Android模拟器检测方案优化

栏目: IOS · Android · 发布时间: 6年前

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Android模拟器检测方案

项目背景：由于美柚当前检测模拟器的方案存在识别率（指模拟器没被检测出来）和准确率（错误地将真机判定为模拟器）都比较低的情况。导致黑产猖獗，所以提出该方案用于改善检测Android模拟器的识别率和准确率

转载请注明出处哈，CSDN 胖虎： https://blog.csdn.net/ljphhj/

PS: 经过309台真机测试

目前市面上所有的模拟器如下：

Android模拟器名	支持平台	Android内核版本	CPU架构方式	Adb连接方式
Android原生模拟器	Mac、 Linux 、Windows	All	x86	adb connect 127.0.0.1:5555
Genymotion	Mac、Linux、Windows	All	x86	adb connect 127.0.0.1:5555
海马玩模拟器(Droid4X)	Windows、Mac	4.2.2	x86	adb connect 127.0.0.1:26944
Bluestacks(蓝叠)模拟器	Windows	4.4.2	arm	adb connect 127.0.0.1:5555
雷电模拟器	Windows	5.1.1	x86	adb connect 127.0.0.1:5555
逍遥安卓模拟器	Windows	5.1.1	x86	adb connect 127.0.0.1:21503
天天模拟器	Windows	4.4.4、6.0	arm	adb connect 127.0.0.1:6555
网易MuMu安卓模拟器	Mac、Windows（为荒野求生)	6.0.1	x86	adb connect 127.0.0.1:7555
夜神安卓模拟器	Windows、Mac	4.4.2	x86	adb connect 127.0.0.1:62001
靠谱助手模拟器 / 猩猩助手模拟器	Windows	4.4.2、4.4.4、6.0	x86、arm	蓝叠、天天模拟器集成的

PS：后面的测试都会基于这些模拟器的基础上做测试，并且附加条件范围内能拿到的其他Android真机

目前市场上主流的模拟器：一种是基于Qemu，另一类是基于Genymotion

网上现在流行用一些模拟器特征进行鉴别，比如：

1.通过判断IMEI是否全部为0000000000格式,判断手机号码是否特殊的模拟器值,判断IMSI是否特殊值

2.判断Build中的一些模拟器特征值

3.匹配Qemu的一些特征文件以及属性

4.通过获取cpu信息，将x86的给过滤掉（真机一般都是基于ARM）

一、Android模拟器初级检测方案（基础特征值检测[原APP中只检测了部分,不够全面]）

-------旧版本方案-----

（较落后了，Emulator检测源码： https://github.com/strazzere/anti-emulator/blob/master/AntiEmulator/src/diff/strazzere/anti/emulator/FindEmulator.java）

[1] 检测模拟器IMEI,IMSI,手机号,Build,运营商的特殊情况

1.已知模拟器的IMEI：“000000000000000”, “e21833235b6eef10”, “012345678912345”

2.已知模拟器的手机号：“15555215554”, “15555215556”, “15555215558”, “15555215560”,“15555215562”, “15555215564”, “15555215566”, “15555215568”,“15555215570”, “15555215572”, “15555215574”, “15555215576”,“15555215578”, “15555215580”, “15555215582”, “15555215584”

3.已知模拟器的IMSI：“310260000000000”

4.已知模拟器的Build信息(可能误判)：

private static Property[] known_props = {new Property("init.svc.qemud", null),
            new Property("init.svc.qemu-props", null), new Property("qemu.hw.mainkeys", null),
            new Property("qemu.sf.fake_camera", null), new Property("qemu.sf.lcd_density", null),
            new Property("ro.bootloader", "unknown"), new Property("ro.bootmode", "unknown"),
            new Property("ro.hardware", "goldfish"), new Property("ro.kernel.android.qemud", null),
            new Property("ro.kernel.qemu.gles", null), new Property("ro.kernel.qemu", "1"),
            new Property("ro.product.device", "generic"), new Property("ro.product.model", "sdk"),
            new Property("ro.product.name", "sdk"),
            // Need to double check that an "empty" string ("") returns null
            new Property("ro.serialno", null)};

5.特殊手机的运营商：“android”

((TelephonyManager) context.getSystemService(Context.TELEPHONY_SERVICE)).getNetworkOperatorName().toLowerCase().equals(“android”)

[2] 检测模拟器特征文件是否存在

“/dev/socket/qemud”,

“/dev/qemu_pipe”,

"/system/lib/libc_malloc_debug_qemu.so",

“/sys/qemu_trace”,

"/system/bin/qemu-props（不可靠，可能误判，很多真机有这项）",

"/dev/socket/genyd",

“/dev/socket/baseband_genyd”

