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怎么浅谈安卓apk加固原理和实现

发表于：2024-11-23 作者：千家信息网编辑

千家信息网最后更新 2024年11月23日，今天就跟大家聊聊有关怎么浅谈安卓apk加固原理和实现，可能很多人都不太了解，为了让大家更加了解，小编给大家总结了以下内容，希望大家根据这篇文章可以有所收获。下面主要向大家介绍apk加固原理和简单实现。

千家信息网最后更新 2024年11月23日怎么浅谈安卓apk加固原理和实现

今天就跟大家聊聊有关怎么浅谈安卓apk加固原理和实现，可能很多人都不太了解，为了让大家更加了解，小编给大家总结了以下内容，希望大家根据这篇文章可以有所收获。

下面主要向大家介绍apk加固原理和简单实现。

一、apk常见加固方式

（1）代码层级加密--代码混淆

代码混淆是一种常用的加密方式。本质是把工程中原来的有具体含义的类名、变量名、方法名，修改成让人看不懂的名字。常见的代码混淆工具proguard（有兴趣的可以自己看一下该工具：http://t.cn/ELjgHdi）。该加密方式只是对工程提供了最小的保护，并不是说不能逆向破解；只是说难度增加，需要耐心。

（2） Dex文件加密

dex是Android工程中的代码资源文件，通过dex可以反编译出java代码。dex的加壳是常见的加密方式。通过对dex文件加密拼接加壳，可以有效的对工程代码进行保护。apk工程在安装成功后，app启动时会有dex解密的过程，然后重新加载解密后的dex文件。

第二种加密方式也就是本文要为大家分享的加密方式。基本原理是在jni层，使用DexClassLoader动态加载技术完成对加密classex.dex的动态加载，dex文件可以附属在assert或raw目录。

二、apk加固原理

（1）apk文件结构

解压一个apk包，可以看到如下目录结构：

assets：存放工程资源(图片、本地html等)文件的目录

Lib：存放ndk编译出来的so文件（so:C/C++编译出的文件）

META-INF：

该目录下存放的是签名信息，用来保证apk包的完整性和系统的安全性：

CERT.RSA：保存着该应用程序的证书和授权信息

CERT.SF：保存着SHA-1信息资源列表

MANIFEST.MF：清单信息

res：存放资源（布局xml、布局xml引用图片等）文件的目录

AndroidManifest.xml：清单文件，它描述了应用的名字、版本、权限、注册的服务等信息

classes.dex：java源码编译经过编译后生成的dalvik字节码文件，主要在Dalvik虚拟机上运行的主要代码部分

resources.arsc：编译后的二进制资源文件

META-INF文件主要是跟签名有关的文件，保证了apk的完整性和安全性。apk每次重新签名需要删除该文件夹。
需要大家主要关注的是classes.dex文件：因为apk加固主要是对dex文件进行的加密。

(2)Dex文件结构

Java源文件生成Dex文件的映射关系

dex文件可以理解为由java文件编译生产的，直观表现就是dex文件可以编译出java源码；

dex文件的作用是记录整个工程（通常是一个Android工程）的所有类文件的信息；

dex文件是从class文件演变而来的，class文件存在冗余信息，dex文件则去掉了冗余，并且整合了整个工程的类信息。

Dex文件结构

文件头header包含了dex文件的信息，也是大家需要关注的部分。因为下面的操作中会有dex文件的修改操作，而判断是否是正确的dex文件是由header部分决定的。

下面看一下header部分的信息：

struct DexFile { 
  DexHeader     header;
  DexStringId     StringIds[StringIdsSize];
      DexTypeId      TypeIds[typeIdsSize];
        DexProtoId     ProtoIds[protoIdsSize]; 
        DexFieldId      FieldIds[fieldIdsSize]; 
       DexMethodId   MethodIds[methodIdsSize];
     DexClassDef    Data[]; 
     DexLink        LinkData;
 }

Dex文件header部分结构体信息

Header部分有需要注意的三个字段：checksum字段、signature字段、filesize字段。

checksum字段： checksum是校验码字段，校验dex数据的完整性

signature字段： signature是SHA-1签名字段，dex数据完整性校验

signature字段：保存classes.dex文件总长度

之所以关注这三个字段，是因为后面会有对dex的重新拼接。dex拼接后要修改这三个字段，字段修改正确后才可以保证dex的正确加载。

(3)Dex文件整体加固原理

上图对象解析：

源apk：需要加密的apk程序，源dex来自于源apk

壳程序：Android工程，提供壳dex，壳dex主要作为工程入口，解密出源dex，映射到源dex等操作

加密程序：java工程，主要是做对源dex加密且和壳dex合并成新dex的操作

(4)整个工程加载原理

APP启动-->自定义Application中attachBaseContext()方法-->自定义Application工程onCreate()方法-->源Application

1、自定义Application来自于壳程序的dex，加密合成的新dex前半部分就是壳程序的dex，这部分是没任何问题，可以正常加载。该Application中attachBaseContext方法会做解密操作，解密出源dex并放置在固定目录下，添加dex的加载映射；映射到源dex目录。

2、自定义Application工程onCreate()方法添加源dex加载的入口；即源dex的application和mainActivity。

3、程序正常启动；源dex被正确加载。

三、apk加固实现

准备：

SourceProject：

需要加密源程序,自定义application为：

com. targetapk

MyApplication，主activity为：

com. targetapk.MainActivity

jiaguApk：java工程，dex加密合并操作

shellApk：android工程，提供壳dex；自定义Application设定为：

org.hackcode.ProxyApplication

SourceProject是简单的Android工程demo，编译生成生成被壳加密的sourceProject.apk
jiaguApk是主要作用是加密源sourceProject.apk中dex文件；然后拼接到壳dex后面生成新的dex
shellApk是壳工程，主要是作为加密后apk的伪入口，加密后的apk工程会先加载壳工程提供Application：org.hackcode.ProxyApplication，解密、映射等操作

整体加密步骤：

1.反编译目标app(sourceProject.apk)，得到sourceProject文件；sourceProject.apk来源于SourceProject工程

2.修改sourceProject文件中的manifest文件，将自定义Application设定为"org.hackcode.ProxyApplication"

3.拿到sourceProject文件中的dex文件，压缩为TargetApk.zip

4.反编译壳apk：apktool.bat d shellApk.apk，得到shellApk文件

5.拿到shellApk文件下的classes.dex和TargetApk.zip，加密合成新的classes.dex文件

6.新合成的class.dex替换sourceProject文件中的class.dex

7.删除sourceProject文件中的META-INF文件，重压缩成zip文件

8.重新签名