一、前言
今天又到周末了,憋了好久又要出博客了,今天来介绍一下Android中的如何对Apk进行加固的原理。现阶段。我们知道Android中的反编译工作越来越让人操作熟练,我们辛苦的开发出一个apk,结果被人反编译了,那心情真心不舒服。虽然我们混淆,做到native层,但是这都是治标不治本。反编译的技术在更新,那么保护Apk的技术就不能停止。现在网上有很多Apk加固的第三方平台,最有名的应当属于:爱加密和梆梆加固了。其实加固有些人认为很高深的技术,其实不然,说的简单点就是对源Apk进行加密,然后在套上一层壳即可,当然这里还有一些细节需要处理,这就是本文需要介绍的内容了。
二、原理解析
下面就来看一下Android中加壳的原理:
我们在加固的过程中需要三个对象:
1、需要加密的Apk(源Apk)
2、壳程序Apk(负责解密Apk工作)
3、加密工具(将源Apk进行加密和壳Dex合并成新的Dex)
主要步骤:
我们拿到需要加密的Apk和自己的壳程序Apk,然后用加密算法对源Apk进行加密在将壳Apk进行合并得到新的Dex文件,最后替换壳程序中的dex文件即可,得到新的Apk,那么这个新的Apk我们也叫作脱壳程序Apk.他已经不是一个完整意义上的Apk程序了,他的主要工作是:负责解密源Apk.然后加载Apk,让其正常运行起来。
在这个过程中我们可能需要了解的一个知识是:如何将源Apk和壳Apk进行合并成新的Dex
这里就需要了解Dex文件的格式了。下面就来简单介绍一下Dex文件的格式
具体Dex文件格式的详细介绍可以查看这个文件:http://download.csdn.net/detail/jiangwei0910410003/9102599
主要来看一下Dex文件的头部信息,其实Dex文件和Class文件的格式分析原理都是一样的,他们都是有固定的格式,我们知道现在反编译的一些工具:
1、jd-gui:可以查看jar中的类,其实他就是解析class文件,只要了解class文件的格式就可以
2、dex2jar:将dex文件转化成jar,原理也是一样的,只要知道Dex文件的格式,能够解析出dex文件中的类信息就可以了
当然我们在分析这个文件的时候,最重要的还是头部信息,应该他是一个文件的开始部分,也是索引部分,内部信息很重要。
我们今天只要关注上面红色标记的三个部分:
1) checksum
文件校验码 ,使用alder32 算法校验文件除去 maigc ,checksum 外余下的所有文件区域 ,用于检查文件错误 。
2) signature
使用 SHA-1 算法 hash 除去 magic ,checksum 和 signature 外余下的所有文件区域 ,用于唯一识别本文件 。
3) file_size
Dex 文件的大小 。
为什么说我们只需要关注这三个字段呢?
因为我们需要将一个文件(加密之后的源Apk)写入到Dex中,那么我们肯定需要修改文件校验码(checksum).因为他是检查文件是否有错误。那么signature也是一样,也是唯一识别文件的算法。还有就是需要修改dex文件的大小。
不过这里还需要一个操作,就是标注一下我们加密的Apk的大小,因为我们在脱壳的时候,需要知道Apk的大小,才能正确的得到Apk。那么这个值放到哪呢?这个值直接放到文件的末尾就可以了。
所以总结一下我们需要做:修改Dex的三个文件头,将源Apk的大小追加到壳dex的末尾就可以了。
我们修改之后得到新的Dex文件样式如下:
那么我们知道原理了,下面就是代码实现了。所以这里有三个工程:
1、源程序项目(需要加密的Apk)
2、脱壳项目(解密源Apk和加载Apk)
3、对源Apk进行加密和脱壳项目的Dex的合并
三、项目案例
下面先来看一下源程序
1、需要加密的源程序Apk项目:ForceApkObj
需要一个Application类,这个到后面说为什么需要:
MyApplication.Java
-
package com.example.forceapkobj;
-
-
import android.app.Application;
-
import android.util.Log;
-
-
public class MyApplication extends Application{
-
-
@Override
-
public void onCreate() {
-
super.onCreate();
-
Log.i("demo", "source apk onCreate:"+this);
-
}
-
-
}
就是打印一下onCreate方法。
MainActivity.java
-
package com.example.forceapkobj;
-
-
import android.app.Activity;
-
import android.content.Intent;
-
import android.os.Bundle;
-
import android.util.Log;
-
import android.view.View;
-
import android.view.View.OnClickListener;
-
import android.widget.TextView;
-
-
public class MainActivity extends Activity {
-
-
@Override
-
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
-
super.onCreate(savedInstanceState);
-
-
TextView content = new TextView(this);
-
content.setText("I am Source Apk");
-
content.setOnClickListener(new OnClickListener(){
-
@Override
-
public void onClick(View arg0) {
-
Intent intent = new Intent(MainActivity.this, SubActivity.class);
-
startActivity(intent);
-
}});
-
setContentView(content);
-
-
Log.i("demo", "app:"+getApplicationContext());
-
-
}
-
-
}
也是打印一下内容。
2、加壳程序项目:DexShellTools
加壳程序其实就是一个Java工程,因为我们从上面的分析可以看到,他的工作就是加密源Apk,然后将其写入到脱壳Dex文件中,修改文件头,得到一个新的Dex文件即可。
看一下代码:
-
package com.example.reforceapk;
-
-
import java.io.ByteArrayOutputStream;
-
import java.io.File;
-
import java.io.FileInputStream;
-
import java.io.FileOutputStream;
-
import java.io.IOException;
-
import java.security.MessageDigest;
-
import java.security.NoSuchAlgorithmException;
-
import java.util.zip.Adler32;
-
-
-
public class mymain {
-
-
-
-
public static void main(String[] args) {
-
-
try {
-
File payloadSrcFile = new File("force/ForceApkObj.apk");
-
System.out.println("apk size:"+payloadSrcFile.length());
-
File unShellDexFile = new File("force/ForceApkObj.dex");
-
byte[] payloadArray = encrpt(readFileBytes(payloadSrcFile));
-
byte[] unShellDexArray = readFileBytes(unShellDexFile);
-
int payloadLen = payloadArray.length;
-
int unShellDexLen = unShellDexArray.length;
-
