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    Android应用的加固与逆向

    业界 admin 13浏览 0评论

    文章目录

      • 前言
      • 名词释义
      • APK结构
      • 加固手段
      • 逆向
        • dex文件
        • resources.arsc
        • React Native
      • 主要逆向工具
      • Hook工具
        • Xposed
        • Frida
        • SubstrateCydia
      • 加固平台
      • TODO
      • 文档链接
      • 参考文献

    前言

    加固与逆向是安卓攻防的两个方面。搞安卓研发时间长了就不可避免走到这一步。既要研究别人的实现，又要保护好自己的东西。个人认为，逆向仅仅用于技术研究，不得窃取别人隐私和商业数据。

    名词释义

    • java：编写好的程序源代码
    • class：.java文件通过javac 编译后的字节码文件，jvm直接运行的文件
    • jar：Java Archive，java二进制归档文件，多个.class文件打包的文件
    • aar：Android Archive，Android二进制归档文件，由jar和Android资源文件
    • dex：将.class优化打包后的文件，dalvik虚拟机则是.dex可执行文件
    • smali：Smali，Baksmali分别是指安卓系统里的Java虚拟机（Dalvik）所使用的一种.dex格式文件的汇编器，反汇编器。类似于汇编代码。
    • apk：Android application package，包含.dex、resource文件资源、assets原生文件资源、应用证书签名、AndroidManifest等组成

    APK结构

    • assets文件夹：原始资源文件夹，对应着Android工程的assets文件夹，一般用于存放原始的图片、txt、css等资源文件。
    • lib：存放应用需要的引用第三方SDK的so库。比如一些底层实现的图片处理、音视频处理、数据加密的库等。而该文件夹下有时会多一个层级，这是根据不同CPU 型号而划分的，如 ARM，ARM-v7a，x86等。
    • META-INF：保存apk签名信息，保证apk的完整性和安全性。
    • res：资源文件夹，其中的资源文件包括了布局(layout)，常量值(values)，颜色值(colors)，尺寸值(dimens)，字符串(strings)，自定义样式(styles)等。
    • AndroidManifest.xml文件：全局配置文件，里面包含了版本信息、activity、broadcasts等基本配置。不过这里的是二进制的xml文件，无法直接查看，需要反编译后才能查看。
    • classes.dex文件：这是安卓代码的核心部分,，dex是在Dalvik虚拟机上可以执行的文件。这里有classes.dex 4个文件，说明工程的方法数较多，进行了dex拆分。如果apk的方法数超过了65535，会生成多个dex文件，反编译的话需要对这多个dex文件均进行转换Jar包处理。
    • resources.arsc文件：记录资源文件和资源id的映射关系。

    加固手段

    传统App加固技术，前后经历了四代技术变更，保护级别每一代都有所提升，但其固有的安全缺陷和兼容性问题始终未能得到解决。而新一代加固技术—虚机源码保护，适用代码类型更广泛，App保护级别更高，兼容性更强，堪称未来级别的保护方案。

    逆向

    dex文件

    逆向的主体是java/kotlin代码和javascript代码。

    resources.arsc

    resources.arsc是Android编译后生成的产物，主要是用来建立资源映射关系，为了清晰地理解其中的映射逻辑，有必要剖析resources.arsc的结构。

    React Native

    index.android.bundle 文件是由 React Native 应用程序在 Android 平台上生成的一种二进制文件。它包含了应用程序的 JavaScript 代码和资源文件。

    反编译 index.android.bundle 文件可以使用工具如 “react-native-bundle-decoder” 或 “bundler-decoder”。这些工具可以将二进制文件转换成可读的 JavaScript 代码。

    但是经过JS引擎Hermes处理过的index.android.bundle就得靠别的工具了。采用hbctool即可解密。

    hbctool disasm index.android.bundle .

    还有个工具：https://github/P1sec/hermes-dec

    hbc-decompiler assets/index.android.bundle /tmp/my_output_file.js

    不过反编译出来的js文件可读性比较差。

    主要逆向工具

    • 逆向工具汇总
    • Shell
    • dex2jar
    • Dextra: Dalvik和ART相关的文件格式查看工具，随着Android Internals book一起发行的
    • 010Edtor: 二进制文件解析工具，支持很多文件格式模版脚本，很强大
    • LIEF: 简化ELF文件分析的辅助脚本，其实还有很多功能，读者可以慢慢发掘
    • jadx: APK反编译工具，很强大
    • IDAPro: 老牌的分析神器，反汇编专业工具，支持APK分析，Native代码分析以及动态调试
    • apktool ：反编译apk,重构。
    • dex2jar ：反编译apk，解压 classes.dex 文件
    • JD-GUI ：将class文件反编译成java源代码
    • AndroidKiller : 可视化、全自动的反编译、编译、签名；支持批量编译APK。
    • AndroidCrackTool： mac反编译工具
    • GDA：第一款国产交互式反编译器
    • jadx：反编译利器，支持命令行和图形界面
    • autosign：签名工具
    • Unidbg ：java Hook 框架
    • 抓包分析：Charles

