一、 概述
本文介绍了android中获取root权限的方法以及原理,让大家对android玩家中常说的“越狱”有一个更深层次的认识。
二、 Root的介绍
1. Root
可以让我们拥有掌控手机系统的权限,比如删除一些system/app下面的无用软件,更换开关机铃声和动画,拦截状态栏弹出的广告等。
2. Root的原理介绍
谷歌的android系统管理员用户就叫做root,该帐户拥有整个系统至高无上的权利,它可以访问和修改你手机几乎所有的文件,只有root才具备最高级别的管理权限。我们root手机的过程也就是获得手机最高使用权限的过程。同时为了防止不良软件也取得root用户的权限,当我们在root的过程中,还会给系统装一个程序,用来作为运行提示,由用户来决定,是否给予最高权限。这个程序的名字叫做Superuser.apk。当某些程序执行su指令想取得系统最高权限的时候,Superuser就会自动启动,拦截该动作并作出询问,当用户认为该程序可以安全使用的时候,那么我们就选择允许,否则,可以禁止该程序继续取得最高权限。Root的过程其实就是把su文件放到/system/bin/ Superuser.apk 放到system/app下面,还需要设置/system/bin/su可以让任意用户可运行,有set uid和set gid的权限。即要在android机器上运行命令:adb shell chmod 4755 /system/bin/su。而通常,厂商是不会允许我们随便这么去做的,我们就需要利用操作系统的各种漏洞,来完成这个过程。
特别说明:我们烧机中的Eng版本并没有Root权限
3. Root的方法
从Root的原理我们了解到,root过程分三步:
1. adb push su /system/bin
2.
3. adb push SuperUser.apk /system/app
4.
5. adb shell chmod 4755 /system/bin/su
若系统是eng版的,做到以上三步,那么我们Root就大功告成,但实际是不行的。为什么呢?原因有三:
1、user版的/system路径是只读权限,不能简单写入
2、 chmod需要Root权才能运行(死循环了)
3、有些系统在启动时会自动将su的4755权限设成755,甚至直接删除su
那么针对这种情况,我们怎么办呢?非常简单:烧一个eng版本的boot.img就行了
可以用展讯的烧录工具,或者用fastboot模式从sd卡烧一个boot.img文件即可
至此,我们Root就成功了,可以用R.E(Root Explorer)在根目录创建和删除文件。
三、 深入理解Root机制
其流程是:
1. Su 被用户调用
2.
3. Su 创建了一个socket监听
4.
5. Su 向Superuser发送了一个广播,说是有一个程序要请求root
6.
7. Su 等待socket 数据接收。有超时处理。
8.
9. Superuser 界面收到广播后,弹出一个对话框,询问用户
10.
11. Superuser 向传来的数据中的socket写回用户应答结果。
12.
13. Su 根据socket得到的结果处理应该不应该继续执行
14.
15. 完成提权管理
superuser.apk这个程序是root成功后,专门用来管理root权限使用的,防止被恶意程序滥用。
源码地址: http://superuser.googlecode.com/svn/trunk
我们有两点疑问:
1. 是怎么知道谁想用root权限?
2. 是如何把用户的选择告诉su程序的?
即superuser和su程序是如何通讯的,他们俩位于不通的时空,一个在java虚拟中,一个在linux的真实进程中。
superuser共有两个activity: SuperuserActivity和 SuperuserRequestActivity ,其中SuperuserActivity主要是用来管理白名单的,就是记住哪个程序已经被允许使用root权限了,省的每次用时都问用户。
SuperuserRequestActivity 就是用来询问用户目前有个程序想使用root权限,是否允许,是否一直允许,即放入白名单。
这个白名单比较关键,是一个sqlite数据库文件,位置:
/data/data/com.koushikdutta.superuser/databases/superuser.sqlite
上文说过,root的本质就是往 /system/bin/下放一个su文件,不检查调用者权限的su文件。普通程序可以调用该su来运行root权限的命令。superuser.apk中就自带了一个这样的su程序。一开始superuser会检测/system/bin/su是否存在:
1. su = new File("/system/bin/su");
2.
3. 检测su文件是否存在,如果不存在则直接返回
4.
5. (!su.exists()) {
6.
7. toast = Toast.makeText(this, "Unable to find /system/bin/su.", Toast.LENGTH_LONG);
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17. (su.length() == suStream.available())
18.
19.
20.
21. suStream.close();
22.
23. return; //
24.
25.
26.
27.
28.
29. 如果检测到/system/bin/su文件存在,但是不对头,则把自带的su先写到"/data/data/com.koushikdutta.superuser/su"
30.
31.
32.
33. bytes = new byte[suStream.available()];
34.
35. dis = new DataInputStream(suStream);
36.
37.
38.
39. suOutStream = new FileOutputStream("/data/data/com.koushikdutta.superuser/su");
40.
41. suOutStream.write(bytes);
42.
43. suOutStream.close();
44.
45.
46.
47. Process process = Runtime.getRuntime().exec("su");
48.
49. DataOutputStream os = new DataOutputStream(process.getOutputStream());
50.
51. os.writeBytes("mount -oremount,rw /dev/block/mtdblock3 /system\n");
52.
53. os.writeBytes("busybox cp /data/data/com.koushikdutta.superuser/su /system/bin/su\n");
54.
55. os.writeBytes("busybox chown 0:0 /system/bin/su\n");
56.