int totalLen = payloadLen + unShellDexLen +4;
-
byte[] newdex = new byte[totalLen];
-
-
System.arraycopy(unShellDexArray, 0, newdex, 0, unShellDexLen);
-
-
System.arraycopy(payloadArray, 0, newdex, unShellDexLen, payloadLen);
-
-
System.arraycopy(intToByte(payloadLen), 0, newdex, totalLen-4, 4);
-
-
fixFileSizeHeader(newdex);
-
-
fixSHA1Header(newdex);
-
-
fixCheckSumHeader(newdex);
-
-
String str = "force/classes.dex";
-
File file = new File(str);
-
if (!file.exists()) {
-
file.createNewFile();
-
}
-
-
FileOutputStream localFileOutputStream = new FileOutputStream(str);
-
localFileOutputStream.write(newdex);
-
localFileOutputStream.flush();
-
localFileOutputStream.close();
-
-
-
} catch (Exception e) {
-
e.printStackTrace();
-
}
-
}
-
-
-
private static byte[] encrpt(byte[] srcdata){
-
for(int i = 0;i<srcdata.length;i++){
-
srcdata[i] = (byte)(0xFF ^ srcdata[i]);
-
}
-
return srcdata;
-
}
-
-
-
-
-
-
private static void fixCheckSumHeader(byte[] dexBytes) {
-
Adler32 adler = new Adler32();
-
adler.update(dexBytes, 12, dexBytes.length - 12);
-
long value = adler.getValue();
-
int va = (int) value;
-
byte[] newcs = intToByte(va);
-
-
byte[] recs = new byte[4];
-
for (int i = 0; i < 4; i++) {
-
recs[i] = newcs[newcs.length - 1 - i];
-
System.out.println(Integer.toHexString(newcs[i]));
-
}
-
System.arraycopy(recs, 0, dexBytes, 8, 4);
-
System.out.println(Long.toHexString(value));
-
System.out.println();
-
}
-
-
-
-
-
-
-
-
public static byte[] intToByte(int number) {
-
byte[] b = new byte[4];
-
for (int i = 3; i >= 0; i--) {
-
b[i] = (byte) (number % 256);
-
number >>= 8;
-
}
-
return b;
-
}
-
-
-
-
-
-
-
private static void fixSHA1Header(byte[] dexBytes)
-
throws NoSuchAlgorithmException {
-
MessageDigest md = MessageDigest.getInstance("SHA-1");
-
md.update(dexBytes, 32, dexBytes.length - 32);
-
byte[] newdt = md.digest();
-
System.arraycopy(newdt, 0, dexBytes, 12, 20);
-
-
String hexstr = "";
-
for (int i = 0; i < newdt.length; i++) {
-
hexstr += Integer.toString((newdt[i] & 0xff) + 0x100, 16)
-
.substring(1);
-
}
-
System.out.println(hexstr);
-
}
-
-
-
-
-
-
private static void fixFileSizeHeader(byte[] dexBytes) {
-
-
byte[] newfs = intToByte(dexBytes.length);
-
System.out.println(Integer.toHexString(dexBytes.length));
-
byte[] refs = new byte[4];
-
-
for (int i = 0; i < 4; i++) {
-
refs[i] = newfs[newfs.length - 1 - i];
-
System.out.println(Integer.toHexString(newfs[i]));
-
}
-
System.arraycopy(refs, 0, dexBytes, 32, 4);
-
}
-
-
-
-
-
-
-
-
-
private static byte[] readFileBytes(File file) throws IOException {
-
byte[] arrayOfByte = new byte[1024];
-
ByteArrayOutputStream localByteArrayOutputStream = new ByteArrayOutputStream();
-
FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
-
while (true) {
-
int i = fis.read(arrayOfByte);
-
if (i != -1) {
-
localByteArrayOutputStream.write(arrayOfByte, 0, i);
-
} else {
-
return localByteArrayOutputStream.toByteArray();
-
}
-
}
-
}
-
}
下面来分析一下:
红色部分其实就是最核心的工作:
1>、加密源程序Apk文件
-
byte[] payloadArray = encrpt(readFileBytes(payloadSrcFile));
加密算法很简单:
-
-
private static byte[] encrpt(byte[] srcdata){
-
for(int i = 0;i<srcdata.length;i++){
-
srcdata[i] = (byte)(0xFF ^ srcdata[i]);
-
}
-
return srcdata;
-
}
对每个字节进行异或一下即可。
(说明:这里是为了简单,所以就用了很简单的加密算法了,其实为了增加破解难度,我们应该使用更高效的加密算法,同事最好将加密操作放到native层去做)
2>、合并文件:将加密之后的Apk和原脱壳Dex进行合并
-
int payloadLen = payloadArray.length;
-
int unShellDexLen = unShellDexArray.length;
-
int totalLen = payloadLen + unShellDexLen +4;
-
byte[] newdex = new byte[totalLen];
-
-
System.arraycopy(unShellDexArray, 0, newdex, 0, unShellDexLen);
-
-
System.arraycopy(payloadArray, 0, newdex, unShellDexLen, payloadLen);
3>、在文件的末尾追加源程序Apk的长度
-
-