-------新版本方案-----

（184个特征文件检测）

// =================== 主要证据 ===================
    /**
     * 特殊的模拟器特征文件
     * 186项文件，查到一个文件就是百分百模拟器，权重最高
     *
     * 模拟器内核GoldFish
     * /data下的特征文件需要权限才可以访问，其他目录下的特征文件不需要
     * 因为模拟器的话，都是root权限，所以并不需要担心权限问题。
	 *  转载请注明出处：CSDN 胖虎
	 *  https://blog.csdn.net/ljphhj/
     */
     
    static final String[] emulatorFiles = {

            // vbox模拟器文件
            "/data/youwave_id",
            "/dev/vboxguest",
            "/dev/vboxuser",
            "/mnt/prebundledapps/bluestacks.prop.orig",
            "/mnt/prebundledapps/propfiles/ics.bluestacks.prop.note",
            "/mnt/prebundledapps/propfiles/ics.bluestacks.prop.s2",
            "/mnt/prebundledapps/propfiles/ics.bluestacks.prop.s3",
            "/mnt/sdcard/bstfolder/InputMapper/com.bluestacks.appmart.cfg",
            "/mnt/sdcard/buildroid-gapps-ics-20120317-signed.tgz",
            "/mnt/sdcard/windows/InputMapper/com.bluestacks.appmart.cfg",
            "/proc/irq/9/vboxguest",
            "/sys/bus/pci/drivers/vboxguest",
            "/sys/bus/pci/drivers/vboxguest/0000:00:04.0",
            "/sys/bus/pci/drivers/vboxguest/bind",
            "/sys/bus/pci/drivers/vboxguest/module",
            "/sys/bus/pci/drivers/vboxguest/new_id",
            "/sys/bus/pci/drivers/vboxguest/remove_id",
            "/sys/bus/pci/drivers/vboxguest/uevent",
            "/sys/bus/pci/drivers/vboxguest/unbind",
            "/sys/bus/platform/drivers/qemu_pipe",
            "/sys/bus/platform/drivers/qemu_trace",
            "/sys/class/bdi/vboxsf-c",
            "/sys/class/misc/vboxguest",
            "/sys/class/misc/vboxuser",
            "/sys/devices/virtual/bdi/vboxsf-c",
            "/sys/devices/virtual/misc/vboxguest",
            "/sys/devices/virtual/misc/vboxguest/dev",
            "/sys/devices/virtual/misc/vboxguest/power",
            "/sys/devices/virtual/misc/vboxguest/subsystem",
            "/sys/devices/virtual/misc/vboxguest/uevent",
            "/sys/devices/virtual/misc/vboxuser",
            "/sys/devices/virtual/misc/vboxuser/dev",
            "/sys/devices/virtual/misc/vboxuser/power",
            "/sys/devices/virtual/misc/vboxuser/subsystem",
            "/sys/devices/virtual/misc/vboxuser/uevent",
            "/sys/module/vboxguest",
            "/sys/module/vboxguest/coresize",
            "/sys/module/vboxguest/drivers",
            "/sys/module/vboxguest/drivers/pci:vboxguest",
            "/sys/module/vboxguest/holders",
            "/sys/module/vboxguest/holders/vboxsf",
            "/sys/module/vboxguest/initsize",
            "/sys/module/vboxguest/initstate",
            "/sys/module/vboxguest/notes",
            "/sys/module/vboxguest/notes/.note.gnu.build-id",
            "/sys/module/vboxguest/parameters",
            "/sys/module/vboxguest/parameters/log",
            "/sys/module/vboxguest/parameters/log_dest",
            "/sys/module/vboxguest/parameters/log_flags",
            "/sys/module/vboxguest/refcnt",
            "/sys/module/vboxguest/sections",
            "/sys/module/vboxguest/sections/.altinstructions",
            "/sys/module/vboxguest/sections/.altinstr_replacement",
            "/sys/module/vboxguest/sections/.bss",
            "/sys/module/vboxguest/sections/.data",
            "/sys/module/vboxguest/sections/.devinit.data",
            "/sys/module/vboxguest/sections/.exit.text",
            "/sys/module/vboxguest/sections/.fixup",
            "/sys/module/vboxguest/sections/.gnu.linkonce.this_module",
            "/sys/module/vboxguest/sections/.init.text",
            "/sys/module/vboxguest/sections/.note.gnu.build-id",
            "/sys/module/vboxguest/sections/.rodata",
            "/sys/module/vboxguest/sections/.rodata.str1.1",
            "/sys/module/vboxguest/sections/.smp_locks",
            "/sys/module/vboxguest/sections/.strtab",
            "/sys/module/vboxguest/sections/.symtab",
            "/sys/module/vboxguest/sections/.text",
