Android安全攻防战，反编译与混淆技术完全解析（上）

反编译

public class MainActivity extends AppCompatActivity {        @Override      protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {          super.onCreate(savedInstanceState);          setContentView(R.layout.activity_main);          Button button = (Button) findViewById(R.id.button);          button.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {              @Override              public void onClick(View v) {                  Toast.makeText(MainActivity.this, "you clicked button", Toast.LENGTH_SHORT).show();              }          });      }    }

activity_main.xml中的资源如下所示：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>  <RelativeLayout  xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android" android:layout_width="match_parent" android:layout_height="match_parent" android:paddingBottom="@dimen/activity_vertical_margin" android:paddingLeft="@dimen/activity_horizontal_margin" android:paddingRight="@dimen/activity_horizontal_margin" android:paddingTop="@dimen/activity_vertical_margin">        <Button  android:id="@+id/button" android:layout_width="wrap_content" android:layout_height="wrap_content" android:text="Button"/>    </RelativeLayout>

然后我们将代码打成一个APK包，并命名成Demo.apk，再把它安装到手机上，结果如下所示：

好的，到这里准备工作就已经基本完成了，接下来就让我们开始对这个Demo程序进行反编译吧。

反编译代码

要想将APK文件中的代码反编译出来，我们需要用到以下两款工具：

• dex2jar 这个工具用于将dex文件转换成jar文件
  下载地址： http://sourceforge.net/projects/dex2jar/files/
• jd-gui 这个工具用于将jar文件转换成java代码
  下载地址： http://jd.benow.ca/

将这两个工具都下载好并解压，然后我们就开始对Demo程序进行反编译。解压dex2jar压缩包后，你会发现有很多个文件，如下图所示：

其中我们要用到的是d2j-dex2jar.bat这个文件，当然如果你是linux或mac系统的话就要用d2j-dex2jar.sh这个文件。

然后我们将Demo.apk文件也进行解压，如果不知道怎么直接解压的可以先将文件重命名成Demo.zip，然后用解压软件打开。解压之后你会发现里面有一个classes.dex文件，如下图所示：

这个classes.dex文件就是存放所有java代码的地方了，我们将它拷贝到dex2jar解压后的目录下，并在cmd中也进入到同样的目录，然后执行：

d2j-dex2jar classes.dex

执行结果如下图所示：

没有报任何错误，这就说明我们已经转换成功了。现在观察dex2jar目录，你会发现多了一个文件，如下图所示：

可以看到，classes-dex2jar.jar这个文件就是我们借助工具之后成功转换出来的jar文件了。但是对于我们而言，jar文件也不是可读的，因此这里还需要再借助一下jd-gui这个工具来将jar文件转换成java代码。

下面就很简单了，使用jd-gui工具打开classes-dex2jar.jar这个文件，结果如下图所示：

OK，由此可见，我们的代码反编译工作已经成功了，MainActivity中的代码非常清晰，基本已经做到了90%以上的还原工作。但是如果想要做到100%的代码还原还是非常有难度的，因为像setContentView()方法传入的参数，其实就是一个资源的id值而已，那么这里反编译也就只能将相应的id值进行还原，而无法变成像R.layout.activity_main这样直观的代码展示。

另外，除了MainActivity之外，还有很多其它的代码也被反编译出来了，因为当前项目有引用support-v4和support-v7的包，这些引用的library也会作为代码的一部分被打包到classes.dex文件当中，因此反编译的时候这些代码也会一起被还原。

好的，学完了反编译代码，接下来我们看一下如何反编译资源。

反编译资源

其实细心的朋友可能已经观察到了，刚才Demo.apk的解压目录当中不是已经有资源文件了吗，有AndroidManifest.xml文件，也有res目录。进入res目录当中，内容如下图所示：

这不是所有资源文件都在这里了么？其实这些资源文件都是在打包的时候被编译过了，我们直接打开的话是看不到明文的，不信的话我们打开AndroidManifest.xml文件来瞧一瞧，内容如下图所示：

可以看到，这代码是完全没法阅读的。当然如果你去打开activity_main.xml看看，结果也不会好到哪儿去：

由此可见，直接对APK包进行解压是无法得到它的原始资源文件的，因此我们还需要对资源进行反编译才行。

要想将APK文件中的资源反编译出来，又要用到另外一个工具了：

• apktool这个工具用于最大幅度地还原APK文件中的9-patch图片、布局、字符串等等一系列的资源。

  下载地址： http://ibotpeaches.github.io/Apktool/install/

关于这个工具的下载我还要再补充几句，我们需要的就是apktool.bat和apktool.jar这两个文件。目前apktool.jar的最新版本是2.0.3，这里我就下载最新的了，然后将apktool_2.0.3.jar重命名成apktool.jar，并将它们放到同一个文件夹下就可以了，如下图所示：

接下来的工作就很简单了，我们将Demo.apk拷贝到和这两个文件同样的目录当中，然后cmd也进入到这个目录下，并在cmd中执行如下命令：

apktool d Demo.apk

其中d是decode的意思，表示我们要对Demo.apk这个文件进行解码。那除了这个基本用法之外，我们还可以再加上一些附加参数来控制decode的更多行为：

• -f 如果目标文件夹已存在，则强制删除现有文件夹（默认如果目标文件夹已存在，则解码失败）。
• -o 指定解码目标文件夹的名称（默认使用APK文件的名字来命名目标文件夹）。
• -s 不反编译dex文件，也就是说classes.dex文件会被保留（默认会将dex文件解码成smali文件）。
• -r 不反编译资源文件，也就是说resources.arsc文件会被保留（默认会将resources.arsc解码成具体的资源文件）。

