Android 动态加载（防止逆向编译）技术
2015-06-29 09:09
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最近工作中接到了一个研究防止逆向编译的任务.研究了几天资料，最后基本实现了防破解技术，在这个工程中，也略有一些心得体会，现整理下来分享，供大家探讨参考研究。文中如有纰漏、失实之处，请大家及时给与指正。
防破解技术主要有四种实现方式：1.代码混淆（ProGuard）技术 2.签名比对技术 3.NDK .so 动态库技术 4.动态加载技术.
参考资料：http://bbs.pediy.com/showthread.php?t=137112 （感谢看雪学院 ZhWeir）
第一种 代码混淆技术（ProGuard) 该技术主要是进行代码混淆，降低代码逆向编译后的可读性，但该技术无法防止加壳技术进行加壳（加入吸费、广告、病毒等代码），而且只要是细心的人，依然可以对代码依然可以对代码进行逆向分析，所以该技术并没有从根本解决破解问题，只是增加了破解难度。
第二种 签名比对技术 该技术主要防止加壳技术进行加壳，但代码逆向分析风险依然存在。而且该技术并不能根本解决被加壳问题，如果破解者将签名比对代码注释掉，再编译回来，该技术就被破解了。
第三种 NDK .so动态库技术，该技术实现是将重要核心代码全部放在C文件中，利用NDK技术，将核心代码编译成.so动态库，再用JNI进行调用。该技术虽然能将核心代码保护起来，但被加壳风险依然存在。
第四种 动态加载技术 该技术在Java中是一个比较成熟的技术，而Android中该技术还没有被大家充分利用起来。该技术思想主要分为以下几步：
1.将核心代码编译成dex文件的Jar包 --> 2. 对jar包进行加密处理 3.在程序主入口利用NDK进行解密 4再利用ClassLoader将jar包进行动态加载.5.利用反射技术将ClassLoader 设置成系统的ClassLoader。
该技术可以有效的防止逆向分析、被破解、被加壳等问题。
主要优点有：
1.核心代码在被加密的jar中，所以破解者无法解压出class文件，如果加密秘钥被破解者拿到，那将是另外一层面的安全问题了。
2.该技术也可以有效防止加壳技术，代码是动态加载上来的，破解者的壳程序无法加入到已加密的jar包中，及时破解者注入壳程序入口，壳程序因为不在ClassLoader 的jar包中，所以也无法被执行起来，除非破解者替换ClassLoader的jar包，关掉NDK解密代码.但这种安装到手机上，已经不在是我们的应用，用户一定会将其卸载掉。
所以综合起来比较，第四种动态加载技术是最安全的，但效率问题，本人并没做严格测试，粗略实验了一下，效率并没有明显降低。
现将研究过程的技术节点分享给大家：
1.Jar包加密
[java]
view plaincopyprint?
// 加密解密文件//
public static boolean enOrDecryptFile(byte[] paramArrayOfByte,
String sourceFilePath, String destFilePath,int mode){
File sourceFile = new File(sourceFilePath);
File destFile = new File(destFilePath);
CipherOutputStream cout = null;
FileInputStream in = null;
FileOutputStream out = null;
if (sourceFile.exists() && sourceFile.isFile()) {
if (!destFile.getParentFile().exists()) {
destFile.getParentFile().mkdirs();
}
try {
destFile.createNewFile();
in = new FileInputStream(sourceFile);
out = new FileOutputStream(destFile);
// 获取密钥//
init();
SecretKeySpec secretKeySpec = new SecretKeySpec(defPassword, "AES");
Cipher cipher;
cipher = Cipher.getInstance("AES");
cipher.init(mode, secretKeySpec);
cout = new CipherOutputStream(out, cipher);
byte[] cache = new byte[CACHE_SIZE];
int nRead = 0;
while ((nRead = in.read(cache)) != -1) {
cout.write(cache, 0, nRead);
cout.flush();
}
}catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
return false;
} catch (NoSuchAlgorithmException e) {
e.printStackTrace();
return false ;
} catch (NoSuchPaddingException e) {
e.printStackTrace();
return false ;
}catch (InvalidKeyException e) {
e.printStackTrace();
return false;
}finally{
if(cout != null){
try {
cout.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
if(out != null){
try {
out.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
if(in != null){
try {
in.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
return true;
}
return false;
}
2.jar用SDK\platform-tools\下的dx命令进行dex格式转化：命令如下：
dx --dex --output=生成的目标文件的地址（绝对路径） 需要转化的jar文件（绝对路径）
例如：dx --dex --output=H:\classdex.jar H:\mainwidget.jar
3.再用加密工具将生成jar文件进行加密
4.代码动态加载：
[java]
view plaincopyprint?