System.arraycopy(intToByte(payloadLen), 0, newdex, totalLen-4, 4);
4>、修改新Dex文件的文件头信息:file_size; sha1; check_sum
-
-
fixFileSizeHeader(newdex);
-
-
fixSHA1Header(newdex);
-
-
fixCheckSumHeader(newdex);
具体修改可以参照之前说的文件头格式,修改指定位置的字节值即可。
这里我们还需要两个输入文件:
1>、源Apk文件:ForceApkObj.apk
2>、脱壳程序的Dex文件:ForceApkObj.dex
那么第一个文件我们都知道,就是上面的源程序编译之后的Apk文件,那么第二个文件我们怎么得到呢?这个就是我们要讲到的第三个项目:脱壳程序项目,他是一个Android项目,我们在编译之后,能够得到他的classes.dex文件,然后修改一下名称就可。
3、脱壳项目:ReforceApk
在讲解这个项目之前,我们先来了解一下这个脱壳项目的工作:
1>、通过反射置换android.app.ActivityThread 中的mClassLoader为加载解密出APK的DexClassLoader,该DexClassLoader一方面加载了源程序、另一方面以原mClassLoader为父节点,这就保证了即加载了源程序又没有放弃原先加载的资源与系统代码。
关于这部分内容,不了解的同学可以看一下ActivityThread.java的源码:
或者直接看一下这篇文章:
http://blog.csdn.NET/jiangwei0910410003/article/details/48104455
如何得到系统加载Apk的类加载器,然后我们怎么将加载进来的Apk运行起来等问题都在这篇文章中说到了。
2>、找到源程序的Application,通过反射建立并运行。
这里需要注意的是,我们现在是加载一个完整的Apk,让他运行起来,那么我们知道一个Apk运行的时候都是有一个Application对象的,这个也是一个程序运行之后的全局类。所以我们必须找到解密之后的源Apk的Application类,运行的他的onCreate方法,这样源Apk才开始他的运行生命周期。这里我们如何得到源Apk的Application的类呢?这个我们后面会说道。使用meta标签进行设置。
下面来看一下整体的流程图:
所以我们看到这里还需要一个核心的技术就是动态加载。关于动态加载技术,不了解的同学可以看这篇文章:
http://blog.csdn.net/jiangwei0910410003/article/details/48104581
下面来看一下代码:
-
package com.example.reforceapk;
-
-
import java.io.BufferedInputStream;
-
import java.io.ByteArrayInputStream;
-
import java.io.ByteArrayOutputStream;
-
import java.io.DataInputStream;
-
import java.io.File;
-
import java.io.FileInputStream;
-
import java.io.FileOutputStream;
-
import java.io.IOException;
-
import java.lang.ref.WeakReference;
-
import java.lang.reflect.Method;
-
import java.util.ArrayList;
-
import java.util.HashMap;
-
import java.util.Iterator;
-
import java.util.zip.ZipEntry;
-
import java.util.zip.ZipInputStream;
-
-
import android.app.Application;
-
import android.app.Instrumentation;
-
import android.content.Context;
-
import android.content.pm.ApplicationInfo;
-
import android.content.pm.PackageManager;
-
import android.content.pm.PackageManager.NameNotFoundException;
-
import android.content.res.AssetManager;
-
import android.content.res.Resources;
-
import android.content.res.Resources.Theme;
-
import android.os.Bundle;
-
import android.util.ArrayMap;
-
import android.util.Log;
-
import dalvik.system.DexClassLoader;
-
-
public class ProxyApplication extends Application{
-
private static final String appkey = "APPLICATION_CLASS_NAME";
-
private String apkFileName;
-
private String odexPath;
-
private String libPath;
-
-
-
@Override
-
protected void attachBaseContext(Context base) {
-
super.attachBaseContext(base);
-
try {
-
-
File odex = this.getDir("payload_odex", MODE_PRIVATE);
-
File libs = this.getDir("payload_lib", MODE_PRIVATE);
-
odexPath = odex.getAbsolutePath();
-
libPath = libs.getAbsolutePath();
-
apkFileName = odex.getAbsolutePath() + "/payload.apk";
-
File dexFile = new File(apkFileName);
-
Log.i("demo", "apk size:"+dexFile.length());
-
if (!dexFile.exists())
-
{
-
dexFile.createNewFile();
-
-
byte[] dexdata = this.readDexFileFromApk();
-
-
-
this.splitPayLoadFromDex(dexdata);
-
}
-
-
Object currentActivityThread = RefInvoke.invokeStaticMethod(
-
"android.app.ActivityThread", "currentActivityThread",
-
new Class[] {}, new Object[] {});
-
String packageName = this.getPackageName();
-
-
ArrayMap mPackages = (ArrayMap) RefInvoke.getFieldOjbect(
-
"android.app.ActivityThread", currentActivityThread,
-
"mPackages");
-
WeakReference wr = (WeakReference) mPackages.get(packageName);
-
-
DexClassLoader dLoader = new DexClassLoader(apkFileName, odexPath,
-
libPath, (ClassLoader) RefInvoke.getFieldOjbect(
-
"android.app.LoadedApk", wr.get(), "mClassLoader"));
-
-
-
RefInvoke.setFieldOjbect("android.app.LoadedApk", "mClassLoader",
-
wr.get(), dLoader);