    基本过程：Charles，jadx，python+frida，r0capture

    Hook工具

    三大hook工具：Frida，Xposed，SubstrateCydia

    Xposed

    优点：在编写Java层hook插件的时候非常好用，这一点完全优越于Frida和SubstrateCydia，因为他也是Android项目，可以直接编写Java代码调用各类api进行操作。而且可以安装到手机上直接使用。

    缺点：配置安装环境繁琐，兼容性差，在Hook底层的时候就很无助了。

    Frida

    优点：在上面我们可以看到他的优点在于配置环境很简单，操作也很便捷，对于破解者开发阶段非常好用。支持Java层和Native层hook操作，在Native层hook如果是非基本类型的话操作有点麻烦。

    缺点：因为他只适用于破解者在开发阶段，也就是他没法像Xposed用于实践生产中，比如我写一个微信外挂用Frida写肯定不行的，因为他无法在手机端运行。也就是破解者用的比较多。

    SubstrateCydia

    优点：可以运行在手机端，和Xposed类似可以用于实践生产中。支持Java层和Native层的hook操作，但是Java层hook不怎么常用，用的比较多的是Native层hook操作，因为他也是Android工程可以引用系统api，操作更为方便。

    缺点：和Xposed一样安装配置环境繁琐，兼容性差。

    以上这三个工具可以说是现在用的最多的hook工具了，总结一句话就是写Java层Hook还是Xposed方便，写Native层Hook还是Cydia了，而对于破解者开发那还是Frida最靠谱了。但是不管怎么样，写外挂最难的也是最重要的不是写代码而是寻找hook点，也就是逆向分析app找到那个地方，然后写hook代码实现插件功能。

    加固平台

    • 阿里聚安全 链接：jaq.alibaba/
    • 腾讯云应用乐固 链接：www.qcloud/product/cr
    • 360加固保 链接：jiagu.360/
    • 梆梆加固 链接：dev.bangcle/
    • 爱加密 链接：safe.ijiami/
      开发APP从一门开始www.yimenapp

    其它：
    APP打包：https://www.yimenapp/more.html
    EXE打包：https://www.yimenapp/exe.html
    商城APP：https://www.yimenapp/shop.html
    IOS免签打包：https://www.yimenapp/iosmianqian.html
    APP上架：https://www.yimenapp/iosup.html
    APP软著申请：https://www.yimenapp/softpage.html
    SSL申请：https://www.yimenapp/ssl.html
    Discuz APP:https://www.yimenapp/discuz.html
    教程汇总：https://www.yimenapp/jiaocheng.html

    目前360加固大概3000元一月，年付大概18000的样子；
    其他平台比如邦邦，网易加固等价格一般7200一年；
    腾讯乐固目前还有免费版，开发者可以去腾讯加固使用一下免费版；

    对比：

    • 体积（体积小的为优）：360 > 腾讯 > 爱加密 > 阿里 > 梆梆
    • 兼容性： 阿里 > 腾讯 > 360 = 梆梆 > 爱加密
    • 启动速度（时间短为优）： 阿里 > 爱加密 > 360 = 梆梆 > 腾讯
    • 漏洞： 腾讯 > 爱加密 > 360 > 梆梆 > 阿里

    TODO

    混淆和安全加固
    安卓应用是Java开发的，java容易被反编译的特性。
    动态加载
    加密

    文档链接

    • Android App加固原理与技术历程
    • resources.arsc结构分析
    • resources.arsc解析工具
    • 顶象加固平台
    • 常见的加固平台

    参考文献

    https://github/zyq8709/DexHunter
    https://link.springer/chapter/10.1007/978-3-319-26362-5_17
    https://github/CheckPointSW/android_unpacker
    https://github/rednaga/DexHook
    https://github/strazzere/android-unpacker
    https://developer.android/reference/android/app/Application.html
    https://developer.android/reference/android/content/
    ContextWrapper.html#attachBaseContext(android.content.Context)
    https://docs.oracle/cd/E19683-01/816-1386/6m7qcobks/index.html
    https://android.googlesource/platform/bionic/+/android-4.2_r1/linker/README.TXT
    https://lief.quarkslab/
    http://www.sohu/a/167000502_354899
    http://www.gabriel.urdhr.fr/2015/09/28/elf-file-format/
    http://newandroidbook/tools/dextra.html

