iOS 识别虚拟定位调研

2021-11-26 15:15:09 浏览数 (1)

前言

最近业务开发中,有遇到我们的项目 app 定位被篡改的情况,在 android 端表现的尤为明显。为了防止这种黑产使用虚拟定位薅羊毛,iOS 也不得不进行虚拟定位的规避。

在做技术调研后,发现在苹果手机上,单凭一部手机,真正要实现虚拟定位,是比较难实现的,但还是有存在的可能性,公司的一个项目 appbugly 记录反馈用户存在使用越狱苹果手机,这就着实让人这种行为实在有大嫌。

本人和公司伙伴的共同努力下,大致调研了以下使用虚拟定位的情况(使用 Xcode 虚拟定位的方式本文忽略):

第一种:使用越狱手机

一般 app 用户存在使用越狱苹果手机的情况,一般可以推断用户的行为存在薅羊毛的嫌疑(也有 app 被竞品公司做逆向分析的可能),因为买一部越狱的手机比买一部正常的手机有难度,且在系统升级和 appstore 的使用上,均不如正常手机,本人曾经浅浅的接触皮毛知识通过越狱 iPhone5s 进行的 app 逆向。

识别方式

建议一刀切的方式进行,通过识别手机是否安装了 Cydia.app,如果安装了直接判定为越狱手机,并向后台上报“设备异常”的信息。如果不使用这种方式的方式,请继续看,后面会有其他方式解决。

专业的逆向人员是绝对可以避免 app 开发者对 Cydia 的安装检测的,当然这种情况是 app 在市场上有很大的份量,被竞争对手拿来进行逆向分析,对这种情况,虚拟的识别基本毫无意义。个人建议,直接锁死停掉此手机 app 的接口服务。

代码实现

代码语言:javascript复制
/// 判断是否是越狱设备
/// - Returns: true 表示设备越狱
func isBrokenDevice() -> Bool {
    
    var isBroken = false
    
    let cydiaPath = "/Applications/Cydia.app"
    
    let aptPath = "/private/var/lib/apt"
    
    if FileManager.default.fileExists(atPath: cydiaPath) {
        isBroken = true
    }
    
    if FileManager.default.fileExists(atPath: aptPath) {
        isBroken = true
    }
    
    return isBroken
}

第二种:使用爱思助手

对于使用虚拟定位的场景,大多应该是司机或对接人员打卡了。而在这种场景下,就可能催生了一批专门以使用虚拟定位进行打卡薅羊毛的黑产。对于苹果手机,目前而言,能够很可以的实现的,当数爱思助手的虚拟定位功能了。

使用步骤: 下载爱思助手 mac 客户端,连接苹果手机,工具箱中点击虚拟定位,即可在地图上选定位,然后点击修改虚拟定位即可实现修改地图的定位信息。

原理: 在未越狱的设备上通过电脑和手机进行 USB 连接,电脑通过特殊协议向手机上的 DTSimulateLocation 服务发送模拟的坐标数据来实现虚假定位,目前 Xcode 上内置位置模拟就是借助这个技术来实现的。(文章来源[2]

识别方式

一、通过多次记录爱思助手的虚拟定位的数据发现,其虚拟的定位信息的经纬度的高度是为 0 且经纬度的数据位数也是值得考究的。真实定位和虚拟定位数据如下图:

真实定位

虚拟定位

仔细观察数据,不难发现,如果我们比对获取定位信息的高度,以及对经纬度的 double 位数也进行校验,虚拟定位的黑帽子就会轻易被破了。

那么如果我们比对虚拟定位的高度为 0 时,就认定为虚拟定位,那么就会产生一个疑问,真实海拔就是零的地点,如何解决?这里科普下中国的海拔零度位置,中国水准零点位于青岛市东海中路银海大世界内的“中华人民共和国水准零点”,是国内唯一的水准零点。唯一的水准零点。

同时,因为比对经纬度的 double 位数,发现虚拟定位的位数很明显不对,核对 swiftfloatdouble 的位数精度发现,虚拟定位的经纬度数据只是敷衍的满足 double 精度位数,swiftfloat 有效位数是 7double 的有效位数是 15

