APatch KPM 开发实战：绕过 DirtySepolicy / Duck Detector 的 SELinux Root 检测

摘要

Android Root 环境隐藏攻防已从用户态文件隐藏、进程隐藏演进到内核层 SELinux 策略检测。LSPosed 团队公开的 DirtySepolicy 方案利用 App Zygote 进程的 SELinux 查询权限，直接探测内核中是否存在 Magisk、KernelSU 等注入的”脏”策略规则，号称”用户态无法绕过”。本文记录基于 KernelPatch/APatch 框架开发 KPM 内核模块（kpm_selinux_filter）的完整过程：从 inline hook 方案出发，经历 30 余次迭代、内核崩溃和诊断调试，最终采用 syscall 层拦截方案，以 5184 字节的轻量模块实现了对 DirtySepolicy 和 Duck Detector 的完全绕过。

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1. 技术基础

1.1 KernelPatch / APatch 框架

KernelPatch 是一个 ARM64 Linux 内核热补丁框架，通过在合法内核镜像的 load_payload 段注入自定义 kpimg 二进制实现内核级代码执行。APatch 是基于 KernelPatch 的 Android Root 方案，支持动态加载 KPM（Kernel Patch Module）模块。

KPM 使用裸机 ARM64 交叉编译器（aarch64-none-elf-gcc）编译为可重定位 ELF 对象（.kpm），由 kpimg 内置的模块加载器加载。生命周期通过特殊 ELF section 管理：

KPM_NAME("module-name");
KPM_VERSION("1.0.0");
KPM_LICENSE("GPL");
KPM_INIT(init_function);   // section ".kpm.init"
KPM_EXIT(exit_function);   // section ".kpm.exit"

1.2 Hook 机制

KernelPatch 提供两种 hook 机制：

机制	API	原理	风险
Inline Hook	hook_wrapN()	修改目标函数指令序言，跳转到 trampoline	修改代码，可能崩溃
FP Hook	fp_hook_syscalln()	替换 sys_call_table 中的函数指针	仅改一个指针，安全

两种 hook 均支持 before/after 回调，回调可修改参数（args->argN）、返回值（args->ret）或跳过原函数（args->skip_origin=1）。

内核符号通过 kfunc 机制按需解析。关键约定：kfunc_def(name) 声明不可加 extern，否则编译器只生成声明不分配存储，.kpm 中符号标记为 *UND*，KPatch 加载器报 unknown symbol。

// ❌ 错误 — extern 导致 *UND*，加载失败
extern int kfunc_def(strncpy_from_user)(...);

// ✅ 正确 — tentative definition → .bss，加载正常
int kfunc_def(strncpy_from_user)(...);

1.3 检测原理

DirtySepolicy 和 Duck Detector 利用 Android App Zygote 进程（u:r:app_zygote:s0）在 doPreload() 阶段的 SELinux 查询权限，通过以下方式探测注入的 sepolicy 规则：

检测方式	接口	检测内容
checkSELinuxAccess	Java API SELinux.checkSELinuxAccess()	查询如 untrusted_app → magisk:s0 等规则是否 allow
contextExists	写 /proc/self/attr/current 或 /sys/fs/selinux/context	验证敏感 context（如 u:r:magisk:s0）是否存在

规则示例：

untrusted_app → magisk:s0          binder call       → Magisk 检测
untrusted_app → ksu_file:s0        file read         → KernelSU 检测
untrusted_app → lsposed_file:s0    file read         → LSPosed 检测

上述两种检测方式最终都通过 write syscall 将检测字符串送入内核——这是本方案的核心立足点。

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2. 方案探索

2.1 Inline Hook 尝试（v1.0–v2.5）

最初方案与同类 KPM 思路一致：用 hook_wrap 挂接 SELinux 内核函数，在函数内部修改参数或返回值来过滤查询。

目标 hook 点：

• security_context_to_sid — 拦截 context 解析（先于 AV 查询）
• security_compute_av_user — 拦截 selinuxfs access 写入
• security_setprocattr — 拦截 /proc/self/attr/current 写入

结果：模块加载成功，hook 回调从未触发。 原因：GKI 内核启用了 LTO（链接时优化），security_context_to_sid 被内联到唯一调用者 sel_write_access 中。inline hook 替换了导出符号地址处的指令，但内核内部调用根本不经过该地址：

sel_write_access() {
    // security_context_to_sid 被 LTO 内联展开 — inline hook 永远拦截不到
    rc = sidtab_context_to_sid(...);
    ...
}

