 检查Magisk相关文件String[] rootFiles = { "/sbin/.magisk", "/cache/.magisk", "/data/adb/magisk", "/data/adb/modules"};
Magisk如何绕过: Shamiko在被保护App的命名空间中隐藏这些路径。
检测方法3:检查Magisk Manager包名
// 检查已安装的App中是否有Magisk ManagerPackageManager pm = getPackageManager();try { pm.getPackageInfo("com.topjohnwu.magisk", 0); // 检测到Magisk!} catch (NameNotFoundException e) { // 没有检测到}
Magisk如何绕过: Magisk Manager可以"隐藏自身"——把包名改成随机字符串(如com.xxxxx.yyyyy),图标也改成普通App的样子。
检测方法4:SafetyNet / Play Integrity API
// 调用Google SafetyNet APISafetyNet.getClient(this) .attest(nonce, API_KEY) .addOnSuccessListener(response -> { // 解析response中的basicIntegrity和ctsProfileMatch if (!basicIntegrity || !ctsProfileMatch) { // 设备不安全! } });
Magisk如何绕过: Universal SafetyNet Fix / Play Integrity Fix模块。
检测方法5:检测Frida注入
// 检查是否有Frida服务器在运行// 方法1:检查默认端口27042try { Socket socket = new Socket("127.0.0.1", 27042); // Frida可能在运行!} catch (IOException e) { // 没有检测到}// 方法2:检查/proc/self/maps中是否有frida相关的库BufferedReader reader = new BufferedReader( new FileReader("/proc/self/maps"));String line;while ((line = reader.readLine()) != null) { if (line.contains("frida") || line.contains("gadget")) { // 检测到Frida! }}
检测方法6:Verified Boot(验证启动)
Android的Verified Boot会在启动时验证每个分区的完整性:
启动流程: Bootloader → 验证boot.img的签名 → 验证system分区的哈希→ 如果任何一步验证失败 → 显示警告或拒绝启动
Magisk如何绕过: Magisk修改的是boot.img的ramdisk部分,但保持了boot.img的整体结构。由于Bootloader已经被解锁,验证启动的检查被跳过。
六、论文提出的防御框架
论文提出了一个针对Shamiko的防御框架,分三层:
第1层:技术缓解
1. 扫描Root信号→ 不只是检查su文件,还要检查: - /proc/self/maps中的异常映射 - SELinux状态是否被修改 - 系统属性的一致性(多个属性交叉验证) - Magisk的mount namespace痕迹2. 实现安全启动验证 → 不依赖本地检查,而是请求服务器端验证 → 将设备的boot hash发送到服务器对比3. 代码校验 → App启动时验证自身代码是否被修改 → 使用代码混淆防止逆向工程4. 深度检查 → 多层检测,不要只用一种方法 → 在App运行过程中持续检测(不只是启动时检测一次)
第2层:研究缓解
- 预研未来可能出现的新绕过手段- 投资新的安全技术(如基于AI的异常检测)
第3层:教育缓解
- 告知用户保持设备更新- 教育开发者如何正确实现Root检测
最后:完整的"改机"技术栈
第1层:获取Root权限 Magisk +解锁Bootloader +刷入补丁boot.img第2层:隐藏Root状态 Shamiko + Zygisk DenyList + SafetyNet Fix第3层:修改设备标识符 用Xposed/LSPosed模块Hook以下API: - Build.MODEL / Build.MANUFACTURER / Build.BRAND → 修改设备型号 - Settings.Secure.ANDROID_ID → 修改Android ID - TelephonyManager.getDeviceId() → 修改IMEI - TelephonyManager.getSubscriberId() → 修改IMSI - WifiManager.getConnectionInfo().getMacAddress() → 修改MAC地址 - BluetoothAdapter.getAddress() → 修改蓝牙MAC - Build.SERIAL → 修改序列号 - Build.FINGERPRINT → 修改系统指纹 - Display.getMetrics() → 修改屏幕分辨率 - 等等...第4层:修改应用层标识符 - Google Advertising ID (GAID) → 重置或伪造 - 应用数据清理 → 删除App的本地缓存和数据库 - 网络层修改 → VPN/代理修改IP地址和地理位置第5层:行为模拟 - 模拟真实用户的触摸模式、滑动速度 - 模拟真实的传感器数据(加速度计、陀螺仪) - 模拟真实的电池消耗曲线 - 模拟真实的App使用时长和频率
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