Android Apk加固的初步实现思路（dex整体加固）

一、前言

Android Apk加固的发展已经有一段时间了，相对来说本篇博客要记录的Android加壳的实现思路是4年的东西了，已经被老鸟玩烂了，Android加固的安全厂商也不会采用这么粗犷的方式来进行Android Apk的加固处理。早期Android加固聚焦的两个点主要是在DexClassLoader和Android类加载这两条代码执行流程上去下功夫，后期Android加固会在Android动态库so的加固处理和Android应用程序的自定义smali字节码虚拟机上下功夫来实现与逆向分析的对抗。本篇博客记录主要学习参考的博文是Android APK加壳技术方案【1】、Android APK加壳技术方案【2】、APK加壳【1】初步方案实现详解这3篇。Android加固的关注点主要集中在两个方面：dex文件的隐藏和dex文件的加载运行，针对Android应用dex文件的加固也有两种方案即，dex文件的整体加固方案、dex文件的部分加固方案。本篇博客提到的Android Apk的加固属于dex整理加固的方案。

源程序：需要被加壳保护的Android应用程序的代码，可以是Android应用的apk也可以是Android应用的dex文件和so库文件。

加密工具：对源程序进行加密的工具即对Android应用的apk或者Android应用的dex文件和so库文件进行加密的工具，为解壳程序提供源程序的解壳数据，语言和平台不限，加密处理方式根据加壳的需求来处理。

解壳程序：解密解壳数据并通过DexClassLoader动态加载和运行源程序的代码，实现Android解壳程序与Android源程序的无缝替换，Android源程序apk得到执行，Android解壳程序又被称作外壳程序。

二、Android 源程序的加壳思路

1.解壳数据位于解壳程序文件尾部

先将Android源程序的Apk使用加密工具进行加密处理得到需要解密的解壳数据，然后将该解壳数据放到Android解壳程序的dex文件的后面进行隐藏。

加壳源程序工作流程：
1. 加密源程序apk文件为解壳数据。
2. 把解壳数据写入解壳程序dex文件末尾，并在文件尾部添加解壳数据的长度大小。
3. 修改解壳程序dex头中checksum、signature 和file_size头信息。
4. 修改源程序AndroidMainfest.xml文件并覆盖解壳程序AndroidMainfest.xml文件。

源程序Apk加壳处理后，解壳程序dex文件的示意图如下：
这里写图片描述

解壳程序工作流程:
1.读取解壳程序dex文件末尾的数据，获取解壳数据长度。
2.从解壳程序dex文件中读取解壳数据，解密解壳数据，以文件形式保存解密数据到xx.apk文件。
3.获取到释放出的源程序xx.apk，解壳程序apk应用通过DexClassLoader动态加载xx.apk进行运行。

2.解壳数据位于解壳程序文件头后面

先将Android源程序的Apk使用加密工具进行加密处理得到需要解密的解壳数据，然后将该解壳数据放到Android解壳程序的dex文件的文件头的后面。

源程序Apk加壳处理后，解壳程序dex文件的示意图如下：
这里写图片描述

加壳源程序工作流程：
1. 加密源程序apk文件为解壳数据。
2. 计算解壳数据长度，添加该数据长度到解壳dex文件头的末尾（插入数据的位置为0x70处），并继续添加解壳数据到文件头末尾。
3. 修改解壳程序dex文件头中checksum、signature、file_size、header_size、string_ids_off、type_ids_off、proto_ids_off、field_ids_off、method_ids_off、class_defs_off和data_off相关项，分析map_off 数据修改相关的数据偏移量。
4. 修改源程序AndroidMainfest.xml文件并覆盖解壳程序AndroidMainfest.xml文件。

解壳程序工作流程:
1.从解壳程序的dex文件位置偏移0x70处读取解壳数据的长度。
2.从解壳程序的dex文件中读取解壳数据并解密解壳数据，以文件形式保存解密数据到xx.apk。
3.获取到释放出的源程序xx.apk，解壳程序apk应用通过DexClassLoader动态加载xx.apk进行运行。