2.2 崩溃诊断

除 LTO 绕过问题外，部分函数的 inline hook 直接导致内核 panic。通过二分法逐一验证：

版本	hook 组合	行为	结果
v2.3.1	setprocattr only, 空 callback	-	✅
v2.3.2	compute_av_user only, 空 callback	-	✅
v2.3.4	双 hook, pr_info only	只读日志	✅
v2.3.5	双 hook, BEFORE, avd->allowed=0 + skip_origin	修改输出	❌ 崩溃
v2.4.0	双 hook, BEFORE, argX=1 改写	修改输入	❌ 崩溃
v2.4.2	setprocattr only, BEFORE, arg3=0	单 hook, 改输入	✅
v2.4.4	compute_av_user only, BEFORE, arg 改写	单 hook, 改输入	❌ 崩溃

结论：

• security_setprocattr 的 BEFORE arg 修改是安全的——但被 LTO 绕过，无实际作用
• security_compute_av_user 的任何修改（BEFORE/AFTER/arg/avd/ret/skip_origin 全覆盖）均导致内核 panic，崩溃发生在 hook 首次被触发时（约 30–50ms 后）。即使只改 BEFORE 的 args->arg0 这种”无害”操作也会崩溃。空 callback 完全正常，排除 hook 安装错误。疑与 ARM64 非标准函数序言或 CFI 有关。

2.3 转向 Syscall 层（v3.0–v3.2）

两个问题叠加意味着 inline hook 路线在 5.4.210-qgki 上完全走不通。于是转向 fp_hook_syscalln——已被 draw-bypass、hideproc 等模块验证安全的函数指针替换机制。

先后 hook 了 openat / write / read / writev / ioctl，追踪检测进程的 syscall 行为。关键发现：

1. App Zygote 进程（通过 kfunc security_task_getsecid 获取 SID=2165 识别）的 openat/write/read 记录始终为 0——App Zygote 不在 syscall 层操作 selinuxfs

2. strncpy_from_user_nofault 在此 5.4 内核上不存在——kfunc 指针为 0x0000000000000000。替代方案 strncpy_from_user（会睡眠的版本）可用，且 write syscall 本身运行在进程上下文，调用安全

3. 替换为 strncpy_from_user 后，成功捕获检测流量。DirtySepolicy 最终通过普通 write() syscall（fd=65，即 /sys/fs/selinux/ 下的文件）将检测字符串送入内核

BLOCK #1 fd=65: 'u:r:shell:s0 u:r:su:s0 2 2'
BLOCK #3 fd=65: 'u:r:app_zygote:s0 u:r:adbroot:s0 2 800000'
BLOCK #7 fd=65: 'u:r:app_zygote:s0 u:r:magisk:s0 2 800000'

2.4 性能踩坑

v3.3.0 上线后系统卡死重启——原因是未过滤 fd ≤ 2（stdout/stderr），KPatch 自身的日志输出（包含 “magisk”/“ksu” 关键字）被拦截了 38000+ 次，导致 write syscall 大面积失败。

修复：fd <= 2 直接跳过，payload 限制在 10–800 字节。优化后系统稳定。

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3. 最终实现（v4.0.0）

3.1 架构

┌─────────────────────────────────────────────────┐
│  Userspace                                       │
│  org.lsposed.dirtysepolicy (AppZygote preload)   │
│    │                                              │
│    │  write("u:r:magisk:s0\n", fd=65)           │
│    ▼                                              │
├─────────────────────────────────────────────────┤
│  Kernel                                          │
│    fp_hook_syscalln(__NR_write, ...)             │
│    │                                              │
│    │  before_write:                              │
│    │    1. fd ≤ 2 → skip                          │
│    │    2. count ∉ [10, 800] → skip               │
│    │    3. strncpy_from_user() → kbuf             │
│    │    4. find_dirty(kbuf) ?                     │
│    │       Y → skip_origin=1, ret=-EINVAL         │
│    │       N → pass through                       │
│    ▼                                              │
│    sys_write() → selinuxfs handler               │
│    (仅干净写入到达此层)                              │
└─────────────────────────────────────────────────┘

3.2 核心代码（5184 字节）

static void before_write(hook_fargs4_t *args, void *udata) {
    unsigned int fd    = (unsigned int)syscall_argn(args, 0);
    const char __user *ubuf = (const char __user *)syscall_argn(args, 1);
    long long count    = (long long)syscall_argn(args, 2);
    char kbuf[1024];
    long copied;
    (void)udata;

    // 快速路径：fd≤2（stdin/out/err），count 异常 → 直接放行
    if (fd <= 2 || !ubuf || count < 10 || count > 800) return;
    if (!kfunc(strncpy_from_user)) return;

    copied = kfunc(strncpy_from_user)(kbuf, ubuf,
              (long)(count < 800 ? count : 800));
    if (copied <= 0) return;

    // 滑动窗口匹配脏 context → 拦截
    if (find_dirty(kbuf, (unsigned long)copied)) {
        args->skip_origin = 1;
        args->ret = -22; /* -EINVAL */
    }
}

