android apk 反编译

2023-06-05,,

Apk文件结构
  apk文件实际是一个zip压缩包,可以通过解压缩工具解开。以下是我们用zip解开helloworld.apk文件后看到的内容。可以看到其结构跟新建立的工程结构有些类似。

java代码:

    |-- AndroidManifest.xml
    |-- META-INF
    | |-- CERT.RSA
    | |-- CERT.SF
    | `-- MANIFEST.MF
    |-- classes.dex
    |-- res
    | |-- drawable
    | | `-- icon.png
    | `-- layout
    | `-- main.xml
    `-- resources.arsc

复制代码

Manifest文件
  AndroidManifest.xml是每个应用都必须定义和包含的,它描述了应用的名字、版本、权限、引用的库文件等等信息[ , ],如要把apk上传到Google Market上,也要对这个xml做一些配置。网上已有很多资料,在此就不多做介绍了。
       在apk中的AndroidManifest.xml是经过压缩的,可以通过AXMLPrinter2工具[ , ]解开,具体命令为:

java代码:

    java -jar AXMLPrinter2.jar AndroidManifest.xml

复制代码

META-INF目录
  META-INF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。在eclipse编译生成一个api包时,会对所有要打包的文件做一个校验计算,并把计算结果放在META-INF目录下。而在OPhone平台上安装apk包时,应用管理器会按照同样的算法对包里的文件做校验,如果校验结果与META-INF下的内容不一致,系统就不会安装这个apk。这就保证了apk包里的文件不能被随意替换。比如拿到一个apk包后,如果想要替换里面的一幅图片,一段代码, 或一段版权信息,想直接解压缩、替换再重新打包,基本是不可能的。如此一来就给病毒感染和恶意修改增加了难度,有助于保护系 统的安全。

classes.dex文件
       classes.dex是java源码编译后生成的java字节码文件。但由于Android使用的dalvik虚拟机与标准的java虚拟机是不兼容的,dex文件与class文件相比,不论是文件结构还是opcode都不一样。目前常见的java反编译工具都不能处理dex文件。

Android模拟器中提供了一个dex文件的反编译工具,dexdump。用法为首先启动Android模拟器,把要查看的dex文件用adb push上传的模拟器中,然后通过adb shell登录,找到要查看的dex文件,执行dexdump xxx.dex。

仍然以hello world程序作为演示。

java代码:

    # dexdump classes.dex
    Processing 'classes.dex'...
    Opened 'classes.dex', DEX version '035'
    Class #0 -
    Class descriptor : 'Lhello/world/R$attr;'

    Class #5 -
    Class descriptor : 'Lhello/world/hello;'
    Access flags : 0x0001 (PUBLIC)
    Superclass : 'Landroid/app/Activity;'
    Interfaces -
    Static fields -
    Instance fields -
    Direct methods -
    #0 : (in Lhello/world/hello;)
    name : '<init>'
    type : '()V'
    access : 0x10001 (PUBLIC CONSTRUCTOR)
    code -
    registers : 1
    ins : 1
    outs : 1
    insns size : 4 16-bit code units
    catches : (none)
    positions :
    0x0000 line=7
    locals :
    0x0000 - 0x0004 reg=0 this Lhello/world/hello;
    Virtual methods -
    #0 : (in Lhello/world/hello;)
    name : 'onCreate'
    type : '(Landroid/os/Bundle;)V'
    access : 0x0001 (PUBLIC)
    code -
    registers : 4
    ins : 2
    outs : 2
    insns size : 17 16-bit code units
    catches : (none)
    positions :
    0x0000 line=11
    0x0003 line=13
    0x0008 line=14
    0x000d line=15
    0x0010 line=16
    locals :
    0x0008 - 0x0011 reg=0 test Landroid/widget/TextView;
    0x0000 - 0x0011 reg=2 this Lhello/world/hello;
    0x0000 - 0x0011 reg=3 savedInstanceState Landroid/os/Bundle;
    source_file_idx : 27 (hello.java)
    复制代码  Dexdump的结果可以看到有class0到class5六个class,跟工程目录下bin目录中的class数目相对应,可以想象dex文件包含了所有的class文件。但对hello.java的反编译结果(Class #5)中很难发现我们做的修改,即如何输出“hello, OPhone”。分支跳转表的反编译不完整,严格来说就没有完整的dump出来。fill-array-data表也存在同样的问题。还有其他很多限制。总的来说dexdump反编的结果可读性很差。