-
-
Log.i("demo","classloader:"+dLoader);
-
-
try{
-
Object actObj = dLoader.loadClass("com.example.forceapkobj.MainActivity");
-
Log.i("demo", "actObj:"+actObj);
-
}catch(Exception e){
-
Log.i("demo", "activity:"+Log.getStackTraceString(e));
-
}
-
-
-
} catch (Exception e) {
-
Log.i("demo", "error:"+Log.getStackTraceString(e));
-
e.printStackTrace();
-
}
-
}
-
-
@Override
-
public void onCreate() {
-
{
-
-
-
Log.i("demo", "onCreate");
-
-
String appClassName = null;
-
try {
-
ApplicationInfo ai = this.getPackageManager()
-
.getApplicationInfo(this.getPackageName(),
-
PackageManager.GET_META_DATA);
-
Bundle bundle = ai.metaData;
-
if (bundle != null && bundle.containsKey("APPLICATION_CLASS_NAME")) {
-
appClassName = bundle.getString("APPLICATION_CLASS_NAME");
-
} else {
-
Log.i("demo", "have no application class name");
-
return;
-
}
-
} catch (NameNotFoundException e) {
-
Log.i("demo", "error:"+Log.getStackTraceString(e));
-
e.printStackTrace();
-
}
-
-
Object currentActivityThread = RefInvoke.invokeStaticMethod(
-
"android.app.ActivityThread", "currentActivityThread",
-
new Class[] {}, new Object[] {});
-
Object mBoundApplication = RefInvoke.getFieldOjbect(
-
"android.app.ActivityThread", currentActivityThread,
-
"mBoundApplication");
-
Object loadedApkInfo = RefInvoke.getFieldOjbect(
-
"android.app.ActivityThread$AppBindData",
-
mBoundApplication, "info");
-
-
RefInvoke.setFieldOjbect("android.app.LoadedApk", "mApplication",
-
loadedApkInfo, null);
-
Object oldApplication = RefInvoke.getFieldOjbect(
-
"android.app.ActivityThread", currentActivityThread,
-
"mInitialApplication");
-
-
ArrayList<Application> mAllApplications = (ArrayList<Application>) RefInvoke
-
.getFieldOjbect("android.app.ActivityThread",
-
currentActivityThread, "mAllApplications");
-
mAllApplications.remove(oldApplication);
-
-
ApplicationInfo appinfo_In_LoadedApk = (ApplicationInfo) RefInvoke
-
.getFieldOjbect("android.app.LoadedApk", loadedApkInfo,
-
"mApplicationInfo");
-
ApplicationInfo appinfo_In_AppBindData = (ApplicationInfo) RefInvoke
-
.getFieldOjbect("android.app.ActivityThread$AppBindData",
-
mBoundApplication, "appInfo");
-
appinfo_In_LoadedApk.className = appClassName;
-
appinfo_In_AppBindData.className = appClassName;
-
Application app = (Application) RefInvoke.invokeMethod(
-
"android.app.LoadedApk", "makeApplication", loadedApkInfo,
-
new Class[] { boolean.class, Instrumentation.class },
-
new Object[] { false, null });
-
RefInvoke.setFieldOjbect("android.app.ActivityThread",
-
"mInitialApplication", currentActivityThread, app);
-
-
-
ArrayMap mProviderMap = (ArrayMap) RefInvoke.getFieldOjbect(
-
"android.app.ActivityThread", currentActivityThread,
-
"mProviderMap");
-
Iterator it = mProviderMap.values().iterator();
-
while (it.hasNext()) {
-
Object providerClientRecord = it.next();
-
Object localProvider = RefInvoke.getFieldOjbect(
-
"android.app.ActivityThread$ProviderClientRecord",
-
providerClientRecord, "mLocalProvider");
-
RefInvoke.setFieldOjbect("android.content.ContentProvider",
-
"mContext", localProvider, app);
-
}
-
-
Log.i("demo", "app:"+app);
-
-
app.onCreate();
-
}
-
}
-
-
-
-
-
-
-
private void splitPayLoadFromDex(byte[] apkdata) throws IOException {
-
int ablen = apkdata.length;
-
-
byte[] dexlen = new byte[4];
-
System.arraycopy(apkdata, ablen - 4, dexlen, 0, 4);
-
ByteArrayInputStream bais = new ByteArrayInputStream(dexlen);
-
DataInputStream in = new DataInputStream(bais);
-
int readInt = in.readInt();
-
System.out.println(Integer.toHexString(readInt));
-
byte[] newdex = new byte[readInt];
-
-
System.arraycopy(apkdata, ablen - 4 - readInt, newdex, 0, readInt);
-
-
-
-
-
newdex = decrypt(newdex);
-
-
-