当然这个比较的权重是相对高度比较低的,笔者刚刚更新爱思助手版本发现新版本经纬度有更详细,但是还是达不到 double 的有效位数级别。相对于目前的爱思助手的高度比较识别为虚拟定位,已经完全可以做到。

代码实现

代码语言:javascript复制
if location.altitude == 0.0 {
    print("虚拟定位")
}

//位数作为判定的权重比,如果位数小于12(假定值,目前爱思助手的虚拟定位的此数据的位数是9),判断为虚拟定位,
//危险慎用,但是作为小权重的异常数据记录还是可以的
let longitude = location.coordinate.longitude
let longitudeStr = "(longitude)".components(separatedBy: ".").last ?? ""

print("经度的有效位数:(longitudeStr.count)")
if longitudeStr.count < 12 {

    print("虚拟定位")
}

二、把定位后的数据的经纬度上传给后台,后台再根据收到的经纬度获取详细的经纬度信息,对司机的除经纬度以外的地理信息进行深度比较,优先比较 altitudehorizontalAccuracyverticalAccuracy 值,根据值是否相等进行权衡后,确定。

三、

(一)通过获取公网 ip,大概再通过接口根据 ip 地址可获取大概的位置,但误差范围有点大。

代码语言:javascript复制
//获取公网ip地址
var ipAddress: String? {

    let ipUrl = URL(string: "https://ipof.in/txt")!
    let ip = try? String.init(contentsOf: ipUrl, encoding: .utf8)

    return ip
}

(二)通过 Wi-Fi 热点来读取 app 位置[3]

(三)利用 CLCircularRegion 设定区域中心的指定经纬度和可设定半径范围,进行监听。

代码简略实现:

代码语言:javascript复制
manager = CLLocationManager()
//设置定位服务管理器代理
manager?.delegate = self
//设置定位模式
manager?.desiredAccuracy = kCLLocationAccuracyBest
//更新距离
manager?.distanceFilter = 100
//发送授权申请
manager?.requestWhenInUseAuthorization()

let latitude = 115.47560123242931
let longitude = 29.9757535600194
let centerCoordinate = CLLocationCoordinate2D(latitude: latitude, longitude: longitude)
let locationIDStr = ""
let clRegion = CLCircularRegion(center: centerCoordinate, radius: 100, identifier: locationIDStr)
manager?.startMonitoring(for: clRegion)

代理方法

 func locationManager(_ manager: CLLocationManager, didEnterRegion region: CLRegion) {

}

func locationManager(_ manager: CLLocationManager, didExitRegion region: CLRegion) {

}

(四)通过 IBeacon 技术,使用 CoreBluetooth 框架下的 CBPeripheralManager 建立一个蓝牙基站。这种定位直接是端对端的直接定位,省去了 GPS 的卫星和蜂窝数据的基站通信。

代码简略实现:

代码语言:javascript复制
func locationManager(_ manager: CLLocationManager, didRangeBeacons beacons: [CLBeacon], in region: CLBeaconRegion) {

    for beacon in beacons {
        var proximityStr: String = ""
        switch beacon.proximity {
        case .far:
            proximityStr = "Unknown"
        case .immediate:
            proximityStr = "Immediate"
        case .near:
            proximityStr = "Near"
        case .unknown:
            proximityStr = "Unknown"
        }

        var beaconStr = "信号:"   beacon.proximityUUID.uuidString   "major:"   beacon.major.stringValue   "minor:"   beacon.minor.stringValue   "距离:"   beacon.accuracy   "信号:"   "(Int64(beacon.rssi))"   "接近度:"   proximityStr

        print("beacon信息: (beaconStr)")
    }

}

func locationManager(_ manager: CLLocationManager, rangingBeaconsDidFailFor region: CLBeaconRegion, withError error: Error) {

}
    
----------------------------------------------------------------------------------

//不能单独创建一个类遵守CBPeripheralManagerDelegate协议,需要先遵守NSObjectProtocol协议,这里直接继承NSObject
class CoreBluetoothManager:NSObject, CBPeripheralManagerDelegate { 
    