File file = new File("/data/data/" + base.getPackageName() + "/.cache/");
if (!file.exists()) {
file.mkdirs();
}
try {
Runtime.getRuntime().exec("chmod 755 " + file.getAbsolutePath()).waitFor();
} catch (InterruptedException e1) {
// TODO Auto-generated catch block
e1.printStackTrace();
} catch (IOException e1) {
// TODO Auto-generated catch block
e1.printStackTrace();
}
Util.copyJarFile(this);
Object currentActivityThread = RefInvoke.invokeStaticMethod(
"android.app.ActivityThread", "currentActivityThread",
new Class[] {}, new Object[] {});
String packageName = getPackageName();
HashMap mPackages = (HashMap) RefInvoke.getFieldOjbect(
"android.app.ActivityThread", currentActivityThread,
"mPackages");
WeakReference wr = (WeakReference) mPackages.get(packageName);
MyClassLoader dLoader = new MyClassLoader("/data/data/"
+ base.getPackageName() + "/.cache/classdex.jar", "/data/data/"
+ base.getPackageName() + "/.cache", "/data/data/"
+ base.getPackageName() + "/.cache/", base.getClassLoader());
try {
Class<?> class1 = dLoader.loadClass("com.example.test.TestActivity");
Log.i("b364","----------->class1: "+class1);
} catch (ClassNotFoundException e){
Log.i("b364","----------->class not found Exception!");
e.printStackTrace();
}
Log.i("b364","------>PackageInfo: "+wr.get());
// DexClassLoader dLoader = new DexClassLoader(apkFileName, odexPath,
// libPath, (ClassLoader) RefInvoke.getFieldOjbect(
// "android.app.LoadedApk", wr.get(), "mClassLoader"));
RefInvoke.setFieldOjbect("android.app.LoadedApk", "mClassLoader",
wr.get(), dLoader);
Demo工程详见附件：http://download.csdn.net/detail/pang3510726681/6378479
防破解技术主要有四种实现方式：1.代码混淆（ProGuard）技术 2.签名比对技术 3.NDK .so 动态库技术 4.动态加载技术.
参考资料：http://bbs.pediy.com/showthread.php?t=137112 （感谢看雪学院 ZhWeir）
第一种 代码混淆技术（ProGuard) 该技术主要是进行代码混淆，降低代码逆向编译后的可读性，但该技术无法防止加壳技术进行加壳（加入吸费、广告、病毒等代码），而且只要是细心的人，依然可以对代码依然可以对代码进行逆向分析，所以该技术并没有从根本解决破解问题，只是增加了破解难度。
第二种 签名比对技术 该技术主要防止加壳技术进行加壳，但代码逆向分析风险依然存在。而且该技术并不能根本解决被加壳问题，如果破解者将签名比对代码注释掉，再编译回来，该技术就被破解了。
第三种 NDK .so动态库技术，该技术实现是将重要核心代码全部放在C文件中，利用NDK技术，将核心代码编译成.so动态库，再用JNI进行调用。该技术虽然能将核心代码保护起来，但被加壳风险依然存在。
第四种 动态加载技术 该技术在Java中是一个比较成熟的技术，而Android中该技术还没有被大家充分利用起来。该技术思想主要分为以下几步：
1.将核心代码编译成dex文件的Jar包 --> 2. 对jar包进行加密处理 3.在程序主入口利用NDK进行解密 4再利用ClassLoader将jar包进行动态加载.5.利用反射技术将ClassLoader 设置成系统的ClassLoader。
该技术可以有效的防止逆向分析、被破解、被加壳等问题。
主要优点有：
1.核心代码在被加密的jar中，所以破解者无法解压出class文件，如果加密秘钥被破解者拿到，那将是另外一层面的安全问题了。
2.该技术也可以有效防止加壳技术，代码是动态加载上来的，破解者的壳程序无法加入到已加密的jar包中，及时破解者注入壳程序入口，壳程序因为不在ClassLoader 的jar包中，所以也无法被执行起来，除非破解者替换ClassLoader的jar包，关掉NDK解密代码.但这种安装到手机上，已经不在是我们的应用，用户一定会将其卸载掉。
所以综合起来比较，第四种动态加载技术是最安全的，但效率问题，本人并没做严格测试，粗略实验了一下，效率并没有明显降低。
现将研究过程的技术节点分享给大家：
1.Jar包加密
[java]
view plaincopyprint?