常用用法就这么多了，那么上述命令的执行结果如下图所示：

这就说明反编译资源已经成功了。

当然即使你在和我执行一模一样的操作，也有可能会在这里反编译失败，比如说会报如下错误：

出现这个错误的原因很有可能是你之前使用过apktool的老版本进行过反编译操作，然后apktool就会在你系统的 C:\Users\Administrator\apktool\framework 这个目录下生成一个名字为 1.apk 的缓存文件，将这个缓存文件删除掉，然后再重新执行反编译命令应该就可以成功了。

现在你会发现在当前目录下多了一个Demo文件夹，这个文件夹中存放的就是反编译的结果了。我们可以打开AndroidManifest.xml来瞧一瞧，如下图所示：

怎么样？这样就完全能看得懂了吧，然后可以再到res/layout中看一下activity_main.xml文件，如下图所示：

可以看到，activity_main.xml中的内容基本和源代码中的内容是一致的，外层是一个RelativeLayout，里面则是一个Button。你可以再到其它目录中去看一看别的资源，基本上都是可以正常还原的，这样我们就把反编译资源的方法也已经掌握了。

重新打包

其中，original文件夹下存放的是未经反编译过、原始的AndroidManifest.xml文件，res文件夹下存放的是反编译出来的所有资源，smali文件夹下存放的是反编译出来的所有代码，AndroidManifest.xml则是经过反编译还原后的manifest文件。这里值得一提的是smali文件夹，如果你进入到这个文件夹中你会发现它的目录结构和我们源码中src的目录结构是几乎一样的，主要的区别就是所有的java文件都变成了smali文件。smali文件其实也是真正的源代码，只不过它的语法和java完全不同，它有点类似于汇编的语法，是Android虚拟机所使用的寄存器语言，语法结构大概如下所示：

看上去有点晕头转向是吗？但是如果你一旦能够看得懂smali文件的话，那么你就可以做很恐怖的事情了——你可以随意修改应用程序内的逻辑，将其进行破解！

不过我对这种黑技术并没有什么太大的兴趣，因此我也没有去做具体研究，但即使是这样，也已经可以对程序的逻辑做一定程度的修改了。比如说当我们点击按钮时会弹出 you clicked button 这样一句Toast，逻辑是写在MainActivity按钮点击事件的匿名类当中的，因此这段代码反编译之后一定就会在MainActivity$1.smali这个文件当中，让我们打开瞧一瞧，部分代码如下所示：

虽说多数的代码我是看不懂的，但其中第47行实在太明显了，Toast显示的内容不就是在这里定义的么，那么如果我们想把Demo程序hack掉，就可以将这段字符串给改掉，比如说我把它改成 Your app is been hacked 。

关于smali的语法，网上的资料也非常多，如果你对这门技术十分感兴趣的话可以直接上网去搜，这里我只是简单介绍一下，就不再深入讲解相关知识了。

改了一处代码后我们再来改一处资源吧，比如这里想要把Demo的应用图标给换掉，那么首先我们要准备好一张新的图片，如下图所示：

然后从AndroidManifest.xml文件中可以看出，应用图标使用的是ic_launcher.png这张图片，那么我们将上面篮球这张图片命名成ic_launcher.png，然后拷贝到所有以res/mipmap开头的文件夹当中完成替换操作。在做了两处改动之后，我们现在来把反编译后的Demo文件夹重新打包成APK吧，其实非常简单，只需要在cmd中执行如下命令：

apktool b Demo -o New_Demo.apk

其中b是build的意思，表示我们要将Demo文件夹打包成APK文件，-o用于指定新生成的APK文件名，这里新的文件叫作New_Demo.apk。执行结果如下图所示：

现在你会发现在同级目录下面生成了一个新的APK文件：

不过不要高兴得太早了，目前这个New_Demo.apk还是不能安装的，因为它还没有进行签名。那么如果这是别人的程序的话，我们从哪儿能拿到它原来的签名文件呢？很显然，这是根本没有办法拿到的，因此我们只能拿自己的签名文件来对这个APK文件重新进行签名，但同时也表明我们重新打包出来的软件就是个十足的盗版软件。这里大家学学技术就好了，希望不要有任何人去做什么坏事情。

那么这里我就用一个之前生成好的签名文件了，使用Android Studio或者Eclipse都可以非常简单地生成一个签名文件。

有了签名文件之后在cmd中执行签名命令就可以进行签名了，命令格式如下：

jarsigner -verbose -sigalg SHA1withRSA -digestalg SHA1 -keystore 签名文件名 -storepass 签名密码 待签名的APK文件名 签名的别名

zipalign 4 New_Demo.apk New_Demo_aligned.apk

其中4是固定值不能改变，后面指定待对齐的APK文件名和对齐后的APK文件名。运行这段命令之后就会生成一个New_Demo_aligned.apk文件，如下所示：

这个New_Demo_aligned.apk就是我们重新打包签名对齐后的文件了，现在把它安装到手机上，效果如下图所示：

可以看到，应用图标已经成功改成了篮球，另外点击按钮后弹出的Toast的提示也变成了我们修改后的文字，说明重新打包操作确实已经成功了。

好的，我们把反编译代码、反编译资源、重新打包这三大主题的内容都已经掌握了，关于反编译相关的内容就到这里，下篇文章会介绍Android代码混淆方面的相关技术，敬请期待。