提示：
上面的示意图和加壳步骤是搬运自Jack_Jia大牛的博客修改而来，知道自己语言组织能力不行也不献丑了。尽管现在很多Android加固厂商加密和隐藏源程序apk都不会采取上面的方法，但是对于学习Android的加固拓展思路还是有帮助的。当然了Android加固厂商也不会简单粗暴的直接加密整个源程序的apk，这样做效率不高也没有必要，将源程序的apk进行解包拆分为dex文件、so库文件和资源，然后分别对dex文件、so库文件和资源进行有针对性的加固处理，例如：dex文件的内存加载、so库文件的自定义加载、资源的弱加固处理等等，上面提到的Android加壳方法仅仅是一个大致的实现思路，离商业应用还有一段不小的距离。

三、Android 源程序加壳的代码实现

Jack_Jia提供了两种加密隐藏Android源程序的方法，第1种相对来说比较简单，第2种比较复杂，涉及到Android解壳程序dex文件的修改地方比较多，因此以第1种对整个Android源程序APK包进行加密隐藏处理的方案来实现。Jack_Jia提供的加壳代码是基于Android 2.3的系统代码来实现的，如果要该加壳代码在Android系统以后版本上运行成功，还需参考相关Android系统源码APK运行的流程来进行对应的反射修改。

(1).解壳数据位于解壳程序dex文件尾部的加壳流程：

1.加密源程序apk为解壳数据，加密源程序apk的算法需要自己自定义。
2.把解壳数据写入到解壳程序dex文件末尾，并在文件尾部添加解壳数据的长度大小。
3.修正解壳程序dex文件头中checksum、signature 和file_size字段。

对Android源程序apk进行加密隐藏的功能由java代码编写的加密工具DexShellTool来实现，其中[ g:/payload.apk ]为被加密隐藏保护的源程序apk，[ g:/unshell.dex ]为Android解壳程序apk的原dex文件,[ g:/classes.dex ]为Android解壳程序apk被修改后带有解壳数据的新dex文件。

import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.security.MessageDigest;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;
import java.util.zip.Adler32;


// 对加壳的Apk进行加密隐藏处理的工具代码
public class DexShellTool {


    public static void main(String[] args) {

        try {

            // 打开被加壳的apk文件"g:/payload.apk"
            File payloadSrcFile = new File("g:/payload.apk");
            // 打开加壳apk程序的外壳apk的dex文件"g:/unshell.dex"
            File unShellDexFile = new File("g:/unshell.dex");

            // 读取payload.apk文件的数据内容进行加密处理
            byte[] payloadArray = encrpt(readFileBytes(payloadSrcFile));
            // 读取外壳apk的dex文件"g:/unshell.dex"的数据到字节数组中
            byte[] unShellDexArray = readFileBytes(unShellDexFile);

            // 加密后payload.apk文件的数据长度
            int payloadLen = payloadArray.length;
            // 外壳程序apk的dex文件"g:/unshell.dex"的数据长度
            int unShellDexLen = unShellDexArray.length;

            // 获取加密后"g:/payload.apk"文件隐藏到"g:/unshell.dex"中所需的字节长度
            int totalLen = payloadLen + unShellDexLen +4;
            // 申请内存空间
            byte[] newdex = new byte[totalLen];


            // 添加解壳代码"g:/unshell.dex"到申请内存缓冲区中
            System.arraycopy(unShellDexArray, 0, newdex, 0, unShellDexLen);
            // 添加加密后"g:/payload.apk"文件的解壳数据到申请内存缓冲区中
            System.arraycopy(payloadArray, 0, newdex, unShellDexLen, payloadLen);
            // 添加加密后"g:/payload.apk"文件的解壳数据长度到末尾的4字节
            System.arraycopy(intToByte(payloadLen), 0, newdex, totalLen-4, 4);

             // 修正DEX file size文件头
            fixFileSizeHeader(newdex);
             // 修正DEX SHA1签名 文件头
            fixSHA1Header(newdex);
             //修改DEX CheckSum文件头
            fixCheckSumHeader(newdex);