// 加密解密文件//
public static boolean enOrDecryptFile(byte[] paramArrayOfByte,
String sourceFilePath, String destFilePath,int mode){
File sourceFile = new File(sourceFilePath);
File destFile = new File(destFilePath);
CipherOutputStream cout = null;
FileInputStream in = null;
FileOutputStream out = null;
if (sourceFile.exists() && sourceFile.isFile()) {
if (!destFile.getParentFile().exists()) {
destFile.getParentFile().mkdirs();
}
try {
destFile.createNewFile();
in = new FileInputStream(sourceFile);
out = new FileOutputStream(destFile);
// 获取密钥//
init();
SecretKeySpec secretKeySpec = new SecretKeySpec(defPassword, "AES");
Cipher cipher;
cipher = Cipher.getInstance("AES");
cipher.init(mode, secretKeySpec);
cout = new CipherOutputStream(out, cipher);
byte[] cache = new byte[CACHE_SIZE];
int nRead = 0;
while ((nRead = in.read(cache)) != -1) {
cout.write(cache, 0, nRead);
cout.flush();
}
}catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
return false;
} catch (NoSuchAlgorithmException e) {
e.printStackTrace();
return false ;
} catch (NoSuchPaddingException e) {
e.printStackTrace();
return false ;
}catch (InvalidKeyException e) {
e.printStackTrace();
return false;
}finally{
if(cout != null){
try {
cout.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
if(out != null){
try {
out.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
if(in != null){
try {
in.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
return true;
}
return false;
}
// 加密解密文件//
public static boolean enOrDecryptFile(byte[] paramArrayOfByte,
String sourceFilePath, String destFilePath,int mode){
File sourceFile = new File(sourceFilePath);
File destFile = new File(destFilePath);
CipherOutputStream cout = null;
FileInputStream in = null;
FileOutputStream out = null;
if (sourceFile.exists() && sourceFile.isFile()) {
if (!destFile.getParentFile().exists()) {
destFile.getParentFile().mkdirs();
}
try {
destFile.createNewFile();
in = new FileInputStream(sourceFile);
out = new FileOutputStream(destFile);
// 获取密钥//
init();
SecretKeySpec secretKeySpec = new SecretKeySpec(defPassword, "AES");
Cipher cipher;
cipher = Cipher.getInstance("AES");
cipher.init(mode, secretKeySpec);
cout = new CipherOutputStream(out, cipher);
byte[] cache = new byte[CACHE_SIZE];
int nRead = 0;
while ((nRead = in.read(cache)) != -1) {
cout.write(cache, 0, nRead);
cout.flush();
}
}catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
return false;
} catch (NoSuchAlgorithmException e) {
e.printStackTrace();
return false ;
} catch (NoSuchPaddingException e) {
e.printStackTrace();
return false ;
}catch (InvalidKeyException e) {
e.printStackTrace();
return false;
}finally{
if(cout != null){
try {
cout.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
if(out != null){
try {
out.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
if(in != null){
try {
in.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
return true;
}
return false;
}2.jar用SDK\platform-tools\下的dx命令进行dex格式转化：命令如下：
dx --dex --output=生成的目标文件的地址（绝对路径） 需要转化的jar文件（绝对路径）
例如：dx --dex --output=H:\classdex.jar H:\mainwidget.jar
3.再用加密工具将生成jar文件进行加密
4.代码动态加载：
[java]
view plaincopyprint?
