Android逆向基础

0. Android逆向基本介绍

Android APK文件结构
SDK工具-adb,monitor
逆向工具介绍
Android逆向分析方法
字符串分析法-实例-破解一个apk的流程
日志过滤分析法
配置环境问题

1. Android APK文件结构

基本的APK是一个压缩包，压缩包中有

META-INF目录： 签名信息，包括公司信息、文件的HASH值
Res目录： 资源信息，包括图片、xml(布局文件、字符串、风格样式等)
AndroidMainfest.xml ：清单文件，包括APK包名、四大组件的一些申明定义、权限、程序的入口
Classes.dex： 可执行文件，包括java的类信息、方法信息、字段信息、虚拟机指令。dex文件的生成流程是从java源码->class文件->dex文件
Resources.arsc： 资源序号文件，包括资源里的所有ID、名称。资源ID对应文件是R.class

在Android studio 中，打开apk文件，在Lib目录动态库，扩展名是.so ,包括C++代码，有各种平台，比如x86,arm

Assets目录自定义资源，比如.txt,mp4,等等

问题：那么Android APK的入口函数是什么？

自己定义的MainActivity中onCreate
而且清单文件中application节点可以添加android:name属性，指定继承自application的类，用于初始化整个app的全局信息。
继承自application的类有两个重写函数会执行，是程序最早执行的函数。
① attachBaseContext
② onCreate

所以一个app最早执行的函数是 application的类中的attachBaseContext函数
一般apk加固之后，都会自定义application类，并重写其中的attachBaseContext函数或onCreate函数，并且声明为native类型的函数。
app运行的流程

Android 系统历史

分为三个阶段
① android2.3~4.0 卡顿
② android4.1~4.4 成长，飞跃
android虚拟机dalvik->art
③ android5.0~现在整体不错
逆向分析的环境
系统：android 4.4 （同时有dalvik和art）
手机: google nexus 4/5（500左右）
google nexus 6p(800左右)

2. SDK工具-adb,monitor

adb命令

① 列举设备
adb devices
② 将apk上传到设备
adb push

③ 安装apk
adb install -r apk文件名（可以覆盖安装）
④ 启动apk
adb shell am start -n <包名/activity名称>

adb -s emulator-5556 shell am start -n com.bluelesson.helloworldndk21/.MainActivity

adb shell am start -D -n <包名/activity名称> (以调试方式启动)
⑤ shell命令
ls,cd,su,ps,ps | grep com,kill,chmod

monitor操作

① 概况

androidstudio中打开
文件目录中打开
主要窗口

② 设备列表

③ 文件夹操作

④ 日志

过滤日志

3. Android逆向工具

①命令行工具

1.AndroidManifest.xml清单文件解密工具

AXMLPrinter2.jar
java -jar AXMLPrinter2.jar <清单文件>
java -jar AXMLPrinter2.jar AndroidManifest.xml > out.xml
APK15PBParser.jar(集成了AXMLPrinter2.jar，apktool.jar中xml解析部分代码)
java -jar APK15PBParser.jar
java -jar APK15PBParser.jar HelloWorld1.apk

2.Dex文件反汇编、汇编工具

Dex文件是android java代码编译生成的二进制文件，包含了虚拟机指令(dalvik虚拟机)

Baksmali.jar（反汇编工具，将虚拟机指令反汇编成smali代码）
java -jar baksmali.jar -o <输出目录>
java -jar baksmali.jar classes.dex -o out_dir
反汇编生成的目录中，包括所有dex文件中的类代码，每一个类就是一个smali文件。
Java中有三种类，外部类、内部类、匿名类
外部类：MainActivity.java -> MainActivity.smali
内部类：MainActivity类中MyOnClickListener类 MainActivity$MyOnClickListener.smali
匿名内部类：MainActivity类中new OnClickListener对象 -> MainActivity$1.smali
smali.jar(汇编工具，将smali代码汇编生成dex文件)
java -jar smali.jar <目录> -o 文件名
java -jar smali.jar out_dir -o out.dex
修改smali代码，#号是注释代码
// # if-eqz v2, :cond_24