            String str = "g:/classes.dex";
            // 创建或者打开文件"g:/classes.dex"
            File file = new File(str);
            // 删除已存在旧的文件
            if (!file.exists()) {

                file.createNewFile();
            }

            // 构建新的加壳的外壳dex文件"g:/classes.dex"
            FileOutputStream localFileOutputStream = new FileOutputStream(str);
            localFileOutputStream.write(newdex);
            // 刷新文件流
            localFileOutputStream.flush();
            // 关闭文件即构建文件完成
            localFileOutputStream.close();

        } catch (Exception e) {

            e.printStackTrace();
        }
    }

    // 直接返回数据，读者可以添加自己加密方法
    private static byte[] encrpt(byte[] srcdata){

        // 自定义的加密算法，对原apk文件的数据和apk文件的长度进行加密处理
        return srcdata;
    }


    // 修正dex文件头的校验码checksum字段
    private static void fixCheckSumHeader(byte[] dexBytes) {

        Adler32 adler = new Adler32();
        adler.update(dexBytes, 12, dexBytes.length - 12);
        long value = adler.getValue();
        int va = (int) value;
        byte[] newcs = intToByte(va);
        byte[] recs = new byte[4];

        for (int i = 0; i < 4; i++) {

            recs[i] = newcs[newcs.length - 1 - i];
            System.out.println(Integer.toHexString(newcs[i]));
        }
        // 修正dex文件的校验码checksum
        System.arraycopy(recs, 0, dexBytes, 8, 4);

        System.out.println(Long.toHexString(value));
        System.out.println();
    }


    // 将int型数据转换成字节数组的形式存放
    public static byte[] intToByte(int number) {

        byte[] b = new byte[4];
        for (int i = 3; i >= 0; i--) {

            b[i] = (byte) (number % 256);
            number >>= 8;
        }

        return b;
    }


    // 修正dex文件头存放dex文件signature（SHA-1签名）的字段
    private static void fixSHA1Header(byte[] dexBytes) throws NoSuchAlgorithmException {

        MessageDigest md = MessageDigest.getInstance("SHA-1");
        md.update(dexBytes, 32, dexBytes.length - 32);
        byte[] newdt = md.digest();
        // 修正dex文件的SHA-1签名
        System.arraycopy(newdt, 0, dexBytes, 12, 20);

        // 打印SHA-1签名
        String hexstr = "";
        for (int i = 0; i < newdt.length; i++) {

            hexstr += Integer.toString((newdt[i] & 0xff) + 0x100, 16)
                    .substring(1);
        }
        System.out.println(hexstr);
    }


    // 修正dex文件头存放dex文件大小的字段file_size
    private static void fixFileSizeHeader(byte[] dexBytes) {

        byte[] newfs = intToByte(dexBytes.length);
        System.out.println(Integer.toHexString(dexBytes.length));

        byte[] refs = new byte[4];
        for (int i = 0; i < 4; i++) {

            refs[i] = newfs[newfs.length - 1 - i];
            System.out.println(Integer.toHexString(newfs[i]));
        }

        // 修正dex文件的大小
        System.arraycopy(refs, 0, dexBytes, 32, 4);
    }


    // 读取文件的数据内容到字节数组中
    private static byte[] readFileBytes(File file) throws IOException {

        byte[] arrayOfByte = new byte[1024];
        ByteArrayOutputStream localByteArrayOutputStream = new ByteArrayOutputStream();
        FileInputStream fis = new FileInputStream(file);

        while (true) {

            // 读取文件中的数据内容
            int i = fis.read(arrayOfByte);
            if (i != -1) {

                // 将读取的文件数据写入到内存缓冲区中
                localByteArrayOutputStream.write(arrayOfByte, 0, i);

            } else {

                // 返回读取的文件的数据的字节流数组
                return localByteArrayOutputStream.toByteArray();
            }
        }
    }
}