    文章目录

      • 前言
      • 名词释义
      • APK结构
      • 加固手段
      • 逆向
        • dex文件
        • resources.arsc
        • React Native
      • 主要逆向工具
      • Hook工具
        • Xposed
        • Frida
        • SubstrateCydia
      • 加固平台
      • TODO
      • 文档链接
      • 参考文献

    前言

    加固与逆向是安卓攻防的两个方面。搞安卓研发时间长了就不可避免走到这一步。既要研究别人的实现，又要保护好自己的东西。个人认为，逆向仅仅用于技术研究，不得窃取别人隐私和商业数据。

    名词释义

    • java：编写好的程序源代码
    • class：.java文件通过javac 编译后的字节码文件，jvm直接运行的文件
    • jar：Java Archive，java二进制归档文件，多个.class文件打包的文件
    • aar：Android Archive，Android二进制归档文件，由jar和Android资源文件
    • dex：将.class优化打包后的文件，dalvik虚拟机则是.dex可执行文件
    • smali：Smali，Baksmali分别是指安卓系统里的Java虚拟机（Dalvik）所使用的一种.dex格式文件的汇编器，反汇编器。类似于汇编代码。
    • apk：Android application package，包含.dex、resource文件资源、assets原生文件资源、应用证书签名、AndroidManifest等组成

    APK结构

    • assets文件夹：原始资源文件夹，对应着Android工程的assets文件夹，一般用于存放原始的图片、txt、css等资源文件。
    • lib：存放应用需要的引用第三方SDK的so库。比如一些底层实现的图片处理、音视频处理、数据加密的库等。而该文件夹下有时会多一个层级，这是根据不同CPU 型号而划分的，如 ARM，ARM-v7a，x86等。
    • META-INF：保存apk签名信息，保证apk的完整性和安全性。
    • res：资源文件夹，其中的资源文件包括了布局(layout)，常量值(values)，颜色值(colors)，尺寸值(dimens)，字符串(strings)，自定义样式(styles)等。
    • AndroidManifest.xml文件：全局配置文件，里面包含了版本信息、activity、broadcasts等基本配置。不过这里的是二进制的xml文件，无法直接查看，需要反编译后才能查看。
    • classes.dex文件：这是安卓代码的核心部分,，dex是在Dalvik虚拟机上可以执行的文件。这里有classes.dex 4个文件，说明工程的方法数较多，进行了dex拆分。如果apk的方法数超过了65535，会生成多个dex文件，反编译的话需要对这多个dex文件均进行转换Jar包处理。
    • resources.arsc文件：记录资源文件和资源id的映射关系。

    加固手段

    传统App加固技术，前后经历了四代技术变更，保护级别每一代都有所提升，但其固有的安全缺陷和兼容性问题始终未能得到解决。而新一代加固技术—虚机源码保护，适用代码类型更广泛，App保护级别更高，兼容性更强，堪称未来级别的保护方案。

    逆向

    dex文件

    逆向的主体是java/kotlin代码和javascript代码。

    resources.arsc

    resources.arsc是Android编译后生成的产物，主要是用来建立资源映射关系，为了清晰地理解其中的映射逻辑，有必要剖析resources.arsc的结构。

    React Native

    index.android.bundle 文件是由 React Native 应用程序在 Android 平台上生成的一种二进制文件。它包含了应用程序的 JavaScript 代码和资源文件。

    反编译 index.android.bundle 文件可以使用工具如 “react-native-bundle-decoder” 或 “bundler-decoder”。这些工具可以将二进制文件转换成可读的 JavaScript 代码。

    但是经过JS引擎Hermes处理过的index.android.bundle就得靠别的工具了。采用hbctool即可解密。

    hbctool disasm index.android.bundle .

    还有个工具：https://github/P1sec/hermes-dec

    hbc-decompiler assets/index.android.bundle /tmp/my_output_file.js

    不过反编译出来的js文件可读性比较差。

    主要逆向工具

    • 逆向工具汇总
    • Shell
    • dex2jar
    • Dextra: Dalvik和ART相关的文件格式查看工具，随着Android Internals book一起发行的
    • 010Edtor: 二进制文件解析工具，支持很多文件格式模版脚本，很强大
    • LIEF: 简化ELF文件分析的辅助脚本，其实还有很多功能，读者可以慢慢发掘
    • jadx: APK反编译工具，很强大
    • IDAPro: 老牌的分析神器，反汇编专业工具，支持APK分析，Native代码分析以及动态调试
    • apktool ：反编译apk,重构。
    • dex2jar ：反编译apk，解压 classes.dex 文件
    • JD-GUI ：将class文件反编译成java源代码
    • AndroidKiller : 可视化、全自动的反编译、编译、签名；支持批量编译APK。
    • AndroidCrackTool： mac反编译工具
    • GDA：第一款国产交互式反编译器
    • jadx：反编译利器，支持命令行和图形界面
    • autosign：签名工具
    • Unidbg ：java Hook 框架
    • 抓包分析：Charles