    目前在网上能找到的另一个dex文件的反编译工具是Dedexer。Dedexer可以读取dex格式的文件,生成一种类似于汇编语言的输出。这种输出与jasmin[ ]的输出相似,但包含的是Dalvik的字节码。我们会在下一节详细介绍一下Dedexer。

    res目录
            res目录存放资源文件。关于apk文件中的资源管理,OPhone SDN网站上已经有文章做过详细介绍[ ],就不在此敷述。

    resources.arsc
            编译后的二进制资源文件。

    反编译工具Dedexer
            Dedexer是目前在网上能找到的唯一一个反编译dex文件的开源工具[ ]。Dedexer下载后需要编译才能使用。如果你用过ant编译java程序,那么编译Dedexer是一件非常简单的工作。注意目前Dedexer的最新版本是1.5,只能使用junit4.5编译。下面以linux环境为例,讲一下Dedexer的编译使用过程。

    下载ddx1.5.zip后,解压缩会产生一个dedexer目录,其中包含build.xml文件。我们需要根据本机的环境配置build.xml的内容,注意下面的粗体部分是我本机的配置。

    java代码:

      <!-- Directories of the project -->
      <property name="home" value="/home/danny/myproject/dedex/dedexer"/>
      <property name="junit-home" value="/home/danny/myproject/dedex"/>
      <!-- Directories derived from the source tree root -->
      <property name="classdir" value="${home}/classes"/>
      <property name="src" value="${home}/sources"/>
      <property name="testbase" value="${home}/testfiles"/>
      <!-- Directories derived from the JUnit base -->
      <property name="junit_jar" value="${junit-home}/junit-4.5.jar"/>

    复制代码

    环境配置好之后可以开始编译了。当然要保证你已经安装好了ant编译工具。执行ant。

    java代码:

      danny@danny-desktop:~/myproject/dedex$ ant
      Buildfile: build.xml
      init:
      [mkdir] Created dir: /home/danny/myproject/dedex/dedexer/classes
      compile:
      [javac] Compiling 48 source files to /home/danny/myproject/dedex/dedexer/classes
      [javac] Note: /home/danny/myproject/dedex/dedexer/sources/hu/uw/pallergabor/dedexer/Annotation.java uses unchecked or unsafe operations.
      [javac] Note: Recompile with -Xlint:unchecked for details.
      package:
      [jar] Building jar: /home/danny/myproject/dedex/dedexer/ddx.jar
      BUILD SUCCESSFUL
      Total time: 3 seconds

    复制代码

    好了,编译dedexer成功,只用了3秒种,生成了ddx.jar文件。我习惯修改一下它的文件名,加上版本号。用来反编译的命令如下:

    java代码:

      danny@danny-desktop:~/myproject/dedex$ java -jar ddx1.5.jar -d [target folder] classes.dex
      Processing hello/world/R$string
      Processing hello/world/R$layout
      Processing hello/world/hello
      Processing hello/world/R$attr
      Processing hello/world/R
      Processing hello/world/R$drawable

    复制代码

    dedexer为每个class文件生成了一个后缀为ddx的文件。不出所料,有6个ddx文件。

    java代码:

      danny@danny-desktop:~/myproject/dedex$ ls hello/world/
      R$attr.ddx R.ddx R$drawable.ddx R$layout.ddx R$string.ddx hello.ddx

    复制代码

    看一下我们所关心的hello.ddx的内容。

    java代码:

      class public hello/world/hello
      .super android/app/Activity
      .source hello.java
      .method public <init>()V
      .line 7
      invoke-direct {v0},android/app/Activity/<init> ; <init>()V
      return-void
      .end method
      .method public onCreate(Landroid/os/Bundle;)V
      .line 11
      invoke-super {v2,v3},android/app/Activity/onCreate ; onCreate(Landroid/os/Bundle;)V
      .line 13
      new-instance v0,android/widget/TextView
      invoke-direct {v0,v2},android/widget/TextView/<init> ; <init>(Landroid/content/Context;)V
      .line 14
      const-string v1,"hello, OPhone"
      invoke-virtual {v0,v1},android/widget/TextView/setText ; setText(Ljava/lang/CharSequence;)V
      .line 15
      invoke-virtual {v2,v0},hello/world/hello/setContentView ; setContentView(Landroid/view/View;)V
      .line 16
      return-void
      .end method

    复制代码

    从反编译的结果来看,代码的可读性仍然比较差,但比dexdump相比要好一些。我们能够看到“hello, OPhone”字符串是通过invoke-virtual {v0, v1}, android/widget/TextView/setText调用的。
      dedexer与dexdump相比至少有3个优点。一,不需要在android模拟器中运行。二,把dex文件按照java源代码package的目录结构建好了目录,每个class文件对应一个ddx文件。不像dexdump那样把所有的结果都放在一起。三,按照Dedexer作者的说法,可以把Dedexer作为一个像jasmin那样的反编译引擎,目前好多强大的java反编译工具都是以jasmin作为反编译引擎的。

android apk 反编译的相关教程结束。

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