57. os.writeBytes("chmod 4755 /system/bin/su\n");
58.
59. os.writeBytes("exit\n");
60.
61. os.flush();
有进程使用root权限,superuser是怎么知道的呢,关键是句:
1. "am start -a android.intent.action.MAIN
2.
3. -n com.koushikdutta.superuser/com.koushikdutta.superuser.SuperuserRequestActivity
4.
5. --ei uid %d --ei pid %d > /dev/null", g_puid, ppid);
6.
7. if (system(sysCmd))
8.
9. return executionFailure("am.");
sprintf(sysCmd, "am start -a android.intent.action.MAIN
-n com.koushikdutta.superuser/com.koushikdutta.superuser.SuperuserRequestActivity
原理是am命令,am的用法:
1. am [subcommand] [options]
2.
3. start an Activity: am start [-D] [-W]
4.
5. -D: enable debugging
6.
7. -W: wait for launch to complete
8.
9. start a Service: am startservice
10.
11. send a broadcast Intent: am broadcast
12.
13. start an Instrumentation: am instrument [flags]
14.
15. -r: print raw results (otherwise decode REPORT_KEY_STREAMRESULT)
16.
17. -e : set argument to
18.
19. -p : write profiling data to
20.
21. -w: wait for instrumentation to finish before returning
22.
23. start profiling: am profile start
24.
25. stop profiling: am profile stop
26.
27.
28.
29. specifications include these flags:
30.
31. [-a ] [-d ] [-t ]
32.
33. [-c [-c ] ...]
34.
35. [-e|--es ...]
36.
37. [--esn ...]
38.
39. [--ez ...]
40.
41. [-e|--ei ...]
42.
43. [-n ] [-f ]
44.
45. [--grant-read-uri-permission] [--grant-write-uri-permission]
46.
47. [--debug-log-resolution]
48.
49. [--activity-brought-to-front] [--activity-clear-top]
50.
51. [--activity-clear-when-task-reset] [--activity-exclude-from-recents]
52.
53. [--activity-launched-from-history] [--activity-multiple-task]
54.
55. [--activity-no-animation] [--activity-no-history]
56.
57. [--activity-no-user-action] [--activity-previous-is-top]
58.
59. [--activity-reorder-to-front] [--activity-reset-task-if-needed]
60.
61. [--activity-single-top]
62.
63. [--receiver-registered-only] [--receiver-replace-pending]
64.
65. []
usage: am [subcommand] [options]
start an Activity: am start [-D] [-W]
-D: enable debugging
-W: wait for launch to complete
start a Service: am startservice
send a broadcast Intent: am broadcast
start an Instrumentation: am instrument [flags]
-r: print raw results (otherwise decode REPORT_KEY_STREAMRESULT)
-e : set argument to
-p : write profiling data to
-w: wait for instrumentation to finish before returning
start profiling: am profile start
stop profiling: am profile stop
specifications include these flags:
[-a ] [-d ] [-t ]
[-c [-c ] ...]
[-e|--es ...]
[--esn ...]
[--ez ...]
[-e|--ei ...]
[-n ] [-f ]
[--grant-read-uri-permission] [--grant-write-uri-permission]
[--debug-log-resolution]
[--activity-brought-to-front] [--activity-clear-top]
[--activity-clear-when-task-reset] [--activity-exclude-from-recents]
[--activity-launched-from-history] [--activity-multiple-task]
[--activity-no-animation] [--activity-no-history]
[--activity-no-user-action] [--activity-previous-is-top]
[--activity-reorder-to-front] [--activity-reset-task-if-needed]
[--activity-single-top]
[--receiver-registered-only] [--receiver-replace-pending]
[]
还有个疑点,就是su怎么知道用户是允许root权限还是反对呢?原来是上面提到的白名单起来作用,superuser把用户的选择放入:
/data/data/com.koushikdutta.superuser/databases/superuser.sqlite 数据库中,然后su进程再去读该数据库来判断是否允许。
1. int checkWhitelist()
2.
3.
4.
5. sqlite3 *db;
6.
7. int rc = sqlite3_open_v2(DBPATH, &db, SQLITE_OPEN_READWRITE, NULL);
8.
9. if (!rc)
10.
11. {
12.
13. char *errorMessage;
14.
15. char query[1024];
16.
17. sprintf(query, "select * from whitelist where _id=%d limit 1;", g_puid);
18.
19. struct whitelistCallInfo callInfo;
20.
21. callInfo.count = 0;
22.
23. callInfo.db = db;
24.
25. rc = sqlite3_exec(db, query, whitelistCallback, &callInfo, &errorMessage);
26.
27. if (rc != SQLITE_OK)
28.
29. {
30.
31. sqlite3_close(db);
32.
33. return 0;
34.
35. }
36.
37. sqlite3_close(db);
38.
39. return callInfo.count;
40.
41. }
42.
43. sqlite3_close(db);
44.
45. return 0;
46.
47.
四、 资源文件的获取
从上文的源码地址获取源代码,替换系统的system/extras/su/下面的su.c和Android.mk文件,使用编译命令 ./mk td28 u adr system/extras/su/编译成功后会生成out/target/product/hsdroid/system/xbin/su文件,而Superuser.apk就是普通的apk文件,都在源码地址里面可以下载,下载后倒入到eclipse即可直接运行。
五、 总结
在阅读完本文后,可以站在专业的角度了解root的真正原理,以及有用户有需求时我们可以帮助其快速的解决问题。