Android App的破解技术有哪些?如何防止反编译?

阿凡达2018-06-20 19:13

 现在最流行的App破解技术大多是基于一定相关技术的基础:如一定阅读Java代码的能力、有一些Android基础、会使用eclipse的一些Android调试的相关工具以及了解一些smali的语法规范和字段的自定范围,再利用现有的各种工具:如APKtool、dex2jar、jd-gui以及签名工具。有了这些前基础和工具,就可以破解很多没有加反编译保护措施的App。

那么如何就安卓App安全进行保护了,以下内容将会为读者作出详解。

安卓App安全包含很多内容,其中包括混淆代码、整体Dex加固、拆分Dex加固、虚拟机加固等方面。事实上,这些内容也是国内近几年Android App安全保护的一种主要趋势。


一、混淆代码


Java代码是非常容易反编译的,作为一种跨平台的、解释型语言,Java 源代码被编译成中间“字节码”存储于class文件中。由于跨平台的需要,这些字节码带有许多的语义信息,很容易被反编译成Java源代码。为了很好地保护Java源代码,开发者往往会对编译好的class文件进行混淆处理。


混淆就是对发布出去的程序进行重新组织和处理,使得处理后的代码与处理前代码完成相同的功能,而混淆后的代码很难被反编译,即使反编译成功也很难得出程序的真正语义。ProGuard就是一个混淆代码的开源项目,能够对字节码进行混淆、缩减体积、优化等处理。


Proguard处理流程图如下所示,包含压缩、优化、混淆、预检四个主要环节:

  • 压缩(Shrink):检测并移除代码中无用的类、字段、方法和特性(Attribute);
  • 优化(Optimize):对字节码进行优化,移除无用的指令。优化代码,非入口节点类会加上private/static/final,没有用到的参数会被删除,一些方法可能会变成内联代码;
  • 混淆(Obfuscate):使用a、b、c、d这样简短而无意义的名称,对类、字段和方法进行重命名;
  • 预检(Preveirfy):在Java平台上对处理后的代码进行预检,确保加载的class文件是可执行的。

  • 二、整体Dex加固

    为了加强Android保护强度,随着安全技术的发展,又出现了新型的“加固技术”。DEX加固是对DEX文件进行加壳防护,防止被静态反编译工具破解而泄露源码,最刚开始出现的是整体加固技术方案。

    整体加固技术的原理如上所示,包括替换application/classes.dex、解密/动态加载原classes.dex、调用原application相关方法、将原application对象/名称设置到系统内部相关变量四大环节。其中最为关键的一步就是解密/动态加载原classes.dex,通过加密编译好的最终dex源码文件,然后在一个新项目中用新项目的application启动来解密原项目代码并加载到内存中,再把当前进程替换为解密后的代码,能够很好地隐藏源码并防止直接性的反编译。


    三、拆分Dex加固

    随着业务规模发展到一定程度,不断地加入新功能、添加新的类库,代码在急剧膨胀的同时,相应的apk包的大小也急剧增加,那么简单的整体加固方案就不能很好地满足安全需求,在整体加固方案之外又出现了拆分加固的技术方案。

    但是如上所示,dex文件在加固时,针对中间缺失的一部分数据会以解密后的数据来替换,有的时候这种拆分替换也会导致数据不准确。那么到底应该拆分什么样的数据呢?就需要了解一下dex文件的数据结构。

    Dex文件结构极为复杂,以下图示选取了其中较为重要的内容。事实上,dex文件是一个以class为核心组装起来的文件,其中最重要的是classdata和classcode两部分,有其特定的接口和指令数据,选取这两部分来拆分的话,即使拆分出来也不会泄露class数据和字节码数据,反编译出来也不完整,安全性较高。


    四、虚拟机加固

    虚拟机加固也属于dex拆分加固的一种,它是对字节做了一些变化处理。如下所示,这是一个正常安卓系统中的代码,在其中进行了虚拟机加固操作:

    以add-int v0, v1, v2、sub-int v0, v1, v2、mul-int v0, v1, v2这三条指令进行替换,然后进行加固编译,这样子操作后,即使把替换后的数据恢复了,也不会以add-int v0, v1, v2、sub-int v0, v1, v2、mul-int v0, v1, v2这三条指令进行替换,然后进行加固编译,这样子操作后,即使把替换后的数据恢复了,也不会变形成为之前的字节码,安全系数较高。

    以上是3月17日在重庆举办的安卓巴士全球开发者论坛上,网易资深安全工程师钟亚平《安卓App逆向与保护》演讲的重点节选。

    完整演讲内容请见这里:一文了解安卓App逆向分析与保护机制

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