File file = new File(apkFileName);
-
try {
-
FileOutputStream localFileOutputStream = new FileOutputStream(file);
-
localFileOutputStream.write(newdex);
-
localFileOutputStream.close();
-
} catch (IOException localIOException) {
-
throw new RuntimeException(localIOException);
-
}
-
-
-
ZipInputStream localZipInputStream = new ZipInputStream(
-
new BufferedInputStream(new FileInputStream(file)));
-
while (true) {
-
ZipEntry localZipEntry = localZipInputStream.getNextEntry();
-
if (localZipEntry == null) {
-
localZipInputStream.close();
-
break;
-
}
-
-
String name = localZipEntry.getName();
-
if (name.startsWith("lib/") && name.endsWith(".so")) {
-
File storeFile = new File(libPath + "/"
-
+ name.substring(name.lastIndexOf(‘/‘)));
-
storeFile.createNewFile();
-
FileOutputStream fos = new FileOutputStream(storeFile);
-
byte[] arrayOfByte = new byte[1024];
-
while (true) {
-
int i = localZipInputStream.read(arrayOfByte);
-
if (i == -1)
-
break;
-
fos.write(arrayOfByte, 0, i);
-
}
-
fos.flush();
-
fos.close();
-
}
-
localZipInputStream.closeEntry();
-
}
-
localZipInputStream.close();
-
-
-
}
-
-
-
-
-
-
-
private byte[] readDexFileFromApk() throws IOException {
-
ByteArrayOutputStream dexByteArrayOutputStream = new ByteArrayOutputStream();
-
ZipInputStream localZipInputStream = new ZipInputStream(
-
new BufferedInputStream(new FileInputStream(
-
this.getApplicationInfo().sourceDir)));
-
while (true) {
-
ZipEntry localZipEntry = localZipInputStream.getNextEntry();
-
if (localZipEntry == null) {
-
localZipInputStream.close();
-
break;
-
}
-
if (localZipEntry.getName().equals("classes.dex")) {
-
byte[] arrayOfByte = new byte[1024];
-
while (true) {
-
int i = localZipInputStream.read(arrayOfByte);
-
if (i == -1)
-
break;
-
dexByteArrayOutputStream.write(arrayOfByte, 0, i);
-
}
-
}
-
localZipInputStream.closeEntry();
-
}
-
localZipInputStream.close();
-
return dexByteArrayOutputStream.toByteArray();
-
}
-
-
-
-
private byte[] decrypt(byte[] srcdata) {
-
for(int i=0;i<srcdata.length;i++){
-
srcdata[i] = (byte)(0xFF ^ srcdata[i]);
-
}
-
return srcdata;
-
}
-
-
-
-
protected AssetManager mAssetManager;
-
protected Resources mResources;
-
protected Theme mTheme;
-
-
protected void loadResources(String dexPath) {
-
try {
-
AssetManager assetManager = AssetManager.class.newInstance();
-
Method addAssetPath = assetManager.getClass().getMethod("addAssetPath", String.class);
-
addAssetPath.invoke(assetManager, dexPath);
-
mAssetManager = assetManager;
-
} catch (Exception e) {
-
Log.i("inject", "loadResource error:"+Log.getStackTraceString(e));
-
e.printStackTrace();
-
}
-
Resources superRes = super.getResources();
-
superRes.getDisplayMetrics();
-
superRes.getConfiguration();
-
mResources = new Resources(mAssetManager, superRes.getDisplayMetrics(),superRes.getConfiguration());
-
mTheme = mResources.newTheme();
-
mTheme.setTo(super.getTheme());
-
}
-
-
@Override
-
public AssetManager getAssets() {
-
return mAssetManager == null ? super.getAssets() : mAssetManager;
-
}
-
-
@Override
-
public Resources getResources() {
-
return mResources == null ? super.getResources() : mResources;
-
}
-
-
@Override
-
public Theme getTheme() {
-
return mTheme == null ? super.getTheme() : mTheme;
-
}
-
-
}
首先我们来看一下具体步骤的代码实现:
1>、得到脱壳Apk中的dex文件,然后从这个文件中得到源程序Apk.进行解密,然后加载
-
-
@Override
-
protected void attachBaseContext(Context base) {
-
super.attachBaseContext(base);
-
try {
-
-
File odex = this.getDir("payload_odex", MODE_PRIVATE);
-
File libs = this.getDir("payload_lib", MODE_PRIVATE);
-
odexPath = odex.getAbsolutePath();
-
libPath = libs.getAbsolutePath();
-
apkFileName = odex.getAbsolutePath() + "/payload.apk";
-
File dexFile = new File(apkFileName);
