iOS系統結構

iOS目錄結構簡介

我們說iOS系統是由OSX系統演化，而OSX基於UNIX操作系統。Filesystem Hierachy Standard為類UNIX操作系統的文件目錄結構制定了一套標准，FHS的初衷是為了讓用戶知道文件或者是目錄的存放位置，OSX在此基礎上形成了自己的hier(7)框架。類UNIX操作系統常見的目錄結構：

/：根目錄，以斜槓表示，其他所有文件和目錄都在根目錄下展開。 /bin：“binary”的簡寫，存放提供用戶基礎功能的二進制文件，如ls、ps等 /boot：存放能使系統成功啟動的所有文件。iOS中此目錄為空。 /dev：“device”的簡寫，存放BSD設備文件。每個文件代表系統一塊設備或字符設備，一般來說，“塊設備”以快為單位傳輸數據，如硬盤；而“字符設備”以字符為單位傳輸數據，如調制解調器。 /sbin：“system binaries”的簡寫，存放提供系統級基礎功能的二進制文件，如netstat、reboot等。 /ect：“Et Cetera”的簡寫，存放系統腳本以及配置文件，如passwd、hosts等。在iOS中，/etc是一個符號鏈接，實際指向/private/etc。 /lib：存放系統庫文件、內核模塊以及設備驅動等。iOS中此目錄為空。 /mnt：“mount”的簡寫，存放臨時的文件系統掛載點。iOS中此目錄為空。 /private：存放兩個目錄，分別是/private/etc和/private/var。 /tmp：臨時目錄。在iOS中/tmp是一個符號鏈接，實際指向/private/var/tmp。 /usr：包含大多數用戶工具和程序。/usr/bin包含哪些/bin和/sbin中未出現的基礎功能，如nm、killall等；/usr/include包含所有標准的C頭文件；/usr/lib存放庫文件 /var：“variable”的簡寫，存放一些經常更改的文件，比如日志、用戶數據、臨時文件等等。其中/var/mobile和/var/root分別存放mobile用戶和root用戶的文件，是重點關注的目錄。

上面的目錄多用於系統底層。

我們的iOS操作系統獨有的目錄：

/Applications：存放所有的系統APP和來自於Cydia的App，不包括StoreApp。 /Developer：如果一台設備鏈接XCode後被指定為調試用機，XCode就會在iOS中生成這個目錄，其中會含有一些調試需要的工具和數據 /Library：存放一些提供系統支持的數據，其中/Library/MobileSubstrate下存放了所有基於CydiaSubstrate的插件 /System/Library：iOS文件系統中最重要的目錄之一，存放大量系統組件。
/System/Library/Frameworks和/System/Library/PrivateFrameworks：存放iOS中各種framework，其中出現在SDK文檔裡面的只是冰山一角，還有數不清的功能等待我們開發。 /System/Library/CoreServices裡的SpringBoard.app：iOS桌面管理器(類似於Windows裡的explorer)，是用戶與系統交流的最重要的中介 /User：用戶目錄，實際指向/var/mobile。
/var/mobile/Media/DCIM下存放照片 /var/mobile/Media/Recordings下存放錄音文件 /var/mobile/Library/SMS下存放短信數據庫 /var/mobile/Library/Mail下存放郵件數據 /var/mobile/Containers存放StoreApp 其中App的可執行文件在bundle與App中的數據目錄分別存放在/var/mobile/Containers/Bundle和/var/mobile/Containers/Data兩個不同的目錄下。

iOS文件權限簡介

iOS是一個多用戶操作系統，用戶是一個抽象概念，代表它能對操作系統的所有權和使用權。例如一個mobile用戶無法調用reboot命令重啟iOS，而root用戶卻可以。“組”是用戶的一種組織方式，一個組可以包含多個用戶，一個用戶可以屬於多個組。

iOS中使用3位(bit)來表示文件的權限，從高到低分別是r(read),w(write),x(execute)權限。文件與用戶的關系存在三種可能：1.用戶屬於主用戶；2.用戶不是屬於主用戶，但是屬於主組；3.用戶既不是主用戶也不屬於主組。

所以我們需要3*3位來表示一個文件的權限，如果這一位代表為1則代表權限有效，否則無效。例如：111101101代表rwxr-xr-x，表示該文件主用戶擁有rwx權限，而屬於主組而不是主用戶只有rx權限，不屬於主組也不是主用戶的只有rx權限。轉換為八進制755也是一種常見的權限表示方式。

