搜索

[12532] 2018-03-31_一文了解安卓APP逆向分析与保护机制

文档创建者：s7ckTeam
浏览次数：1
最后更新：2025-01-18
2018-03-31_一文了解安卓APP逆向分析与保护机制 一 文 了 解 安 卓 A P P 逆 向 分 析 与 保 护 机 制 w a n g y i y u n y i d u n   F r e e B u f   2 0 1 8 - 0 3 - 3 1 “ 知 物 由 学 知 物 由 学 ” 是 网 易 云 易 盾 打 造 的 一 个 品 牌 栏 目 ， 词 语 出 自 汉 是 网 易 云 易 盾 打 造 的 一 个 品 牌 栏 目 ， 词 语 出 自 汉 · 王 充 《 论 衡 王 充 《 论 衡 · 实 知 》 。 人 ， 能 力 有 高 下 之 分 ， 学 习 实 知 》 。 人 ， 能 力 有 高 下 之 分 ， 学 习 才 知 道 事 物 的 道 理 ， 而 后 才 有 智 慧 ， 不 去 求 问 就 不 会 知 道 。 才 知 道 事 物 的 道 理 ， 而 后 才 有 智 慧 ， 不 去 求 问 就 不 会 知 道 。 “ 知 物 由 学 知 物 由 学 ” 希 望 通 过 一 篇 篇 技 术 干 货 、 趋 势 解 读 、 希 望 通 过 一 篇 篇 技 术 干 货 、 趋 势 解 读 、 人 物 思 考 和 沉 淀 给 你 带 来 收 获 的 同 时 ， 也 希 望 打 开 你 的 眼 界 ， 成 就 不 一 样 的 你 。 人 物 思 考 和 沉 淀 给 你 带 来 收 获 的 同 时 ， 也 希 望 打 开 你 的 眼 界 ， 成 就 不 一 样 的 你 。 以 下 为 文 章 正 文 ： 想 知 道 A n d r o i d   A p p 常 见 的 保 护 方 法 及 其 对 应 的 逆 向 分 析 方 法 吗 ？ 网 易 云 易 盾 资 深 安 全 工 程 师   钟 亚 平 3 月 1 7 日 ， 安 卓 巴 士 全 球 开 发 者 论 坛 在 重 庆 举 办 ， 网 易 资 深 安 全 工 程 师 钟 亚 平 出 席 交 流 活 动 ， 并 做 《 安 卓 A P P 逆 向 与 保 护 》 的 演 讲 。 在 分 享 中 ， 他 介 绍 了   A n d r o i d   A p p 常 见 保 护 方 法 及 其 对 应 的 逆 向 分 析 方 法 ， 以 及 分 析 了 常 见 的 加 固 方 案 原 理 与 对 抗 方 法 。 安 卓 A P P 安 全 包 含 很 多 内 容 ， 本 次 分 享 了 混 淆 代 码 、 整 体 D e x 加 固 、 拆 分   D e x   加 固 、 虚 拟 机 加 固 等 方 面 。 事 实 上 ， 这 些 内 容 也 是 国 内 近 几 年 A n d r o i d   A p p 安 全 保 护 的 一 种 主 要 趋 势 。 一 、 混 淆 代 码 一 、 混 淆 代 码 J a v a 代 码 是 非 常 容 易 反 编 译 的 ， 作 为 一 种 跨 平 台 的 、 解 释 型 语 言 ， J a v a   源 代 码 被 编 译 成 中 间 “ 字 节 码 ” 存 储 于 c l a s s 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 J a v a 源 代 码 。 为 了 很 好 地 保 护 J a v a 源 代 码 ， 开 发 者 往 往 会 对 编 译 好 的 c l a s s 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 。 P r o G u a r d 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 。 P r o g u a r d 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 （ S h r i n k ） ： 检 测 并 移 除 代 码 中 无 用 的 类 、 字 段 、 方 法 和 特 性 （ A t t r i b u t e ） ； 优 化 （ O p t i m i z e ） ： 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 p r i v a t e / s t a t i c / f i n a l ， 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 （ O b f u s c a t e ） ： 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 （ P r e v e i r f y ） ： 在 J a v a 平 台 上 对 处 理 后 的 代 码 进 行 预 检 ， 确 保 加 载 的 c l a s s 文 件 是 可 执 行 的 。 在 分 享 中 ， 钟 亚 平 展 示 了 利 用 P r o g u a r d ， 对 D e x 2 j a r 进 行 反 编 译 处 理 后 的 A p k 效 果 示 例 ： P r o g u a r d 处 理 后 P r o g u a r d 混 淆 器 不 仅 能 够 保 护 代 码 ， 而 且 能 够 精 简 编 译 后 的 程 序 大 小 ， 减 少 内 存 占 用 。