-
Log.i("demo", "apk size:"+dexFile.length());
-
if (!dexFile.exists())
-
{
-
dexFile.createNewFile();
-
-
byte[] dexdata = this.readDexFileFromApk();
-
-
-
this.splitPayLoadFromDex(dexdata);
-
}
-
-
Object currentActivityThread = RefInvoke.invokeStaticMethod(
-
"android.app.ActivityThread", "currentActivityThread",
-
new Class[] {}, new Object[] {});
-
String packageName = this.getPackageName();
-
-
ArrayMap mPackages = (ArrayMap) RefInvoke.getFieldOjbect(
-
"android.app.ActivityThread", currentActivityThread,
-
"mPackages");
-
WeakReference wr = (WeakReference) mPackages.get(packageName);
-
-
DexClassLoader dLoader = new DexClassLoader(apkFileName, odexPath,
-
libPath, (ClassLoader) RefInvoke.getFieldOjbect(
-
"android.app.LoadedApk", wr.get(), "mClassLoader"));
-
-
-
RefInvoke.setFieldOjbect("android.app.LoadedApk", "mClassLoader",
-
wr.get(), dLoader);
-
-
Log.i("demo","classloader:"+dLoader);
-
-
try{
-
Object actObj = dLoader.loadClass("com.example.forceapkobj.MainActivity");
-
Log.i("demo", "actObj:"+actObj);
-
}catch(Exception e){
-
Log.i("demo", "activity:"+Log.getStackTraceString(e));
-
}
-
-
-
} catch (Exception e) {
-
Log.i("demo", "error:"+Log.getStackTraceString(e));
-
e.printStackTrace();
-
}
-
}
这里需要注意的一个问题,就是我们需要找到一个时机,就是在脱壳程序还没有运行起来的时候,来加载源程序的Apk,执行他的onCreate方法,那么这个时机不能太晚,不然的话,就是运行脱壳程序,而不是源程序了。查看源码我们知道。Application中有一个方法:attachBaseContext这个方法,他在Application的onCreate方法执行前就会执行了,那么我们的工作就需要在这里进行
1)、从脱壳程序Apk中找到源程序Apk,并且进行解密操作
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File odex = this.getDir("payload_odex", MODE_PRIVATE);
-
File libs = this.getDir("payload_lib", MODE_PRIVATE);
-
odexPath = odex.getAbsolutePath();
-
libPath = libs.getAbsolutePath();
-
apkFileName = odex.getAbsolutePath() + "/payload.apk";
-
File dexFile = new File(apkFileName);
-
Log.i("demo", "apk size:"+dexFile.length());
-
if (!dexFile.exists())
-
{
-
dexFile.createNewFile();
-
-
byte[] dexdata = this.readDexFileFromApk();
-
-
-
this.splitPayLoadFromDex(dexdata);
-
}
这个脱壳解密操作一定要和我们之前的加壳以及加密操作对应,不然就会出现Dex加载错误问题
A) 从Apk中获取到Dex文件
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private byte[] readDexFileFromApk() throws IOException {
-
ByteArrayOutputStream dexByteArrayOutputStream = new ByteArrayOutputStream();
-
ZipInputStream localZipInputStream = new ZipInputStream(
-
new BufferedInputStream(new FileInputStream(
-
this.getApplicationInfo().sourceDir)));
-
while (true) {
-
ZipEntry localZipEntry = localZipInputStream.getNextEntry();
-
if (localZipEntry == null) {
-
localZipInputStream.close();
-
break;
-
}
-
if (localZipEntry.getName().equals("classes.dex")) {
-
byte[] arrayOfByte = new byte[1024];
-
while (true) {
-
int i = localZipInputStream.read(arrayOfByte);
-
if (i == -1)
-
break;
-
dexByteArrayOutputStream.write(arrayOfByte, 0, i);
-
}
-
}
-
localZipInputStream.closeEntry();
-
}
-
localZipInputStream.close();
-
return dexByteArrayOutputStream.toByteArray();
-
}
其实就是解压Apk文件,直接得到dex文件即可
B) 从脱壳Dex中得到源Apk文件
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private void splitPayLoadFromDex(byte[] apkdata) throws IOException {
-
int ablen = apkdata.length;
-
-
byte[] dexlen = new byte[4];
-
System.arraycopy(apkdata, ablen - 4, dexlen, 0, 4);
-
ByteArrayInputStream bais = new ByteArrayInputStream(dexlen);
-
DataInputStream in = new DataInputStream(bais);
-
int readInt = in.readInt();
-
System.out.println(Integer.toHexString(readInt));
-
byte[] newdex = new byte[readInt];
-
-
System.arraycopy(apkdata, ablen - 4 - readInt, newdex, 0, readInt);
-
-
-
-
-
newdex = decrypt(newdex);
-
-
-
File file = new File(apkFileName);
-
try {
-
FileOutputStream localFileOutputStream = new FileOutputStream(file);
-