(2).加壳的Android源程序被Android解壳程序解壳的流程和代码实现：

Android应用程序由不同的组件构成，Android系统在有需要的时候才会启动Android程序的组件。因此，解壳程序必须在Android系统启动组件之前运行，完成对解壳数据的解壳以及解壳后对源程序apk文件的动态加载，否则会使程序出现加载类失败的异常。Android开发者都知道Applicaiton做为整个应用的上下文，会被Android系统第一时间调用，这也是Android应用开发者程序代码的第一执行点。因此，通过对解壳程序AndroidMainfest.xml中的 application 进行配置即继承实现Application类，就可以实现解壳代码第一时间运行，如下图所示：
如何替换回源程序Apk原有的Application? 当在解壳程序Apk的AndroidMainfest.xml文件配置为解壳代码的Application类时，源程序Apk原有的Applicaiton将被替换。为了不影响源程序Apk的代码逻辑，我们需要在解壳代码运行完成后，替换回源程序Apk原有的Application类对象，我们通过在解壳程序apk的AndroidMainfest.xml文件中配置源程序apk原有Applicaiton类的信息来达到我们的目的，解壳程序Apk要在运行完毕后，通过创建meta-data配置的Application对象并通过反射修改回源程序Apk的原Application。在解壳程序apk的AndroidMainfest.xml文件中配置源程序apk原有Applicaiton类的信息如下图所示，通过反射的修改见后面的实现代码：
如何通过DexClassLoader实现对apk代码的动态加载? 我们知道DexClassLoader加载的类是没有组件生命周期的，也就是说即使DexClassLoader通过对APK的动态加载完成了对组件类的加载，当系统启动该组件时，还会出现加载类失败的异常。为什么Android组件类被动态加载入Android虚拟机，但Android系统却出现加载类失败呢？通过查看Android源代码知道Android组件类的加载是由另一个ClassLoader来完成的，DexClassLoader和系统组件ClassLoader并不存在关系，系统组件ClassLoader当然找不到由DexClassLoader加载的类，如果把系统组件ClassLoader的parent修改成DexClassLoader，就可以实现对apk代码的动态加载。
如何使解壳后的源程序apk的资源文件被代码动态引用? 代码默认引用的资源文件在最外层的解壳程序中，因此，我们要增加系统的资源加载路径来实现对解壳后APK文件资源的加载，比较简单的做法是 Android解壳程序在代码上只有继承重写的Application类而没有其他的代码实现，图标什么的使用源程序Apk的图标；将源程序apk的全部资源拷贝到解壳程序apk中并将源程序apk的activity、service、content provider、broadcast receiver等的声明描述添加到解壳程序apk的AndroidMainfest.xml文件中。

源程序Apk的解壳代码在解壳程序Apk继承重写Application类的ProxyApplication中实现，在ProxyApplication类的attachBaseContext方法中实现对源程序apk（这里为 payload.apk）的解壳释放和源程序apk的DexClassLoader加载以及将源程序的DexClassLoader与解壳程序的ClassLoader引用关联起来，在ProxyApplication类的onCreate方法中通过反射修改替换掉解壳程序apk的Application为源程序apk的Application并调用执行。

解壳程序的解壳代码 ProxyApplication.java 的实现

package com.example.androidshell;

import java.io.BufferedInputStream;
import java.io.ByteArrayInputStream;
import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.DataInputStream;
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.lang.ref.WeakReference;
import java.util.ArrayList;
import java.util.HashMap;
import java.util.Iterator;
import java.util.zip.ZipEntry;
import java.util.zip.ZipInputStream;

import dalvik.system.DexClassLoader;
import android.app.Application;
import android.app.Instrumentation;
import android.content.Context;
import android.content.pm.ApplicationInfo;
import android.content.pm.PackageManager;
import android.content.pm.PackageManager.NameNotFoundException;
import android.os.Bundle;



public class ProxyApplication extends Application {

    private static final String appkey = "APPLICATION_CLASS_NAME";
    private String apkFileName;
    private String odexPath;
    private String libPath;


    protected void attachBaseContext(Context base) {

        super.attachBaseContext(base);
        try {

            // 在当前apk目录下创建文件夹"payload_odex"
            File odex = this.getDir("payload_odex", MODE_PRIVATE);
            // 在当前apk目录下创建文件夹"payload_lib"存放被加密隐藏的apk的so库文件
            File libs = this.getDir("payload_lib", MODE_PRIVATE);