    //建立一个蓝牙基站。
    lazy var peripheralManager: CBPeripheralManager =  CBPeripheralManager(delegate: self, queue: DispatchQueue.main, options: nil)
            
    lazy var region: CLBeaconRegion = {
        
        guard let uuid = UUID(uuidString: "xxx") else {
            return CLBeaconRegion()
        }
        let major: CLBeaconMajorValue = 1
        let minor: CLBeaconMajorValue = 1
        let id = "创建的蓝牙基站的名称"
        let region = CLBeaconRegion(proximityUUID: uuid, major: major, minor: minor, identifier: id)
        return region
    }()
    
    func peripheralManagerDidUpdateState(_ peripheral: CBPeripheralManager) {
        
        switch peripheral.state {
        case CBManagerState.poweredOn:
            
            if let data = self.region.peripheralData(withMeasuredPower: nil) as? [String : Any] {
                
                self.peripheralManager.startAdvertising(data)
            }
            
        case CBManagerState.poweredOff,
             CBManagerState.resetting,
             CBManagerState.unauthorized,
             CBManagerState.unsupported,
             CBManagerState.unknown:
            
            break
        }
    }
   
    func peripheralManagerDidStartAdvertising(_ peripheral: CBPeripheralManager, error: Error?) {
        
    }
        
}

四(待完善)、 iOS防黑产虚假定位检测技术 文章的末尾附的解法本人有尝试过,一层一层通过 kvc 读取 CLLocation_internalfLocation,只能读取到到此。再通过 kvc 读取会报以下错误:

代码语言:javascript复制
Expression can't be run, because there is no JIT compiled function

深入研究,在苹果的官方开发文档上发现了这个解释[4],也有说设置 debug 优化策略的,但 iOS 默认 bug 环境就是 -Onone 级别的。其实主要原因貌似因为 JIT 的设置是在开发 mac 客户端的时候,才能在 Signing&CapabilitiesHardened Runtime 中找到。关于 Allow Execution of JIT-compiled Code 的设置(官方文章[5])。最终只能卡到这里,若有大神能通过其他方式读取 CLLocation 的真实定位(这是极其完美的解决方案),还请不吝赐教。

附:

CLLocation 对象私有变量 _internal 实例对象的官方定义[6]

代码语言:javascript复制
@interface CLLocationInternal : NSObject {
    struct {
        int suitability;
        struct {
            double latitude;
            double longitude;
        } coordinate;
        double horizontalAccuracy;
        double altitude;
        double verticalAccuracy;
        double speed;
        double speedAccuracy;
        double course;
        double courseAccuracy;
        double timestamp;
        int confidence;
        double lifespan;
        int type;
        struct {
            double latitude;
            double longitude;
        } rawCoordinate;
        double rawCourse;
        int floor;
        unsigned int integrity;
        int referenceFrame;
        int rawReferenceFrame;
    }  fLocation;
    CLLocationMatchInfo * fMatchInfo;
    double  fTrustedTimestamp;
}
代码语言:javascript复制
@class NSData;

@interface CLLocationMatchInfo : NSObject <NSCopying, NSSecureCoding> {

    id _internal;
}
@property (nonatomic,readonly) long long matchQuality;
@property (nonatomic,readonly) CLLocationCoordinate2D matchCoordinate;
@property (nonatomic,readonly) double matchCourse;
@property (nonatomic,readonly) int matchFormOfWay;
@property (nonatomic,readonly) int matchRoadClass;
@property (getter=isMatchShifted,nonatomic,readonly) BOOL matchShifted;
@property (nonatomic,copy,readonly) NSData * matchDataArray;

参考资料

[1]iOS 防黑产虚假定位检测技术: https://cloud.tencent.com/developer/article/1800531

[2]Wifi 定位原理及 iOS Wifi 列表获取: http://www.caojiarun.com/2017/01/iOS_Wifilist/

[3]Allow Execution of JIT-compiled Code Entitlement: https://developer.apple.com/documentation/bundleresources/entitlements/com_apple_security_cs_allow-jit

[4]Hardened Runtime: https://developer.apple.com/documentation/security/hardened_runtime

[5]_internal 实例对象的官方定义: https://github.com/nst/iOS-Runtime-Headers/blob/master/Frameworks/CoreLocation.framework/CLLocationInternal.h

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