android apk 反编译

 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：

  1. |-- AndroidManifest.xml 
  2. |-- META-INF 
  3. | |-- CERT.RSA 
  4. | |-- CERT.SF 
  5. | `-- MANIFEST.MF 
  6. |-- classes.dex 
  7. |-- res 
  8. | |-- drawable 
  9. | | `-- icon.png 
  10. | `-- layout 
  11. | `-- main.xml 
  12. `-- 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：

  1. 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：

  1. # dexdump classes.dex 
  2. Processing 'classes.dex'... 
  3. Opened 'classes.dex', DEX version '035' 
  4. Class #0 - 
  5. Class descriptor : 'Lhello/world/R$attr;' 
  6. … 
  7. Class #5 - 
  8. Class descriptor : 'Lhello/world/hello;' 
  9. Access flags : 0x0001 (PUBLIC) 
  10. Superclass : 'Landroid/app/Activity;' 
  11. Interfaces - 
  12. Static fields - 
  13. Instance fields - 
  14. Direct methods - 
  15. #0 : (in Lhello/world/hello;) 
  16. name : '<init>' 
  17. type : '()V' 
  18. access : 0x10001 (PUBLIC CONSTRUCTOR) 
  19. code - 
  20. registers : 1 
  21. ins : 1 
  22. outs : 1 
  23. insns size : 4 16-bit code units 
  24. catches : (none) 
  25. positions : 
  26. 0x0000 line=7 
  27. locals : 
  28. 0x0000 - 0x0004 reg=0 this Lhello/world/hello; 
  29. Virtual methods - 
  30. #0 : (in Lhello/world/hello;) 
  31. name : 'onCreate' 
  32. type : '(Landroid/os/Bundle;)V' 
  33. access : 0x0001 (PUBLIC) 
  34. code - 
  35. registers : 4 
  36. ins : 2 
  37. outs : 2 
  38. insns size : 17 16-bit code units 
  39. catches : (none) 
  40. positions : 
  41. 0x0000 line=11 
  42. 0x0003 line=13 
  43. 0x0008 line=14 
  44. 0x000d line=15 
  45. 0x0010 line=16 
  46. locals : 
  47. 0x0008 - 0x0011 reg=0 test Landroid/widget/TextView; 
  48. 0x0000 - 0x0011 reg=2 this Lhello/world/hello; 
  49. 0x0000 - 0x0011 reg=3 savedInstanceState Landroid/os/Bundle; 
  50. source_file_idx : 27 (hello.java) 
  51. 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：
    1. <!-- Directories of the project --> 
    2. <property name="home" value="/home/danny/myproject/dedex/dedexer"/> 
    3. <property name="junit-home" value="/home/danny/myproject/dedex"/> 
    4. <!-- Directories derived from the source tree root --> 
    5. <property name="classdir" value="${home}/classes"/> 
    6. <property name="src" value="${home}/sources"/> 
    7. <property name="testbase" value="${home}/testfiles"/> 
    8. <!-- Directories derived from the JUnit base --> 
    9. <property name="junit_jar" value="${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：
    1. danny@danny-desktop:~/myproject/dedex$ ant 
    2. Buildfile: build.xml 
    3. init: 
    4. [mkdir] Created dir: /home/danny/myproject/dedex/dedexer/classes 
    5. compile: 
    6. [javac] Compiling 48 source files to /home/danny/myproject/dedex/dedexer/classes 
    7. [javac] Note: /home/danny/myproject/dedex/dedexer/sources/hu/uw/pallergabor/dedexer/Annotation.java uses unchecked or unsafe operations. 
    8. [javac] Note: Recompile with -Xlint:unchecked for details. 
    9. package: 
    10. [jar] Building jar: /home/danny/myproject/dedex/dedexer/ddx.jar 
    11. BUILD SUCCESSFUL 
    12. 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：

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

    1. danny@danny-desktop:~/myproject/dedex$ ls hello/world/ 
    2. 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：

    2. class public hello/world/hello 
    3. .super android/app/Activity 
    4. .source hello.java 
    5. .method public <init>()V 
    6. .line 7 
    7. invoke-direct {v0},android/app/Activity/<init> ; <init>()V 
    8. return-void 
    9. .end method 
    10. .method public onCreate(Landroid/os/Bundle;)V 
    11. .line 11 
    12. invoke-super {v2,v3},android/app/Activity/onCreate ; onCreate(Landroid/os/Bundle;)V 
    13. .line 13 
    14. new-instance v0,android/widget/TextView 
    15. invoke-direct {v0,v2},android/widget/TextView/<init> ; <init>(Landroid/content/Context;)V 
    16. .line 14 
    17. const-string v1,"hello, OPhone" 
    18. invoke-virtual {v0,v1},android/widget/TextView/setText ; setText(Ljava/lang/CharSequence;)V 
    19. .line 15 
    20. invoke-virtual {v2,v0},hello/world/hello/setContentView ; setContentView(Landroid/view/View;)V 
    21. .line 16 
    22. return-void 
    23. .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。 

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