    基本过程：Charles，jadx，python+frida，r0capture

    Hook工具

    三大hook工具：Frida，Xposed，SubstrateCydia

    Xposed

    优点：在编写Java层hook插件的时候非常好用，这一点完全优越于Frida和SubstrateCydia，因为他也是Android项目，可以直接编写Java代码调用各类api进行操作。而且可以安装到手机上直接使用。

    缺点：配置安装环境繁琐，兼容性差，在Hook底层的时候就很无助了。

    Frida

    优点：在上面我们可以看到他的优点在于配置环境很简单，操作也很便捷，对于破解者开发阶段非常好用。支持Java层和Native层hook操作，在Native层hook如果是非基本类型的话操作有点麻烦。

    缺点：因为他只适用于破解者在开发阶段，也就是他没法像Xposed用于实践生产中，比如我写一个微信外挂用Frida写肯定不行的，因为他无法在手机端运行。也就是破解者用的比较多。

    SubstrateCydia

    优点：可以运行在手机端，和Xposed类似可以用于实践生产中。支持Java层和Native层的hook操作，但是Java层hook不怎么常用，用的比较多的是Native层hook操作，因为他也是Android工程可以引用系统api，操作更为方便。

    缺点：和Xposed一样安装配置环境繁琐，兼容性差。

    以上这三个工具可以说是现在用的最多的hook工具了，总结一句话就是写Java层Hook还是Xposed方便，写Native层Hook还是Cydia了，而对于破解者开发那还是Frida最靠谱了。但是不管怎么样，写外挂最难的也是最重要的不是写代码而是寻找hook点，也就是逆向分析app找到那个地方，然后写hook代码实现插件功能。

    加固平台

    • 阿里聚安全 链接：jaq.alibaba/
    • 腾讯云应用乐固 链接：www.qcloud/product/cr
    • 360加固保 链接：jiagu.360/
    • 梆梆加固 链接：dev.bangcle/
    • 爱加密 链接：safe.ijiami/
      开发APP从一门开始www.yimenapp

    其它：
    APP打包：https://www.yimenapp/more.html
    EXE打包：https://www.yimenapp/exe.html
    商城APP：https://www.yimenapp/shop.html
    IOS免签打包：https://www.yimenapp/iosmianqian.html
    APP上架：https://www.yimenapp/iosup.html
    APP软著申请：https://www.yimenapp/softpage.html
    SSL申请：https://www.yimenapp/ssl.html
    Discuz APP:https://www.yimenapp/discuz.html
    教程汇总：https://www.yimenapp/jiaocheng.html

    目前360加固大概3000元一月，年付大概18000的样子；
    其他平台比如邦邦，网易加固等价格一般7200一年；
    腾讯乐固目前还有免费版，开发者可以去腾讯加固使用一下免费版；

    对比：

    • 体积（体积小的为优）：360 > 腾讯 > 爱加密 > 阿里 > 梆梆
    • 兼容性： 阿里 > 腾讯 > 360 = 梆梆 > 爱加密
    • 启动速度（时间短为优）： 阿里 > 爱加密 > 360 = 梆梆 > 腾讯
    • 漏洞： 腾讯 > 爱加密 > 360 > 梆梆 > 阿里

    TODO

    混淆和安全加固
    安卓应用是Java开发的，java容易被反编译的特性。
    动态加载
    加密

    文档链接

    • Android App加固原理与技术历程
    • resources.arsc结构分析
    • resources.arsc解析工具
    • 顶象加固平台
    • 常见的加固平台

    参考文献

    https://github/zyq8709/DexHunter
    https://link.springer/chapter/10.1007/978-3-319-26362-5_17
    https://github/CheckPointSW/android_unpacker
    https://github/rednaga/DexHook
    https://github/strazzere/android-unpacker
    https://developer.android/reference/android/app/Application.html
    https://developer.android/reference/android/content/
    ContextWrapper.html#attachBaseContext(android.content.Context)
    https://docs.oracle/cd/E19683-01/816-1386/6m7qcobks/index.html
    https://android.googlesource/platform/bionic/+/android-4.2_r1/linker/README.TXT
    https://lief.quarkslab/
    http://www.sohu/a/167000502_354899
    http://www.gabriel.urdhr.fr/2015/09/28/elf-file-format/
    http://newandroidbook/tools/dextra.html

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