二進制文件類型

在iOS逆向工程中，我們的目標主要是Application、Dunamic Library(dylib)和Daemon這三類二進制文件。

Application

Application就是我們最熟悉的App了。現在來熟悉幾個常見的目錄

bundle

bundle的概念來源於NeXTSTEP，它不是一個文件，而是一個按某種標准結構來組織的目錄，其中包含了二進制文件及運行所需的資源。正像開發中常見的App和framework都是以bundle的形式存在的；在越獄iOS中常見的PreferenctBundle可以看成是一種依附在Setting的App，結構與App相似，本質是bundle。
Framework也是bundle，但framework的bundle中存放的是一個dylib，而不是一個可執行文件。相對來說frmakework的地位比App還高，因為一個App的大多數功能都是通過調用framework提供的接口來實現的。將某個bundle確立為逆向目標之後，絕大多數逆向線索都可以在bundle內找到，這大大降低了逆向工程的復雜度。

App目錄結構

在iOS逆向工程中，對App目錄結構的熟悉程度決定工作效率的重要因素，App目錄的以下三個部分比較重要

1.Info.plist
Info.plist記錄了App得基本信息，如bundle identifier、可執行文件名、圖標文件名等。我們也可以通過XCode自帶的命令行工具plutil查看他的值。

2.可執行文件
可執行文件的重要性不言而喻，它是App目錄下最核心的部分，也是逆向工程的主要目標。同樣可以通過XCode和plutil兩種方式來查看Info.plist，定位可執行文件。

3.lproj目錄
lproj目錄下存放的是各種本地化的字符串（.strings），他是逆向工程的重要線索，也可以通過plutil查看。

系統App VS StoreApp

/Application/目錄下存放系統App和從Cydia下載的App（我們把來自Cydia的App視為系統App），而/var/mobile/Containers/目錄下存放的則是StoreApp。雖然兩者都為App，但是他們在如下方面存在差異。

1.目錄結構
兩種App的bundle內部目錄結構區別不大，都含有Info.plist、可執行文件、lproj目錄等，但是數據目錄的位置不同；StoreApp的數據目錄在/var/mobile/Containers/Data/下，以，mobile權限運行的系統App的數據目錄在/var/mobile/下，而以root權限下運行的數據目錄在/var/root/下。

2.安裝包的格式和權限
Cydia App的安裝包格式一般為deb，StoreApp的安裝包格式一般為ipa。其中deb是來自Debian得安裝包格式，由Cydia得作者saurik移植到iOS中，他得屬主用戶和屬主組一般是root和admin，能夠以root權限運行；而ipa則是蘋果為iOS推出的專屬App安裝包格式，屬主用戶和屬主組都是mobile，只能以mobile權限運行。

3.沙盒
通俗的說，iOS的沙盒就是一種訪問限制機制，我們可以把它看做是權限的一種表現形式，授權文件(entitlements)也是沙盒的一部分。它是iOS最核心的安全組件之一，其實很復雜，在這裡不討論細節。總的來說，沙盒會將App的文件訪問方位限制在這個App內部，一個App一般不知道其他App的存在，更別說訪問他們了；沙盒還會限制App的功能，例如對iCloud接口的調用必須經過沙盒的允許。

Dynamic Library

dylib在iOS開發中的實例：在我們XCode工程裡導入的各種framework，鏈接的各種lib，其實本質都是dylib。我們可以用命令“file”驗證。

如果把焦點放到越獄iOS中，Cydia裡面各種無一不是以dylib形式工作的，正是這些tweak的存在讓我們能夠隨便定義我們的iOS。在逆向工程中，我們會頻繁接觸各種dylib，因此我們需要了解一些相關知識。

在iOS中，lib分為static和dynamic兩種，其中static lib在編譯階段成為App可執行文件的一部分，會增加可執行文件的大小。因為App尺寸變大，啟動時需要加載的內容變多，所以可能會導致App啟動變慢。dylib則相對智能一些，它不會改變可執行文件的大小，只有當App需要用到這個dylib的時候，iOS才把它加載進內存，成為App進程的一部分。

Daemon

Daemon即守護進程，為後台而生，給用戶提供了各種守護，如imagent保障了iMessage得正確收放，mediaserverd處理了幾乎所有的音頻、視頻，syslogd則用於記錄系統日志等。iOS中daemon主要由一個可執行文件和一個plist文件構成。iOS的根進程是launchd，他會在開機時檢查/Ststem/Library/LaunchDaemons和/Library/LaunchDaemons下所有格式符合規定的plist文件，然後啟動對應的daemon。

daemon提供的功能相對底層，隨意改動會造成嚴重後果，例如白蘋果。