拿到一个apk包后，怎么判断其是否加壳了？是否做了代码混淆？

阿凡达提问于 2018-11-21 17:22

• 达芬奇密码2018-11-21 17:48

  我们需要先了解一下关于加壳和代码混淆的概念。

  一、混淆代码解析

  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：

  

  1. 压缩（Shrink）：检测并移除代码中无用的类、字段、方法和特性（Attribute）；

  2. 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；

  3. 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；

  4. 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。

  对Dex2jar进行反编译处理后的Apk效果示例：

  

  处理后

  Proguard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

  有一个国外的工具DEGUADR，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100%，但是能在一定程度上帮助反编译代码。

  

  使用DEGUADR解混淆的示例：

  
  

  

  com.xxxxx.common.util.CryptoUtil网站也提供了一种反编译服务，如下所示：

  java.lang.String a(byte[]) -> encodeToString

  java.lang.String a(byte[],boolean,java.lang.String) -> a

  byte[] a(byte[],byte[]) -> encrypt

  byte[] b(byte[]) -> getKey

  byte[] b(byte[],byte[]) -> decrypt

  byte[] d(java.lang.String) -> getKey

  java.lang.String a(byte,char[]) -> a

  java.lang.String a(java.io.File) -> getHash

  java.lang.String a(java.lang.String) -> c

  java.lang.String b(java.lang.String) -> encode

  二、加固技术解析

  加壳又称加固技术为了加强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。

  
  

  整体Dex加固逆向分析

  整体Dex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 Dex\n035，再 dump。以下是在32位系统中的效果示例：

  

  另一种方法就是通过Hook dvmDexFileOpenPartial(void* addr, int len, DvmDex**)。

  
  

  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。
  

  拆分Dex加固逆向分析

  对于Dex拆分加固的逆向分析，如下所示，可以用classdata替换从而组装成新的Dex文件，虽然和原来的Dex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Dexhunter，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

  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。

  
  

  虚拟机加固逆向分析—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。  

  如果将App外包给第三方来做，一定要求其拿出加固方案或者是专业的第三方安全公司的加固方案。App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，感兴趣的朋友欢迎点击此处免费试用。