3.3 脏 Context 列表

static const char *dirty_ctx[] = {
    /* Magisk */
    "u:r:magisk:s0", "u:object_r:magisk_file:s0",
    /* KernelSU + variants */
    "u:r:ksu:s0", "u:object_r:ksu_file:s0",
    "u:object_r:ksu_exec:s0", "u:object_r:ksu_tmpfs:s0",
    "u:object_r:ksu_device:s0", "u:r:ksud:s0",
    "u:r:ksu_daemon:s0", "u:object_r:ksud_file:s0",
    "u:object_r:ksud_exec:s0", "u:object_r:ksud_tmpfs:s0",
    /* LSPosed/Xposed */
    "u:object_r:lsposed_file:s0", "u:object_r:xposed_data:s0",
    "u:object_r:xposed_file:s0",
    /* su / adb root */
    "u:r:su:s0", "u:r:adbroot:s0",
    /* Duck Detector specific */
    "u:r:droidspacesd:s0", "u:r:msd_daemon:s0", "u:r:msd_app:s0",
    "u:r:duckdetector_dirty_policy_sentinel:s0",
    /* Common injection artifacts */
    "u:object_r:tmpfs:s0", "u:object_r:adb_data_file:s0",
};

3.4 性能优化要点

优化	说明	效果
fd ≤ 2 过滤	跳过 stdin/stdout/stderr	消除 >99% 扫描（之前 38K 次卡死）
10 ≤ count ≤ 800	排除单字节和大型 I/O	进一步精简
滑动窗口匹配	栈缓冲区原地搜索，零额外分配	O(n×m)，n,m 均极小
零日志	生产版移除全部 pr_info	无日志开销
fp_hook_syscalln	只改一个指针，不改代码	无副作用

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4. 方案对比

	最初方案（inline hook）	最终方案（syscall hook）
Hook 位置	内核 SELinux 函数（深处）	write syscall（用户态入口）
Hook 数量	4–5 个函数	1 个 syscall
Hook 机制	hook_wrap（修改代码）	fp_hook_syscalln（改指针）
过滤方式	修改 avd->allowed / 覆盖返回值	读 write buffer → 匹配字符串 → 返回 -EINVAL
调用者识别	需预计算脏 SID、缓存 App Zygote SID	无需——脏内容不论谁写都拦
状态管理	有状态（SID 缓存）	无状态
模块大小	~14KB	5184 字节
LTO 影响	回调不触发	不受影响
compute_av_user 修改	100% 崩溃	不涉及

最初方案在 5.4.210-qgki 上被放弃的原因：

1. security_compute_av_user 的任何修改都导致内核崩溃——BEFORE/AFTER/arg/avd/ret/skip_origin 全覆盖验证，无一例外
2. LTO 内联使 hook 回调从不触发——security_context_to_sid 等函数安装成功，但 kallsyms 地址不是实际调用入口

而 syscall 方案可行的原因：DirtySepolicy 无论走什么内核路径，数据都必须通过 write() syscall 进入内核——在城门设卡，不受城里修路（LTO 内联）的影响。

适用场景：LTO 不激进的较新内核（≥5.10）可考虑 inline hook 方案以获得更细粒度的调用者区分；5.4 或 LTO 激进的内核推荐 syscall 方案。

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5. 局限性

1. 脏 context 列表需手动维护：新 Root 方案可能引入新 context
2. 仅拦截 write syscall：若检测工具改用 writev、pwrite64 等，需扩展覆盖
3. 不区分调用者：对所有进程一视同仁。但正常进程不会写脏 context，实际无影响
4. 内核版本依赖：strncpy_from_user 在 5.4 可用；_nofault 变体需 5.10+

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6. 总结

通过 30 余次迭代，从 inline hook 到 syscall 层的完整迁移，最终以 5184 字节的轻量模块成功绕过 DirtySepolicy 和 Duck Detector 的全部 SELinux 检测项。

核心经验：

• Inline hook 在 LTO 内核上不可靠——导出符号不等于实际调用入口
• Syscall 层是最可靠的拦截点——函数指针替换（fp_hook_syscalln）比代码修改（hook_wrap）更安全
• **kfunc 符号不可加 extern**——必须让编译器分配 .bss 空间
• 性能即正确性——回调在每次 write 时触发，必须在第一个 if 过滤掉绝大多数调用
• 日志也会被拦截——fd≤2 过滤不仅是性能优化，更是功能正确性保障

加载

cd kpms/kpm_selinux_filter && make
adb push kpm_selinux_filter.kpm /data/local/tmp/
# 通过 APatch App: KPM 模块管理 → 加载

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参考

• KernelPatch — ARM64 Linux 内核热补丁框架
• DirtySepolicy — LSPosed 团队的 App Zygote SELinux 检测方案
• Duck Detector PR#22 — eltavine 的 SELinux context 有效性检测
• 看雪论坛：Android Root 环境隐藏：SELinux 查询探测与对抗 — selinux-query-guard KPM 方案参考