            // 获取文件的全路径
            odexPath = odex.getAbsolutePath();
            libPath = libs.getAbsolutePath();

            // 拼接构建文件路径字符串
            apkFileName = odex.getAbsolutePath() + "/payload.apk";
            // 创建文件"payload.apk"
            File dexFile = new File(apkFileName);
            // 删除旧的文件
            if (!dexFile.exists())
                dexFile.createNewFile();

            // 读取加壳外壳apk程序的classes.dex文件数据到字节数组中
            byte[] dexdata = this.readDexFileFromApk();

            // 解密释放被加密隐藏的apk文件并获取该apk的so库文件
            this.splitPayLoadFromDex(dexdata);


            // 配置动态加载环境，用以后面获取当前apk的父ClassLoader
            Object currentActivityThread = RefInvoke.invokeStaticMethod("android.app.ActivityThread", "currentActivityThread",
                    new Class[] {}, new Object[] {});
            // 获取当前外壳apk的包名
            String packageName = this.getPackageName();
            HashMap mPackages = (HashMap) RefInvoke.getFieldOjbect("android.app.ActivityThread", currentActivityThread, "mPackages");

            // 获取当前外壳apk的引用
            WeakReference wr = (WeakReference) mPackages.get(packageName);
            // public DexClassLoader(String dexPath, String optimizedDirectory, String libraryPath, ClassLoader parent) 
            // 动态加载被加隐藏释放的原apk程序
            DexClassLoader dLoader = new DexClassLoader(apkFileName, odexPath, libPath, 
                    (ClassLoader)RefInvoke.getFieldOjbect("android.app.LoadedApk", wr.get(), "mClassLoader"));

            // 将动态加载的加密隐藏释放的原apk的ClassLoader和当前外壳apk的引用关联起来
            RefInvoke.setFieldOjbect("android.app.LoadedApk", "mClassLoader", wr.get(), dLoader);

        } catch (Exception e) {

            e.printStackTrace();
        }
    }


    // 先执行的attachBaseContext再执行的onCreate函数
    public void onCreate() {

        // 如果源应用配置有Appliction对象，则替换为源应用Applicaiton，以便不影响源程序逻辑。
        String appClassName = null;
        try {

            // 获取meta-data元数据即获取被加密隐藏的原apk的Application
            // 其实APPLICATION_CLASS_NAME不一定要配置在AndroidMainfest.xml文件中，写在代码里也是可以的，只不过通用性不是那么好。
            ApplicationInfo ai = this.getPackageManager().getApplicationInfo(this.getPackageName(), PackageManager.GET_META_DATA);
            Bundle bundle = ai.metaData;
            if (bundle != null && bundle.containsKey("APPLICATION_CLASS_NAME")) {

                // 获取被加密隐藏的原apk的Application
                appClassName = bundle.getString("APPLICATION_CLASS_NAME");

            } else {

                return;
            }

        } catch (NameNotFoundException e) {

            e.printStackTrace();
        }

        // 调用静态方法android.app.ActivityThread.currentActivityThread 获取当前activity的线程对象
        //      public static ActivityThread currentActivityThread() {
        //          return sCurrentActivityThread;
        //      }
        Object currentActivityThread = RefInvoke.invokeStaticMethod("android.app.ActivityThread", "currentActivityThread", 
                new Class[] {}, new Object[] {});

        // 获取当前activity的线程对象sCurrentActivityThread中mBoundApplication成员变量，该对象是一个AppBindData类对象
        Object mBoundApplication = RefInvoke.getFieldOjbect("android.app.ActivityThread", currentActivityThread, "mBoundApplication");
        // 获取mBoundApplication中的info成员变量，其中info是LoadedApk类对象
        Object loadedApkInfo = RefInvoke.getFieldOjbect("android.app.ActivityThread$AppBindData", mBoundApplication, "info");
        // 设置loadedApkInfo对象的mApplication成员变量为null（因为不是通过系统加载apk的方式加载的）
        RefInvoke.setFieldOjbect("android.app.LoadedApk", "mApplication", loadedApkInfo, null);

