[Android Security] Smali和逆向分析

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1.Smali简介

Smali是Dalvik的寄存器语言,它与Java的关系,简单理解就是汇编之于C。假如你对汇编有足够的驾驭能力,那你可以通过修改汇编代码来改变C/C++代码的走向。当然,学过汇编的都清楚,汇编比BrainFuck还难学,更不用说去反编译修改了。

但是Smali有一点不一样,就是它很简单,只有一点点的语法,只要你会java,了解Android的相关知识,那你完全可以通过修改Smali代码来反向修改java代码,虽然绕了一点,但是在某些情况下你不得不这么做。还好,Smali很简单。

2.apktool

说了这么多,还没有说Smali哪来?没错。Smali代码是安卓APK反编译而来的,所以Smali文件和Java文件一一对应。获取Smali文件,我们需要下载一个辅助工具:ApkTool。apktool这个命令行工具如果详细使用功能参数是比较多的,但是这里我们只需要用到2个最基础的功能:

一个是反编译decode:

apktool d xxx.apk

另一个是打包build:

apktool b

这里要注意的是路径问题,apktool如果没有加入到环境变量中,记得cd到apktool的目录去使用它。另一个是打包,如果只是简单的使用参数b,那要求是要在反编译出来的项目目录下执行,而打包好的文件会保存在这个项目目录下的dist目录。

这是一个HelloWorld的应用程序反编译和打包的目录结构:

3.Smali语法

(1)数据类型

dalvik字节码有两种类型,原始类型和引用类型。对象和数组是引用类型,其它都是原始类型。

smali数据类型都是用一个字母表示,如果你熟悉Java的数据类型,你会发现表示smali数据类型的字母其实是Java基本数据类型首字母的大写,除boolean类型外,在smail中用大写的”Z”表示boolean类型。

V void,只能用于返回值类型
Z boolean
B byte
S short
C char
I int
J long (64 bits)
F float
D double (64 bits)

 对象以Lpackage/name/ObjectName;的形式表示。前面的L表示这是一个对象类型,package/name/是该对象所在的包,ObjectName是对象的名字,“;”表示对象名称的结束。相当于java中的package.name.ObjectName。

例如:Ljava/lang/String;相当于java.lang.String

数组的表示形式

[I——表示一个整型一维数组,相当于java中的int[]。对于多维数组,只要增加[就行了。[[I相当于int[][],[[[I相当于int[][][]。注意每一维的最多255个。

 对象数组的表示

[Ljava/lang/String;表示一个String对象数组。

(2)方法

方法通常必须详细的指定方法类型(?the type that contains the method) 方法名,参数类型,返回类型,所有这些信息都是为虚拟机是能够找到正确的方法并执行。

方法表示形式:Lpackage/name/ObjectName;->MethodName(III)Z

在上面的例子中,Lpackage/name/ObjectName;表示类型,MethodName是方法名。III为参数(在此是3个整型参数),Z是返回类型(bool型)。

方法的参数是一个接一个的,中间没有隔开。

一个更复杂的例子:method(I[[IILjava/lang/String;[Ljava/lang/Object;)Ljava/lang/String;

在java中则为:String method(int, int[][], int, String, Object[])

一个比较全面的例子:

.class public interface abstract Lcom/kit/network/CachableImage;  
.super Ljava/lang/Object;  
.source "SourceFile"  
  
# virtual methods  
.method public abstract getIsLarge()Z  
.end method  
  
.method public abstract getUrl()Ljava/lang/String;  
.end method  
  
.method public abstract getViewContext()Landroid/content/Context;  
.end method  
  
.method public abstract setBitmap(Landroid/graphics/Bitmap;Z)V  
.end method  
  
.method public abstract setIsLarge(Z)V  
.end method  
  
.method public abstract setUrl(Ljava/lang/String;)V  
.end method  

上面的smali代码还原后的java代码为:


//#注:在实际代码中我们还必须引入相关的包  
import android.content.Context;  
import android.graphics.Bitmap;  
  
public interface CachableImage {  
  
    public abstract boolean getIsLarge();  
  
    public abstract String getUrl();  
  
    public abstract Context getViewContext();  
  
    public abstract void setBitmap(Bitmap bitmap);  
  
    public abstract void setIsLarge(boolean islarge);  
  
    public abstract void setUrl(String url);  
}  

  