            "/sys/module/vboxguest/sections/__ex_table",
            "/sys/module/vboxguest/sections/__ksymtab",
            "/sys/module/vboxguest/sections/__ksymtab_strings",
            "/sys/module/vboxguest/sections/__param",
            "/sys/module/vboxguest/srcversion",
            "/sys/module/vboxguest/taint",
            "/sys/module/vboxguest/uevent",
            "/sys/module/vboxguest/version",
            "/sys/module/vboxsf",
            "/sys/module/vboxsf/coresize",
            "/sys/module/vboxsf/holders",
            "/sys/module/vboxsf/initsize",
            "/sys/module/vboxsf/initstate",
            "/sys/module/vboxsf/notes",
            "/sys/module/vboxsf/notes/.note.gnu.build-id",
            "/sys/module/vboxsf/refcnt",
            "/sys/module/vboxsf/sections",
            "/sys/module/vboxsf/sections/.bss",
            "/sys/module/vboxsf/sections/.data",
            "/sys/module/vboxsf/sections/.exit.text",
            "/sys/module/vboxsf/sections/.gnu.linkonce.this_module",
            "/sys/module/vboxsf/sections/.init.text",
            "/sys/module/vboxsf/sections/.note.gnu.build-id",
            "/sys/module/vboxsf/sections/.rodata",
            "/sys/module/vboxsf/sections/.rodata.str1.1",
            "/sys/module/vboxsf/sections/.smp_locks",
            "/sys/module/vboxsf/sections/.strtab",
            "/sys/module/vboxsf/sections/.symtab",
            "/sys/module/vboxsf/sections/.text",
            "/sys/module/vboxsf/sections/__bug_table",
            "/sys/module/vboxsf/sections/__param",
            "/sys/module/vboxsf/srcversion",
            "/sys/module/vboxsf/taint",
            "/sys/module/vboxsf/uevent",
            "/sys/module/vboxsf/version",
            "/sys/module/vboxvideo",
            "/sys/module/vboxvideo/coresize",
            "/sys/module/vboxvideo/holders",
            "/sys/module/vboxvideo/initsize",
            "/sys/module/vboxvideo/initstate",
            "/sys/module/vboxvideo/notes",
            "/sys/module/vboxvideo/notes/.note.gnu.build-id",
            "/sys/module/vboxvideo/refcnt",
            "/sys/module/vboxvideo/sections",
            "/sys/module/vboxvideo/sections/.data",
            "/sys/module/vboxvideo/sections/.exit.text",
            "/sys/module/vboxvideo/sections/.gnu.linkonce.this_module",
            "/sys/module/vboxvideo/sections/.init.text",
            "/sys/module/vboxvideo/sections/.note.gnu.build-id",
            "/sys/module/vboxvideo/sections/.rodata.str1.1",
            "/sys/module/vboxvideo/sections/.strtab",
            "/sys/module/vboxvideo/sections/.symtab",
            "/sys/module/vboxvideo/sections/.text",
            "/sys/module/vboxvideo/srcversion",
            "/sys/module/vboxvideo/taint",
            "/sys/module/vboxvideo/uevent",
            "/sys/module/vboxvideo/version",
            "/system/app/bluestacksHome.apk",
            "/system/bin/androVM-prop",
            "/system/bin/androVM-vbox-sf",
            "/system/bin/androVM_setprop",
            "/system/bin/get_androVM_host",
            "/system/bin/mount.vboxsf",
            "/system/etc/init.androVM.sh",
            "/system/etc/init.buildroid.sh",
            "/system/lib/hw/audio.primary.vbox86.so",
            "/system/lib/hw/camera.vbox86.so",
            "/system/lib/hw/gps.vbox86.so",
            "/system/lib/hw/gralloc.vbox86.so",
            "/system/lib/hw/sensors.vbox86.so",
            "/system/lib/modules/3.0.8-android-x86+/extra/vboxguest",
            "/system/lib/modules/3.0.8-android-x86+/extra/vboxguest/vboxguest.ko",
            "/system/lib/modules/3.0.8-android-x86+/extra/vboxsf",
            "/system/lib/modules/3.0.8-android-x86+/extra/vboxsf/vboxsf.ko",
            "/system/lib/vboxguest.ko",
            "/system/lib/vboxsf.ko",
            "/system/lib/vboxvideo.ko",
            "/system/usr/idc/androVM_Virtual_Input.idc",
            "/system/usr/keylayout/androVM_Virtual_Input.kl",