混 淆 代 码 逆 向 分 析 混 淆 代 码 逆 向 分 析 如 果 想 要 反 编 译 混 淆 代 码 ， 钟 亚 平 分 享 了 一 个 国 外 的 工 具 D E G U A D R ， 它 能 够 通 过 统 计 的 方 式 来 解 混 淆 。 虽 然 这 个 工 具 的 正 确 率 达 不 到 1 0 0 % ， 但 是 能 在 一 定 程 度 上 帮 助 反 编 译 代 码 。 使 用 D E G U A D R 解 混 淆 的 示 例 ： c o m . x x x x x . c o m m o n . u t i l . C r y p t o U t i l 网 站 也 提 供 了 一 种 反 编 译 服 务 ， 如 下 所 示 ： 二 、 整 体 二 、 整 体 D e x 加 固 加 固 为 了 加 强 A n d r o i d 保 护 强 度 ， 随 着 安 全 技 术 的 发 展 ， 又 出 现 了 新 型 的 “ 加 固 技 术 ” 。 D E X 加 固 是 对 D E X 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 。 j a v a . l a n g . S t r i n g   a ( b y t e [ ] )   - >   e n c o d e T o S t r i n g j a v a . l a n g . S t r i n g   a ( b y t e [ ] , b o o l e a n , j a v a . l a n g . S t r i n g )   - >   a   b y t e [ ]   a ( b y t e [ ] , b y t e [ ] )   - >   e n c r y p t   b y t e [ ]   b ( b y t e [ ] )   - >   g e t K e y   b y t e [ ]   b ( b y t e [ ] , b y t e [ ] )   - >   d e c r y p t   b y t e [ ]   d ( j a v a . l a n g . S t r i n g )   - >   g e t K e y   j a v a . l a n g . S t r i n g   a ( b y t e , c h a r [ ] )   - >   a   j a v a . l a n g . S t r i n g   a ( j a v a . i o . F i l e )   - >   g e t H a s h   j a v a . l a n g . S t r i n g   a ( j a v a . l a n g . S t r i n g )   - >   c   j a v a . l a n g . S t r i n g   b ( j a v a . l a n g . S t r i n g )   - >   e n c o d e
整 体 加 固 技 术 的 原 理 如 上 所 示 ， 包 括 替 换 a p p l i c a t i o n / c l a s s e s . d e x 、 解 密 / 动 态 加 载 原 c l a s s e s . d e x 、 调 用 原 a p p l i c a t i o n 相 关 方 法 、 将 原 a p p l i c a t i o n 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 c l a s s e s . d e x ， 通 过 加 密 编 译 好 的 最 终 d e x 源 码 文 件 ， 然 后 在 一 个 新 项 目 中 用 新 项 目 的 a p p l i c a t i o n 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 。 整 体 整 体 D e x 加 固 逆 向 分 析 加 固 逆 向 分 析 整 体 D e x 加 固 逆 向 分 析 有 两 种 常 用 的 方 法 。 其 一 是 在 内 存 中 暴 力 搜 索   d e x n 0 3 5 ， 再   d u m p 。 以 下 是 在 3 2 位 系 统 中 的 效 果 示 例 ： 另 一 种 方 法 就 是 通 过 H o o k d v m D e x F i l e O p e n P a r t i a l ( v o i d   a d d r ,   i n t   l e n ,   D v m D e x * ) 。 三 、 拆 分 三 、 拆 分 D e x 加 固 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 a p k 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 ， d e x 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 d e x 文 件 的 数 据 结 构 。 D e x 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 ， d e x 文 件 是 一 个 以 c l a s s 为 核 心 组 装 起 来 的 文 件 ， 其 中 最 重 要 的 是 c l a s s d a t a 和 c l a s s c o d e 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 c l a s s 数 据 和 字 节 码 数 据 ， 反 编 译 出 来 也 不 完 整 ， 安 全 性 较 高 。
拆 分 拆 分 D e x 加 固 逆 向 分 析 加 固 逆 向 分 析 对 于 d e x 拆 分 加 固 的 逆 向 分 析 ， 如 下 所 示 ， 可 以 用 c l a s s d a t a 替 换 从 而 组 装 成 新 的 d e x 文 件 ， 虽 然 和 原 来 的 d e x 文 件 不 会 完 全 一 致 ， 但 也 在 一 定 程 度 上 复 原 了 被 拆 分 数 据 的 样 子 。 但 要 注 意 的 是 ， 这 种 方 法 仅 适 用 于 被 拆 分 出 去 的 数 据 变 形 一 次 性 完 成 ， 也 就 是 说 ， 在 有 其 他 保 护 思 路 的 情 况 下 尽 量 避 免 使 用 ， 而 且 即 使 有 需 要 也 尽 量 选 在 用 到 这 个 类 的 时 候 才 去 恢 复 。 此 外 还 有 一 个 更 底 层 一 些 的 工 具 d e x h u n t e r ， 这 个 工 具 较 为 前 卫 ， 但 同 时 也 有 一 些 局 限 性 ， 譬 如 部 分 指 令 数 据 会 被 优 化 ， 形 成 的 代 码 界 面 不 是 很 美 观 等 等 。
