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安卓漏洞学习（十八）：Android加固基本原理

article 2025/1/8 17:34:02

APP加固技术发展历程

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APK加固整体思路

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加固整体思路：先解压apk文件，取出dex文件，对dex文件进行加密，然后组合壳中的dex文件（Android类加载机制），结合之前的apk资源（解压apk除dex以外的其他资源，如manifest、res等），打包新的apk文件，并对新的apk文件进行对齐、签名。

Android加固原理

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Dex文件整体加固原理如下：

该过程涉及到三个对象，分别为：

1.源程序

源程序也就是我们的要加固的对象，这里面主要修改的是原apk文件中的classes.dex文件和AndroidManifest.xml文件。

2.壳程序

壳程序主要用于解密经过加密了的dex文件，并加载解密后的原dex文件，并正常启动原程序。

3. 加密程序

加密程序主要是对原dex文件进行加密，加密算法可以是简单的异或操作、反转、rc4、des、rsa等加密算法。
　　该加固过程可以分为如下4个阶段：
　　（1）加密阶段
　　（2）合成新的dex文件
　　（3）修改原apk文件并重打包签名
　　（4）运行壳程序加载原dex文件加密阶段

加密阶段

主要是将把原apk文件中提取出来的classes.dex文件通过加密程序进行加密。
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合成新的dex文件

这一阶段主要是将上一步生成的加密的dex文件和我们的壳dex文件合并，将加密的dex文件追加在壳dex文件后面，并在文件末尾追加加密dex文件的大小数值。
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在壳程序里面，有个重要的类：ProxyApplication类，该类继承Application类，也是应用程序最先运行的类。所以，我们就是在这个类里面，在原程序运行之前，进行一些解密dex文件和加载原dex文件的操作。

修改原apk文件并重打包签名

在这一阶段，我们首先将apk解压，会看到如下图的6个文件和目录。其中，我们需要修改的只有2个文件，分别是classes.dex和AndroidManifest.xml文件，其他文件和文件加都不需要改动。
　首先，我们把解压后apk目录下原来的classes.dex文件替换成我们在上一步合成的新的classes.dex文件。然后，由于我们程序运行的时候，首先加载的其实是壳程序里的ProxyApplication类。所以，我们需要修改AndroidManifest.xml文件，指定application为ProxyApplication，这样才能正常找到识别ProxyApplication类并运行壳程序。
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运行壳程序加载原dex文件

Dalvik虚拟机会加载我们经过修改的新的classes.dex文件，并最先运行ProxyApplication类。在这个类里面，有2个关键的方法：

attachBaseContext和onCreate方法

ProxyApplication先是运行attachBaseContext再运行onCreate方法。
　　在attachBaseContext方法里，主要做两个工作：读取classes.dex文件末尾记录加密dex文件大小的数值，则加密dex文件在新classes.dex文件中的位置为：len(新classes.dex文件) – len(加密dex文件大小)。然后将加密的dex文件读取出来，解密并保存到资源目录下然后使用自定义的DexClassLoader加载解密后的原dex文件
　在onCreate方法中，主要做两个工作：通过反射修改ActivityThread类，并将Application指向原dex文件中的Application创建原Application对象，并调用原Application的onCreate方法启动原程序。
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