            "/system/xbin/mount.vboxsf",
            "/ueventd.android_x86.rc",
            "/ueventd.vbox86.rc",
            "/ueventd.goldfish.rc",
            "/fstab.vbox86",
            "/init.vbox86.rc",
            "/init.goldfish.rc",

            // ========针对原生Android模拟器 内核：goldfish===========
            "/sys/module/goldfish_audio",
            "/sys/module/goldfish_sync",

            // ========针对蓝叠模拟器===========
            "/data/app/com.bluestacks.appmart-1.apk",
            "/data/app/com.bluestacks.BstCommandProcessor-1.apk",
            "/data/app/com.bluestacks.help-1.apk",
            "/data/app/com.bluestacks.home-1.apk",
            "/data/app/com.bluestacks.s2p-1.apk",
            "/data/app/com.bluestacks.searchapp-1.apk",
            "/data/bluestacks.prop",
            "/data/data/com.androVM.vmconfig",
            "/data/data/com.bluestacks.accelerometerui",
            "/data/data/com.bluestacks.appfinder",
            "/data/data/com.bluestacks.appmart",
            "/data/data/com.bluestacks.appsettings",
            "/data/data/com.bluestacks.BstCommandProcessor",
            "/data/data/com.bluestacks.bstfolder",
            "/data/data/com.bluestacks.help",
            "/data/data/com.bluestacks.home",
            "/data/data/com.bluestacks.s2p",
            "/data/data/com.bluestacks.searchapp",
            "/data/data/com.bluestacks.settings",
            "/data/data/com.bluestacks.setup",
            "/data/data/com.bluestacks.spotlight",

            // ========针对逍遥安卓模拟器===========
            // 虚拟化网卡和pci，可能存在误判，不可靠
//            "/sys/module/virtio_net",
//            "/sys/module/virtio_pci",
            "/data/data/com.microvirt.download",
            "/data/data/com.microvirt.guide",
            "/data/data/com.microvirt.installer",
            "/data/data/com.microvirt.launcher",
            "/data/data/com.microvirt.market",
            "/data/data/com.microvirt.memuime",
            "/data/data/com.microvirt.tools",

            // ========针对Mumu模拟器===========
            "/data/data/com.mumu.launcher",
            "/data/data/com.mumu.store",
            "/data/data/com.netease.mumu.cloner"
    };

新旧方案在模拟器上的表现：从表中可以看出，旧方案在针对一些较新的版本的模拟器时已经无效了，模拟器都无法准确识别出来，旧版本识别模拟器为30%识别率，新版本方案是100%识别率，所以旧的方案决定摒弃不再使用。

Android模拟器名	旧方式(imei,imsi,phonenumber,build,files)	新特征判断(模拟器特征文件)
Android原生模拟器	模拟器-build,imsi,pipies,emuprops	模拟器
Genymotion	模拟器-build,imei,files	模拟器
海马玩模拟器(Droid4X)	真机(000000)	模拟器
Bluestacks(蓝叠)模拟器	真机(000000)	模拟器
雷电模拟器	真机(000000)	模拟器
逍遥安卓模拟器	真机(000000)	模拟器
天天模拟器	真机(000000)	模拟器
网易MuMu安卓模拟器	模拟器-build	模拟器
夜神安卓模拟器	真机(000000)	模拟器
靠谱助手模拟器 / 猩猩助手模拟器	真机(000000)	模拟器

采用云测平台TestIn，测试真机309台，判断模拟器，新旧方案对比：

旧方案：误判为模拟器的概率为18% ，新方案：误判率为0%

对应的Excel结果表格为：

309台真机_模拟器检测方案_识别统计结果.xls ( http://git.meiyou.im/Android/AndroidDoc/blob/master/309台真机_模拟器检测方案_识别统计结果.xls )

二、Android模拟器中级判断方案==[辅证，权重低]==

1.传感器判断：判断模拟器上不存在的传感器类型，而真机上普遍存在的，最后决定辅证传感器为：【计步传感器，光线传感器，距离传感器】这三个传感器的存在与否用来作为辅助验证条件。