        // 获取currentActivityThread对象sCurrentActivityThread中的mInitialApplication成员变量（存放当前Application）
        Object oldApplication = RefInvoke.getFieldOjbect("android.app.ActivityThread", currentActivityThread, "mInitialApplication");
        // 获取currentActivityThread对象sCurrentActivityThread中的mAllApplications成员变量（存放Application的列表）
        ArrayList<Application> mAllApplications = (ArrayList<Application>) RefInvoke.getFieldOjbect("android.app.ActivityThread", 
                currentActivityThread, "mAllApplications");
        // 从当前mAllApplications中移除当前（旧的）Application
        mAllApplications.remove(oldApplication);

        // 获取上面得到LoadedApk对象中的mApplicationInfo成员变量，是个ApplicationInfo对象
        ApplicationInfo appinfo_In_LoadedApk = (ApplicationInfo) RefInvoke.getFieldOjbect("android.app.LoadedApk", 
                loadedApkInfo, "mApplicationInfo");
        // 获取上面得到AppBindData对象中的appInfo成员变量，也是个ApplicationInfo对象
        ApplicationInfo appinfo_In_AppBindData = (ApplicationInfo) RefInvoke.getFieldOjbect("android.app.ActivityThread$AppBindData", 
                mBoundApplication, "appInfo");
        // 把上面两个对象的classNam成员变量设置为从meta-data中获取的被隐藏加密的apk的Application路径
        appinfo_In_LoadedApk.className = appClassName;
        appinfo_In_AppBindData.className = appClassName;

        // 调用LoadedApk中的makeApplication 方法，构造一个新的application
        Application app = (Application) RefInvoke.invokeMethod("android.app.LoadedApk", "makeApplication",
                loadedApkInfo, new Class[] { boolean.class, Instrumentation.class }, new Object[] { false, null });
        // 设置currentActivityThread对象sCurrentActivityThread中的mInitialApplication成员变量的值为新构造的Application
        RefInvoke.setFieldOjbect("android.app.ActivityThread", "mInitialApplication", currentActivityThread, app);

        // 获取当前activity的线程对象sCurrentActivityThread中的成员变量mProviderMap的值
        HashMap mProviderMap = (HashMap) RefInvoke.getFieldOjbect("android.app.ActivityThread", currentActivityThread, "mProviderMap");
        // 遍历该对象mProviderMap
        Iterator it = mProviderMap.values().iterator();
        while (it.hasNext()) {

            Object providerClientRecord = it.next();
            // 获取ProviderClientRecord类对象的成员变量mLocalProvider
            Object localProvider = RefInvoke.getFieldOjbect("android.app.ActivityThread$ProviderClientRecord",
                    providerClientRecord, "mLocalProvider");

            // 设置mLocalProvider中的成员变量mContext的值为新构建的Application即app
            RefInvoke.setFieldOjbect("android.content.ContentProvider", "mContext", localProvider, app);
        }

        // 新构建Application调用onCreate()方法
        app.onCreate();
    }


    // 解密释放被加密隐藏的apk文件并获取该apk的so库文件
    private void splitPayLoadFromDex(byte[] data) throws IOException {

        // 获取被加密apk解密后的apk文件相关的数据（包括长度和原apk文件的数据）
        byte[] apkdata = decrypt(data);
        // 获取解密后apk文件相关的数据长度（存放在最后4字节）
        int ablen = apkdata.length;

        // 获取被加密原apk文件的数据长度的字节数组
        byte[] dexlen = new byte[4];
        System.arraycopy(apkdata, ablen - 4, dexlen, 0, 4);