3.apk签名工具

签名工具，使用android系统源码编译时用到的一个工具
java -jar signapk.jar testkey.x509.pem testkey.pk8 update.apk update_signed.apk
签名工具：signapk.jar
密钥对：公钥testkey.x509.pem，私钥 testkey.pk8
签名：java -jar signapk.jar testkey.x509.pem testkey.pk8 代签名.apk 已签名.apk
签名工具的配置
打开发送到的文件夹：shell：sendto
java -jar 全路径 signapk.jar 全路径 estkey.x509.pem 全路径 estkey.pk8 %1 %1_signed.apk

4.apk反编译工具-apktool

反编译apk
java -jar apktool.jar d
java -jar apktool.jar d HelloWorld.apk
①将清单文件解密
②将资源序号文件与资源名称做了一个对应关系表
生成在了/res/values/public.xml
③将dex文件反编译成了smali代码

回编译 apk目录
java -jar apktool.jar b <反编译的apk文件目录>
java -jar apktool.jar b HelloWorld
生成的APK在 <反编译的apk文件目录>/dist目录中

5.Dex2jar工具（转换文件格式）

dex2jar>d2j-dex2jar.bat
dex2jar>d2j-dex2jar.bat classes.dex
dex2jar classes.dex -> .classes-dex2jar.jar

6.Java反编译工具(将java文件反编译为源码)

②可视化工具

1.AndroidKiller工具(集成了反编译、回编译、安装apk、查看源码)

apktool
所在目录：AndroidKiller_v1.3.1inapktoolapktool

AndroidKiller SDK环境

在Androidkiller中设置新的apktool
adb工具
常用命令
打开shell：adb shell ， adb -s 设备名称 shell
安装apk： adb install 1.apk ， adb install -r 1.apk
列举设备： adb devices
dex2jar工具集
将dex文件转成jar文件，方便jd-gui反编译
jd-gui工具
可以查看smali代码对应的java源码

此外还有一些好工具的辅助工具

编码转换

2.JEB反编译工具

3.Jadx-GUI

4.GDA 反编译工具

4. Android逆向分析方法

① 字符串分析法
② 日志分析法
③ 动态调试smali, 动态调试so文件(c++生成的文件)
④ API下断(调试so,对linux API下断)，栈回溯分析

5. 字符串分析法-实例-破解一个apk的流程

破解步骤

拿到apk
使用反编译工具进行反编译
根据apk运行提示，查找字符串
查找字符串进行分析，找关键代码修改
使用重打包工具进行重打包
使用签名工具进行签名

使用AndroidKiller用字符串分析法

但是需要注意的是，中文字符串在Android是以Unicode编码方式显示的，格式类似u4e0du597du610fu601d。我们需要进行转换，AndroidkKiller提供了这个功能

通过查找到对应代码，然后在代码附近可以发现显示成功的字符串。在成功字符串上面有关键跳转，我们只需要将关键跳转nop掉即可。其实在smali使用#号注释掉即可。

在代码的上方，应该就是正确密码比对的地方，查看上下文发现v2寄存器，使用资源ID中获取的一个字符串。

在这个时候，一般在工程中搜索资源ID，从资源ID找到对应的资源名称以及类型，然后再根据类型和名称找到对应资源的定义。

然后再去搜索对应资源名称，找到字符串定义，因为已经知道类型是sting,直接可以查看文件res/values/strings.xml。

之后，重新编译，安装测试。

6. Smali代码-HelloWorld

.class public LHelloWorld;

#Ye olde hello world application
#To assemble and run this on a phone or emulator:
#
#java -jar smali.jar -o classes.dex HelloWorld.smali
#zip HelloWorld.zip classes.dex
#adb push HelloWorld.zip /data/local
#adb shell dalvikvm -cp /data/local/HelloWorld.zip HelloWorld
#
#if you get out of memory type errors when running smali.jar, try
#java -Xmx512m -jar smali.jar HelloWorld.smali
#instead

.super Ljava/lang/Object;


.method public static main([Ljava/lang/String;)V
    .registers 2

    sget-object v0, Ljava/lang/System;->out:Ljava/io/PrintStream;

    const-string    v1, "Hello World!"

    invoke-virtual {v0, v1}, Ljava/io/PrintStream;->println(Ljava/lang/String;)V

    return-void
.end method