File file = new File("/data/data/" + base.getPackageName() + "/.cache/");
if (!file.exists()) {
file.mkdirs();
}
try {
Runtime.getRuntime().exec("chmod 755 " + file.getAbsolutePath()).waitFor();
} catch (InterruptedException e1) {
// TODO Auto-generated catch block
e1.printStackTrace();
} catch (IOException e1) {
// TODO Auto-generated catch block
e1.printStackTrace();
}
Util.copyJarFile(this);
Object currentActivityThread = RefInvoke.invokeStaticMethod(
"android.app.ActivityThread", "currentActivityThread",
new Class[] {}, new Object[] {});
String packageName = getPackageName();
HashMap mPackages = (HashMap) RefInvoke.getFieldOjbect(
"android.app.ActivityThread", currentActivityThread,
"mPackages");
WeakReference wr = (WeakReference) mPackages.get(packageName);
MyClassLoader dLoader = new MyClassLoader("/data/data/"
+ base.getPackageName() + "/.cache/classdex.jar", "/data/data/"
+ base.getPackageName() + "/.cache", "/data/data/"
+ base.getPackageName() + "/.cache/", base.getClassLoader());
try {
Class<?> class1 = dLoader.loadClass("com.example.test.TestActivity");
Log.i("b364","----------->class1: "+class1);
} catch (ClassNotFoundException e){
Log.i("b364","----------->class not found Exception!");
e.printStackTrace();
}
Log.i("b364","------>PackageInfo: "+wr.get());
// DexClassLoader dLoader = new DexClassLoader(apkFileName, odexPath,
// libPath, (ClassLoader) RefInvoke.getFieldOjbect(
// "android.app.LoadedApk", wr.get(), "mClassLoader"));
RefInvoke.setFieldOjbect("android.app.LoadedApk", "mClassLoader",
wr.get(), dLoader);
File file = new File("/data/data/" + base.getPackageName() + "/.cache/");
if (!file.exists()) {
file.mkdirs();
}
try {
Runtime.getRuntime().exec("chmod 755 " + file.getAbsolutePath()).waitFor();
} catch (InterruptedException e1) {
// TODO Auto-generated catch block
e1.printStackTrace();
} catch (IOException e1) {
// TODO Auto-generated catch block
e1.printStackTrace();
}
Util.copyJarFile(this);
Object currentActivityThread = RefInvoke.invokeStaticMethod(
"android.app.ActivityThread", "currentActivityThread",
new Class[] {}, new Object[] {});
String packageName = getPackageName();
HashMap mPackages = (HashMap) RefInvoke.getFieldOjbect(
"android.app.ActivityThread", currentActivityThread,
"mPackages");
WeakReference wr = (WeakReference) mPackages.get(packageName);
MyClassLoader dLoader = new MyClassLoader("/data/data/"
+ base.getPackageName() + "/.cache/classdex.jar", "/data/data/"
+ base.getPackageName() + "/.cache", "/data/data/"
+ base.getPackageName() + "/.cache/", base.getClassLoader());
try {
Class<?> class1 = dLoader.loadClass("com.example.test.TestActivity");
Log.i("b364","----------->class1: "+class1);
} catch (ClassNotFoundException e){
Log.i("b364","----------->class not found Exception!");
e.printStackTrace();
}
Log.i("b364","------>PackageInfo: "+wr.get());
// DexClassLoader dLoader = new DexClassLoader(apkFileName, odexPath,
// libPath, (ClassLoader) RefInvoke.getFieldOjbect(
// "android.app.LoadedApk", wr.get(), "mClassLoader"));
RefInvoke.setFieldOjbect("android.app.LoadedApk", "mClassLoader",
wr.get(), dLoader);Demo工程详见附件：http://download.csdn.net/detail/pang3510726681/6378479
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