localFileOutputStream.write(newdex);
-
localFileOutputStream.close();
-
} catch (IOException localIOException) {
-
throw new RuntimeException(localIOException);
-
}
-
-
-
ZipInputStream localZipInputStream = new ZipInputStream(
-
new BufferedInputStream(new FileInputStream(file)));
-
while (true) {
-
ZipEntry localZipEntry = localZipInputStream.getNextEntry();
-
if (localZipEntry == null) {
-
localZipInputStream.close();
-
break;
-
}
-
-
String name = localZipEntry.getName();
-
if (name.startsWith("lib/") && name.endsWith(".so")) {
-
File storeFile = new File(libPath + "/"
-
+ name.substring(name.lastIndexOf(‘/‘)));
-
storeFile.createNewFile();
-
FileOutputStream fos = new FileOutputStream(storeFile);
-
byte[] arrayOfByte = new byte[1024];
-
while (true) {
-
int i = localZipInputStream.read(arrayOfByte);
-
if (i == -1)
-
break;
-
fos.write(arrayOfByte, 0, i);
-
}
-
fos.flush();
-
fos.close();
-
}
-
localZipInputStream.closeEntry();
-
}
-
localZipInputStream.close();
-
-
-
}
C) 解密源程序Apk
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-
private byte[] decrypt(byte[] srcdata) {
-
for(int i=0;i<srcdata.length;i++){
-
srcdata[i] = (byte)(0xFF ^ srcdata[i]);
-
}
-
return srcdata;
-
}
这个解密算法和加密算法是一致的
2>、加载解密之后的源程序Apk
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-
Object currentActivityThread = RefInvoke.invokeStaticMethod(
-
"android.app.ActivityThread", "currentActivityThread",
-
new Class[] {}, new Object[] {});
-
String packageName = this.getPackageName();
-
-
ArrayMap mPackages = (ArrayMap) RefInvoke.getFieldOjbect(
-
"android.app.ActivityThread", currentActivityThread,
-
"mPackages");
-
WeakReference wr = (WeakReference) mPackages.get(packageName);
-
-
DexClassLoader dLoader = new DexClassLoader(apkFileName, odexPath,
-
libPath, (ClassLoader) RefInvoke.getFieldOjbect(
-
"android.app.LoadedApk", wr.get(), "mClassLoader"));
-
-
-
RefInvoke.setFieldOjbect("android.app.LoadedApk", "mClassLoader",
-
wr.get(), dLoader);
-
-
Log.i("demo","classloader:"+dLoader);
-
-
try{
-
Object actObj = dLoader.loadClass("com.example.forceapkobj.MainActivity");
-
Log.i("demo", "actObj:"+actObj);
-
}catch(Exception e){
-
Log.i("demo", "activity:"+Log.getStackTraceString(e));
-
}
2)、找到源程序的Application程序,让其运行
-
@Override
-
public void onCreate() {
-
{
-
-
-
Log.i("demo", "onCreate");
-
-
String appClassName = null;
-
try {
-
ApplicationInfo ai = this.getPackageManager()
-
.getApplicationInfo(this.getPackageName(),
-
PackageManager.GET_META_DATA);
-
Bundle bundle = ai.metaData;
-
if (bundle != null && bundle.containsKey("APPLICATION_CLASS_NAME")) {
-
appClassName = bundle.getString("APPLICATION_CLASS_NAME");
-
} else {
-
Log.i("demo", "have no application class name");
-
return;
-
}
-
} catch (NameNotFoundException e) {
-
Log.i("demo", "error:"+Log.getStackTraceString(e));
-
e.printStackTrace();
-
}
-
-
Object currentActivityThread = RefInvoke.invokeStaticMethod(
-
"android.app.ActivityThread", "currentActivityThread",
-
new Class[] {}, new Object[] {});
-
Object mBoundApplication = RefInvoke.getFieldOjbect(
-
"android.app.ActivityThread", currentActivityThread,
-
"mBoundApplication");
-
Object loadedApkInfo = RefInvoke.getFieldOjbect(
-
"android.app.ActivityThread$AppBindData",
-
mBoundApplication, "info");
-
-
RefInvoke.setFieldOjbect("android.app.LoadedApk", "mApplication",
-
loadedApkInfo, null);
-
Object oldApplication = RefInvoke.getFieldOjbect(
-
"android.app.ActivityThread", currentActivityThread,
-
"mInitialApplication");
-
-
ArrayList<Application> mAllApplications = (ArrayList<Application>) RefInvoke
-
.getFieldOjbect("android.app.ActivityThread",
-
currentActivityThread, "mAllApplications");
-
mAllApplications.remove(oldApplication);