传感器类型	在上述10款模拟器中检测是否可靠（模拟器上有支持 or 大部分真机上没有支持）
TYPE_STEP_DETECTOR or TYPE_STEP_COUNTER //计步传感器（硬件）	不完全可靠（少数机器没有）
TYPE_LIGHT //光线传感器（硬件）	相对可靠（300台真机仅几台没有此传感器）
TYPE_PROXIMITY //距离传感器（硬件）	不完全可靠（少数机器没有）
TYPE_PRESSURE //压力传感器（硬件）	不可靠（大部分真机没有）
TYPE_ACCELEROMETER //加速度传感器（硬件）	不可靠（有模拟器支持）
TYPE_MAGNETIC_FIELD //磁场传感器（硬件）	不可靠（有模拟器支持）
TYPE_ORIENTATION //方向传感器（软件传感器，数据来自重力和磁场传感器）	不可靠（有模拟器支持）
TYPE_GYROSCOPE //陀螺仪传感器（硬件）	不可靠（有模拟器支持）
TYPE_GRAVITY //重力传感器（硬件或软件）	不可靠（有模拟器支持）
TYPE_LINEAR_ACCELERATION //线性加速度传感器（硬件或软件）	不可靠（有模拟器支持）
TYPE_ROTATION_VECTOR //旋转矢量传感器（硬件或软件）	不可靠（有模拟器支持）
TYPE_RELATIVE_HUMIDITY //湿度传感器（硬件）	不可靠（大部分真机没有）
TYPE_AMBIENT_TEMPERATURE or TYPE_TEMPERATURE //温度传感器（硬件）	不可靠（大部分真机没有）

2.CpuInfo检测CPU是否是PC

/**
         * cat /proc/cpuinfo
         * 从cpuinfo中读取cpu架构
         */
        public static boolean isPcKernel(){
            String str = "";
            try {
                Process start = new ProcessBuilder(new String[]{"/system/bin/cat", "/proc/cpuinfo"}).start();
                StringBuffer stringBuffer = new StringBuffer();
                String str2 = "";
                BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(start.getInputStream(), "utf-8"));
                while (true) {
                    String readLine = bufferedReader.readLine();
                    if (readLine == null) {
                        break;
                    }
                    stringBuffer.append(readLine);
                }
                bufferedReader.close();
                str = stringBuffer.toString().toLowerCase();
            } catch (IOException e) {
            }
            if (str.contains("intel") || str.contains("amd")) {
                return true;
            }
            return false;
        }

3.SO库确认CPU架构

/**
 * 获取CPU架构模式，
 * -1 : so库加载失败，不能使用jni函数
 * 0 : 三种cpu架构模式都不符合（jni函数判断有误了）
 * 1 : x86
 * 2 : mips
 * 3 : arm
 * @return
 */
public static int getCpuType(){
    if (CpuTypeHelper.successLoad){
        if (isX86Cpu()){
            return CPU_TYPE_X86;
        }else if (isMipsCpu()){
            return CPU_TYPE_MIPS;
        }else if (isArmCpu()){
            return CPU_TYPE_ARM;
        }
        return CPU_TYPE_UNKNOWN;
    }else{
        return LOAD_SO_FAILED;
    }
}

4.[so可能导致闪退，不采用]利用真机和模拟器(pc)的cache设计不同来区分

原理文档： https://juejin.im/post/5983e07b518825260753a322

大致思路：真机的cache为一级，模拟器的cache为两级（指令cache和数据cache分开）, 因此执行一段相同的机器码往一个address地址中赋值，得到的结果真机和模拟器上是不会一样的

5.System.loadlibrary加载异常检测cpu架构

通过加载一个不存在的so库，使系统抛出异常load堆栈信息，匹配异常堆栈信息中的nativeLibraryDirectories值，arm的so会去找arm64,再寻找arm32,而x86会去lib/x86中寻找so，从堆栈中就可以得出cpu架构模式

有些模拟器堆栈中只加载到/lib，而没有细分（如：夜神模拟器[Couldn’t load noexits_lib from loader dalvik.system.PathClassLoader[DexPathList[[zip file “/data/app/com.meiyou.demo.detector-1.apk”],nativeLibraryDirectories=[/data/app-lib/com.meiyou.demo.detector-1, /system/lib]]]: findLibrary returned null]），这样的话这个项便仅仅只能作为辅证，后端发现异常后作为一个判断参考依据。

6.[不采用]电池电量、手机信号、Location位置（电池需要两个时间点差值检测，不方便也不靠谱，手机信号的检测7.0后检测不了，定位信息模拟器完全可以模拟器，不靠谱）

三、Android模拟器进阶判断方案(黑产，番外篇)[以上仅仅防君子]

XPOSED HOOK (JAVA)

PLT and Inline Hook (Native)

Virtual HOOK (JAVA and Native)

自制ROM HOOK (JAVA and Native)

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