APK防反编译

#### **概述** 我们的APK实际上就是一个ZIP压缩文件，里面包含有一个classes.dex，我们编译后生成的程序代码就全部在那里了，通过apktool等工具可以轻松地将它们反编译成smali代码。有了这些反编译出来的smali代码之后，我们就可以轻松地了解别人的APK使用的一些技术或者直接修改别人的APK。由于这些APK反编译工具的存在，我们迫切地希望能有方法去防止别人来反编译我们的APK，从而保护自己的商业机密和利益。 主要讲了三种APK防反编译技术： * 添加非法指令； * 隐藏敏感代码 * 伪APK加密技术。 此外，还探讨了更高级的Dex和Native加壳技术来防止别人反编译我们的APK。 #### **添加非法指令** * Step 1: 在APK包含一个无关类Bomb，该类有一个成员函数drop * Step 2: 将APK的classes.dex解压出来，并且用dexdump进行反编译，找到Bomb.drop在classes.dex的偏移 * Step 3: 用vim以二进制方式打开classes.dex，转到Bomb.drop的偏移处，将前两个字节修改为FF FF（非法指令） * Step 4: 重新打包和签名APK，用adb install命令安装，日志提示checksum不一致 > 注： > vim编辑二进制文件 > 打开文件：`vim -b ` > 编辑文件：:%!xxd > 编辑完成：:%!xxd –r > 保存文件：:wq > dexdump反编译APK > `dexdump -d ` > dexdump验证checksum >` dexdump -c ` > apktool反编译APK > `apktool d ` * Step 5: 用dexdump验证APK的checksum，并且将正确的checksum替换原classes.dex的checksum * Step 6: 重新打包和签名APK，用adb install安装，DONE #### **隐藏敏感代码** * Step 1:在APK包含一个无关类Bomb，该类有一个成员函数drop，前面留有18个字节的垃圾指令 * Step 2:将APK的classes.dex解压出来，并且用dexdump进行反编译，找到Bomb.drop在classes.dex的偏移 * Step 3:用vim以二进制方式打开classes.dex，转到Bomb.drop的偏移处，将前18个字节修改为以下指令  > 注：第一条指令3200 0900表示向前跳9个code unit，一个code unit占2个字节，即向前跳18个字节，从3200 0900的偏移向前算，刚好就是下一条指令fill-array-data的payload偏移处，即hhhh hhhh后面那个字节 > 第二条指令中的00000005表示其payload位于5个code uint之后，即10个字节之后，即hhhh hhhh开始的那个字节 * Step 4: 用dexdump查看classes.dex的头部信息，找到class_def的偏移，以及Bomb类的class index * Step 5: class_def的偏移，加上Bomb类的class index乘以32的积，即可得到用来描述Bomb类的class_def结构体偏移，再往前4个字节，即为其access_flags，将它的第16位设置为1，一般就是设置为0x10001，也就是将0100 0000设置为0100 0100，这样可以将Bomb类设置为已验证 > 注：用dexdump -f命令查看classes.dex的头部信息 * Step 6: 用dexdump验证APK的checksum，并且将正确的checksum替换原classes.dex的checksum * Step 7: 重新打包和签名APK，用adb install安装，DONE #### **伪APK加密技术** * ZIP中的每一个文件都有一个2字节大小的全局方式位标记，其中第0位表示是否加密 * 如果ZIP中的一个文件标志为加密，那么在解压时，就需要指定解压密码 * APK默认都是不加密的，也就是APK在安装解压时，它里面的文件的加密位标志都会被忽略 * Apktool发现APK是加密的时候，会抛出一个异常出来 利用上述差异，就可以给APK设置一个加密标志，但不对其进行加密，从而阻止Apktool反编译 #### **总结** * APK在安装时，会对APK进行验证，主要是checksum验证和指令合法性验证 * 安装通过验证的APK会被标记为已验证，并且会被优化 * 安装没有通过验证的APK仍然会被成功安装，但是它会被标记为未验证 * 未验证的APK的某个类在被加载时，会被验证，一旦验证失败，就会抛出异常 * 反编译工具会对APK的所有类进行验证，不管这个类安装后会不会被加载，一旦验证不通过，就会抛出异常 * 根据以上的APK安装、验证和加载流程，就可以通过以下两个方法来阻止反编译： * 包含一个有非法指令（不能执行）的类，但是这个类保证永远不会被加载 * 包含一个有非法指令（能执行）的类，同时将该类预先设置为已验证的 #### **思考** * 反编译工具，如Apktool，采用的是线性扫描算法来分析指令流，当遇到非法指令时，就会异常退出 * 如果遇到非法指令只是简单忽略，那么就仍能正常工作 * 如果反编译工具采用的递归遍历算法来分析指令流，那么就能将fill-array-data之类的伪指令反编译出来 * 如果反编译工具忽略掉APK的加密标志，那么就能将伪加密的APK也反编译出来 * 如果反编译工具更智能一些，那么一切皆可反编译……. * 怎么办？  * Dex Code加密 * Android 4.0及以上的DexFile提供有加载内存dex文件的隐藏接口openDexFile和defineClass，通过它们就可以从内存中加载一个dex文件，在真正加载这块内存之前，可以对其进行加密 * Android 4.0之前的版本，可以用libdvm的导出函数来实现上述相同的功能 * Native Code加密 * 系统中的每一个so文件都是由/system/bin/linker来进行加载和解析的 * 参考/system/bin/linker，实现一个自己的linker，这个linker可以加载和解析内存so文件，从而实现加密处理