 (3)字段

表示形式:Lpackage/name/ObjectName;->FieldName:Ljava/lang/String;即包名,字段名和各字段类型。 eg:


.field private _requestLayout:Z  
  
.field public isLarge:Z  
  
.field public resize:Z  
  
.field public thumbnailSize:I  
  
.field public url:Ljava/lang/String;  

  

还原后的java代码为:

public boolean _requestLayout;  
public boolean isLarge;  
public boolean resize;  
public int thumbnailSize;  
public String url;  

  

这里仍然以一个默认的HelloWorld的应用程序进行解释吧。新建一个HelloWorld安卓项目,在MainActivity中只保留onCreate函数。代码如下:

package com.fusijie.helloworld;  
  import android.app.Activity;  
  import android.os.Bundle;  
  public class MainActivity extends Activity {  
  @Override  
  protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {  
      super.onCreate(savedInstanceState);  
      setContentView(R.layout.activity_main);  
      }  
  }  

 

反编译后的Smali文件如下:


.class public Lcom/fusijie/helloworld/MainActivity;  
.super Landroid/app/Activity;  
.source "MainActivity.java"  
# direct methods  
.method public constructor ()V  
  .locals 0  
  .prologue  
  .line 14  
  invoke-direct {p0}, Landroid/app/Activity;->()V  
  return-void  
.end method  
# virtual methods  
.method protected onCreate(Landroid/os/Bundle;)V  
  .locals 1  
  .parameter "savedInstanceState"  
  .prologue  
  .line 18  
  invoke-super {p0, p1}, Landroid/app/Activity;->onCreate(Landroid/os/Bundle;)V  
  .line 19  
  const/high16 v0, 0x7f03  
  invoke-virtual {p0, v0}, Lcom/fusijie/helloworld/MainActivity;->setContentView(I)V  
  .line 20  
  return-void  
.end method  

 

对比一下,可以比较清楚的看出来,smali代码其实就是对java代码一个翻译,只是没有java看起来那么简单,smali把很多应该复杂的东西还原成复杂的状态了。简单解释下这段代码。

  • 前三行指明了类名,父类名,和源文件名。
  • 类名以“L”开头相信熟悉Jni的童鞋都比较清楚。
  • “#”是smali中的注释。
  • “.method”和“.end method”类似于Java中的大括号,包含了方法的实现代码段。
  • 方法的括号后面指明了返回类型,这同样类似与Jni的调用。
  • “.locals”指明了这个方法用到的寄存器数量,当然寄存器可以重复利用,从“V0”起算。
  • “.prologue”指定了代码开始处。
  • “.line”表明这是在java源码中的第几行,其实这个值无所谓是多少,可以任意修改,主要用于调试。
  • “invoke-direct”这是对方法的调用,可以看到这里调用了是Android.app.Activity的init方法,这在java里是隐式调用的。
  • “return-void”表明了返回类型,这和java不一样,即使没有返回值,也需要这样写。
  • 接下来是onCreate方法,“.parameter”指明了参数名,但是一般没有用,需要注意的是p0代表的是this,p1开始代表函数参数,静态函数没有this,所以从p0开始就代表参数。
  • 在实现里先是调用了父类的方法,然后再调用setContentView,注意这里给了一个传参。整形的传参,这个值是先赋给寄存器v0,然后再调用的使用传递进去的。smali中都是这么使用,所有的值必须通过寄存器来中转。这点和汇编很像。

对比了Java代码和Smali代码,可以很清楚的看到,原本只有几行的代码到了Smali,内容被大大扩充了。Smali还原了Java隐藏的东西,同时显式地指定了很多细节。这还只是个最基本的HelloWorld的onCreate函数,如果有内部类,还会分文件显示。

这样看来,其实Smali只能说复杂,不能说难。如果想全面了解smali语法,这里给出几个链接,算是总结的相对好一点的(其实我都没看到有系统总结的。。。如果你有好的资料,欢迎跟帖分享)

这里顺便提供2个利器:

从上面一个例子对Smali的用途就很清楚了,没错,Smali注入。现在常见的除了测试以外的用途,Smali注入明显是带有黑客性质的,小的如破解游戏,替换游戏广告,大的甚至利用漏洞去破解密码,偷窃个人资料,财产等等。对Smali,安卓逆向分析,安卓系统安全比较清楚的,这些事其实都不算事。

原文地址:https://www.cnblogs.com/0616--ataozhijia/p/8919878.html