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APK文件结构与逆向工具链深度解析

article 2025/3/13 7:36:38

1. APK文件体系剖析

1.1 二进制结构解析

1.1.1 ZIP格式规范

# 读取APK基础信息
import zipfile
with zipfile.ZipFile('app.apk') as z:
    print("文件清单：", z.namelist()[:5])
    print("签名文件存在性：", 'META-INF/MANIFEST.MF' in z.namelist())

1.1.2 核心文件功能

classes.dex：可执行代码载体（Dalvik字节码）
resources.arsc：编译后的资源索引表
AndroidManifest.xml：全局配置清单（二进制格式）

2. 反编译工具链实战

2.1 Apktool逆向工程

2.1.1 资源文件提取

# 完整反编译命令
apktool d -f -s app.apk -o output_dir

# 重要参数说明：
# -f 强制覆盖现有目录
# -s 保留dex文件不反编译
# -r 跳过资源文件解码（加速处理）

2.1.2 资源重组技术

<!-- 修改values/strings.xml示例 -->
<resources>
    <string name="app_name">My Research App</string>
</resources>

2.2 Jadx高级用法

2.2.1 反混淆配置

# jadx-gui.properties配置项
jadx.gui.autoStartJobs = true
jadx.args.renameCaseSensitive = true
jadx.args.renameFlags = "none"

2.2.2 插件开发示例

public class StringDecryptor implements JadxPlugin {
    @Override
    public void init(JadxArgs args) {
        args.registerPass(new StringDecodePass());
    }

    class StringDecodePass extends AbstractPass {
        // 实现自定义字符串解密逻辑
    }
}

3. 多Dex处理方案

3.1 跨Dex引用分析

# Dex1调用Dex2类示例
invoke-static {}, Lcom/example/dex2/Utils;->getVersion()I

3.2 合并策略实现

# 使用d8合并dex
d8 --release --output merged_dex/ dex1.dex dex2.dex

4. 资源逆向技术

4.1 图片资源提取

# 提取APK内PNG资源
from PIL import Image

with zipfile.ZipFile('app.apk') as z:
    for name in z.namelist():
        if name.endswith('.png'):
            with z.open(name) as f:
                img = Image.open(f)
                img.save(f"output/{name.split('/')[-1]}")

4.2 布局文件分析

<!-- 解析activity_main.xml -->
<LinearLayout
    xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent">

    <TextView
        android:id="@+id/title"
        android:text="@string/app_name"/>
</LinearLayout>

5. 签名机制研究

5.1 V1/V2签名验证

# 验证签名信息
apksigner verify -v app.apk

# 输出示例：
Verifies
Verified using v1 scheme (JAR signing): true
Verified using v2 scheme (APK Signature Scheme v2): true

5.2 签名文件结构

META-INF/
├── MANIFEST.MF          # 文件哈希列表
├── CERT.SF             # 签名摘要
└── CERT.RSA            # 证书与签名数据

6. 自动化逆向框架

6.1 Python脚本开发

class ApkAnalyzer:
    def __init__(self, path):
        self.apk = zipfile.ZipFile(path)
        
    def get_manifest(self):
        from xml.etree.ElementTree import parse
        return parse(self.apk.open('AndroidManifest.xml'))

    def detect_libs(self):
        return [n for n in self.apk.namelist() if n.startswith('lib/')]

# 使用示例
analyzer = ApkAnalyzer('app.apk')
print("SO库清单:", analyzer.detect_libs())

6.2 批处理工具集成

#!/bin/bash
# 批量反编译脚本
for apk in *.apk; do
    out_dir="${apk%.*}_output"
    apktool d -o "$out_dir" "$apk"
    jadx "$apk" -d "${out_dir}_jadx"
done

7. 安全研究技术

7.1 组件暴露检测

//activity[@android:exported='true']
//receiver[@android:exported='true']

7.2 协议分析技术

// Frida抓取HTTP请求
Java.perform(() => {
    let URL = Java.use('java.net.URL');
    URL.openConnection.implementation = function() {
        console.log('访问URL:', this.toString());
        return this.openConnection();
    };
});