四 、 虚 拟 机 加 固 四 、 虚 拟 机 加 固 虚 拟 机 加 固 也 属 于 d e x 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 a d d - i n t   v 0 ,   v 1 ,   v 2 、 s u b - i n t   v 0 ,   v 1 ,   v 2 、 m u l - i n t   v 0 ,   v 1 ,   v 2 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 a d d - i n t   v 0 ,   v 1 ,   v 2 、 s u b - i n t   v 0 ,   v 1 ,   v 2 、 m u l - i n t   v 0 ,   v 1 ,   v 2 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 。 虚 拟 机 加 固 逆 向 分 析 — H O O K   J N I   接 口
这 种 方 式 下 的 逆 向 分 析 ， 一 方 面 可 以 通 过 H O O K   J N I   接 口 来 实 现 ， 它 有 两 种 实 现 方 式 。 其 一 是 类 成 员 / 静 态 变 量 操 作 相 关 接 口 ， 比 如 ： G e t S t a t i c D o u b l e F i e l d S e t S t a t i c D o u b l e F i e l d   G e t D o u b l e F i e l d   S e t D o u b l e F i e l d   … ( b y t e ,   o b j e c t ,   i n t , l o n g … ) 其 二 是 反 射 调 用 类 方 法 ， 比 如 ： C a l l V o i d M e t h o d A C a l l B o o l e a n M e t h o d A   C a l l S h o r t M e t h o d A   C a l l O b j e c t M e t h o d A   … C a l l S t a t i c V o i d M e t h o d A C a l l S t a t i c B o o l e a n M e t h o d A   C a l l S t a t i c S h o r t M e t h o d A   C a l l S t a t i c O b j e c t M e t h o d A   … ( b y t e ,   i n t ,   l o n g , d o u b l e   … ) C a l l O b j e c t M e t h o d A ( J N I E n v *   e n v ,   j o b j e c t   o b j e c t ,   j m e t h o I D   m e t h o d ,   … ) 通 过 H O O K J N I   接 口 实 现 虚 拟 机 加 固 逆 向 分 析 通 过 H O O K   J N I   接 口 不 用 逆 向 底 层 ， 就 可 以 了 解 A P P 大 致 的 调 用 流 程 。 但 是 对 于 复 杂 的 调 用 过 程 ， 或 者 虚 拟 化 方 法 数 量 较 多 的 情 况 ， 这 种 逆 向 分 析 手 段 看 起 来 会 比 较 混 乱 ； 对 于 不 需 要 返 射 到 J a v a 层 执 行 的 指 令 ， 如 算 术 、 逻 辑 运 算 等 ， 则 无 法 监 控 到 。 虚 拟 机 加 固 逆 向 分 析 虚 拟 机 加 固 逆 向 分 析 — 分 析 指 令 操 作 码 映 射 分 析 指 令 操 作 码 映 射 另 一 方 面 ， 也 可 以 通 过 分 析 指 令 操 作 码 映 射 来 逆 向 分 析 。 在 同 一 加 固 版 本 ， 或 者 映 射 关 系 相 同 的 情 况 下 ， 可 以 采 取 以 下 所 示 的 方 法 ： 但 在 实 际 情 况 中 ， 每 次 加 固 时 的 映 射 关 系 都 是 随 机 变 化 的 ， 如 下 所 示 ， 这 种 情 况 下 就 无 法 直 接 建 立 映 射 关 系 。
不 依 赖 于 操 作 码 的 映 射 关 系 只 与 虚 拟 机 结 构 有 关 ， 所 以 需 要 根 据 偏 移 关 系 建 立 映 射 关 系 ， 从 而 进 行 逆 向 分 析 。 以 上 就 是 此 次 《 安 卓 A P P 逆 向 与 保 护 》 主 题 的 全 部 分 享 内 容 。 安 卓 A P P 逆 向 保 护 作 为 开 发 工 作 中 的 重 要 内 容 ， 一 直 是 网 易 云 易 盾 致 力 于 提 供 的 应 用 服 务 。 “ 后 续 ， 我 们 将 在 S O 加 密 保 护 方 面 进 行 更 加 深 入 的 研 究 ， 钟 亚 平 最 后 说 到 。
* 本 文 作 者 ： 本 文 作 者 ： w a n g y i y u n y i d u n ， 转 载 请 注 明 来 自 ， 转 载 请 注 明 来 自 F r e e B u f . C O M 阅 读 原 文
回复

举报

高级模式
B Color Image Link Quote Code Smilies
您需要登录后才可以回帖 登录 | 立即注册

本版积分规则

使用Markdown编辑器编辑 使用富文本编辑器编辑

Archiver| 手机版| 小黑屋|
Powered by Discuz! X3.4 Copyright © 2001-2020, Tencent Cloud. 商业源码建议获取授权，如侵犯您的权益，请联系客服处理