-
-
ApplicationInfo appinfo_In_LoadedApk = (ApplicationInfo) RefInvoke
-
.getFieldOjbect("android.app.LoadedApk", loadedApkInfo,
-
"mApplicationInfo");
-
ApplicationInfo appinfo_In_AppBindData = (ApplicationInfo) RefInvoke
-
.getFieldOjbect("android.app.ActivityThread$AppBindData",
-
mBoundApplication, "appInfo");
-
appinfo_In_LoadedApk.className = appClassName;
-
appinfo_In_AppBindData.className = appClassName;
-
Application app = (Application) RefInvoke.invokeMethod(
-
"android.app.LoadedApk", "makeApplication", loadedApkInfo,
-
new Class[] { boolean.class, Instrumentation.class },
-
new Object[] { false, null });
-
RefInvoke.setFieldOjbect("android.app.ActivityThread",
-
"mInitialApplication", currentActivityThread, app);
-
-
-
ArrayMap mProviderMap = (ArrayMap) RefInvoke.getFieldOjbect(
-
"android.app.ActivityThread", currentActivityThread,
-
"mProviderMap");
-
Iterator it = mProviderMap.values().iterator();
-
while (it.hasNext()) {
-
Object providerClientRecord = it.next();
-
Object localProvider = RefInvoke.getFieldOjbect(
-
"android.app.ActivityThread$ProviderClientRecord",
-
providerClientRecord, "mLocalProvider");
-
RefInvoke.setFieldOjbect("android.content.ContentProvider",
-
"mContext", localProvider, app);
-
}
-
-
Log.i("demo", "app:"+app);
-
-
app.onCreate();
-
}
-
}
直接在脱壳的Application中的onCreate方法中进行就可以了。这里我们还可以看到是通过AndroidManifest.xml中的meta标签获取源程序Apk中的Application对象的。
下面来看一下AndoridManifest.xml文件中的内容:
在这里我们定义了源程序Apk的Application类名。
项目下载:http://download.csdn.net/detail/jiangwei0910410003/9102741
四、运行程序
那么到这里我们就介绍完了,这三个项目的内容,下面就来看看如何运行吧:
运行步骤:
第一步:得到源程序Apk文件和脱壳程序的Dex文件
运行源程序和脱壳程序项目,之后得到这两个文件(记得将classes.dex文件改名ForceApkObj.dex),然后使用加壳程序进行加壳:
这里的ForceApkObj.apk文件和ForceApkObj.dex文件是输入文件,输出的是classes.dex文件。
第二步:替换脱壳程序中的classes.dex文件
我们在第一步中得到加壳之后的classes.dex文件之后,并且我们在第一步运行脱壳项目的时候得到一个ReforceApk.apk文件,这时候我们使用解压缩软件进行替换:
第三步:我们在第二步的时候得到替换之后的ReforceApk.apk文件,这个文件因为被修改了,所以我们需要从新对他签名,不然运行也是报错的。
工具下载:http://download.csdn.net/detail/jiangwei0910410003/9102767
下载之后的工具需要用ReforeceApk.apk文件替换ReforceApk_des.apk文件,然后运行run.bat就可以得到签名之后的文件了。
run.bat文件的命令如下:
cd C:\Users\i\Desktop\forceapks
jarsigner -verbose -keystore forceapk -storepass 123456 -keypass 123456 -sigfile CERT -digestalg SHA1 -sigalg MD5withRSA -signedjar ReforceApk_des.apk ReforceApk.apk jiangwei
del ReforceApk.apk
这里最主要的命令就是中间的一条签名的命令,关于命令的参数说明如下:
jarsigner -verbose -keystore 签名文件 -storepass 密码 -keypass alias的密码 -sigfile CERT -digestalg SHA1 -sigalg MD5withRSA 签名后的文件 签名前的apk alias名称
eg:
jarsigner -verbose -keystore forceapk -storepass 123456 -keypass 123456 -sigfile CERT -digestalg SHA1 -sigalg MD5withRSA -signedjar ReforceApk_des.apk ReforceApk_src.apk jiangwei
签名文件的密码:123456
alais的密码:123456
所以这里我们在得到ReforceApk.apk文件的时候,需要签名,关于Eclipse中如何签名一个Apk的话,这里就不多说了,自己google一下吧:
那么通过上面的三个步骤之后我们得到一个签名之后的最终文件:ReforceApk_des.apk
我们安装这个Apk,然后运行,效果如下:
看到运行结果的那一瞬间,我们是多么的开心,多么的有成就感,但是这个过程中遇到的问题,是可想而知的。
我们这个时候再去反编译一下源程序Apk(这个文件是我们脱壳出来的payload.apk,看ReforeceApk中的代码,就知道他的位置了)
发现dex文件格式是不正确的。说明我们的加固是成功的。
五、遇到的问题
1、研究的过程中遇到签名不正确的地方,开始的时候,直接替换dex文件之后,就直接运行了Apk,但是总是提示签名不正确。
2、运行的过程中说找不到源程序中的Activity,这个问题其实我在动态加载的那篇文章中说道了,我们需要在脱壳程序中的AndroidManifest.xml中什么一下源程序中的Activiity:
六、技术要点
1、对Dex文件格式的了解
2、动态加载技术的深入掌握
3、Application的执行流程的了解
4、如何从Apk中得到Dex文件
5、如何从新签名一个Apk程序
七、综合概述
我们通过上面的过程可以看到,关于Apk加固的工作还是挺复杂的,涉及到的东西也挺多的,下面就在来总结一下吧:
1、加壳程序
任务:对源程序Apk进行加密,合并脱壳程序的Dex文件 ,然后输入一个加壳之后的Dex文件
语言:任何语言都可以,不限于Java语言
技术点:对Dex文件格式的解析
2、脱壳程序
任务:获取源程序Apk,进行解密,然后动态加载进来,运行程序
语言:Android项目(Java)
技术点:如何从Apk中获取Dex文件,动态加载Apk,使用反射运行Application
八、总结
Android中的Apk反编译可能是每个开发都会经历的事,但是在反编译的过程中,对于源程序的开发者来说那是不公平的,那么Apk加固也是应运而生,但是即使是这样,我们也还是做不到那么的安全,现在网上也是有很多文章在解析梆梆加固的原理了。而且有人破解成功了,那么加固还不是怎么安全。最后一句话:逆向和加固是一个永不停息的战争。