        // 获取到被加密原apk文件的int型的数据长度
        ByteArrayInputStream bais = new ByteArrayInputStream(dexlen);
        DataInputStream in = new DataInputStream(bais);
        int readInt = in.readInt();
        // 打印原apk文件的数据长度
        System.out.println(Integer.toHexString(readInt));

        // 获取原apk文件的数据释放出被隐藏的apk文件
        byte[] newdex = new byte[readInt];
        System.arraycopy(apkdata, ablen - 4 - readInt, newdex, 0, readInt);

        // 释放被隐藏的apk文件
        File file = new File(apkFileName);
        try {

            // 释放被加密隐藏的原apk文件
            FileOutputStream localFileOutputStream = new FileOutputStream(file);
            localFileOutputStream.write(newdex);
            localFileOutputStream.close();

        } catch (IOException localIOException) {

            throw new RuntimeException(localIOException);
        }

        // 解析被加密的原apk文件获取so库文件
        ZipInputStream localZipInputStream = new ZipInputStream(new BufferedInputStream(new FileInputStream(file)));
        while (true) {

            ZipEntry localZipEntry = localZipInputStream.getNextEntry();
            if (localZipEntry == null) {

                localZipInputStream.close();
                break;
            }

            // 被加密apk的so库文件保存到指定的文件路径下
            String name = localZipEntry.getName();
            if (name.startsWith("lib/") && name.endsWith(".so")) {

                File storeFile = new File(libPath + "/" + name.substring(name.lastIndexOf('/')));
                storeFile.createNewFile();
                FileOutputStream fos = new FileOutputStream(storeFile);
                byte[] arrayOfByte = new byte[1024];

                while (true) {

                    int i = localZipInputStream.read(arrayOfByte);
                    if (i == -1)
                        break;

                    fos.write(arrayOfByte, 0, i);
                }
                fos.flush();
                fos.close();
            }
            localZipInputStream.closeEntry();
        }
        localZipInputStream.close();
    }


    // 读取加壳外壳apk即当前apk的"classes.dex"文件到字节内存缓冲区中
    private byte[] readDexFileFromApk() throws IOException {

        ByteArrayOutputStream dexByteArrayOutputStream = new ByteArrayOutputStream();
        // 读取当前外壳apk文件的数据
        ZipInputStream localZipInputStream = new ZipInputStream(new BufferedInputStream(new FileInputStream(this.getApplicationInfo().sourceDir)));
        while (true) {

            // 遍历外壳apk压缩文件
            ZipEntry localZipEntry = localZipInputStream.getNextEntry();
            if (localZipEntry == null) {

                localZipInputStream.close();
                break;
            }

            // 判断是否是加壳外壳apk的"classes.dex"即当前apk的"classes.dex"文件
            if (localZipEntry.getName().equals("classes.dex")) {

                byte[] arrayOfByte = new byte[1024];
                while (true) {

                    int i = localZipInputStream.read(arrayOfByte);
                    if (i == -1)
                        break;

                    // 把读取的dex文件的数据写到到字节内存缓冲区中
                    dexByteArrayOutputStream.write(arrayOfByte, 0, i);
                }
            }

            localZipInputStream.closeEntry();
        }
        localZipInputStream.close();

        return dexByteArrayOutputStream.toByteArray();
    }


    // 直接返回数据，读者可以添加自己解密方法
    // 返回被加密apk解密后的apk文件的数据，例如：payload.apk
    private byte[] decrypt(byte[] data) {

        // 对加密的apk程序的数据进行解密处理
        return data;
    }

}

上面的代码中使用到的反射工具类 RefInvoke.java 的实现

package com.example.androidshell;

import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;


// Android的类反射调用的工具
public class RefInvoke {


    // 通过类反射调用调用类的静态方法
    public static  Object invokeStaticMethod(String class_name, String method_name, Class[] pareTyple, Object[] pareVaules) {

        try {

            Class obj_class = Class.forName(class_name);
            Method method = obj_class.getMethod(method_name, pareTyple); 

            return method.invoke(null, pareVaules);

        } catch (SecurityException e) {

            e.printStackTrace();
        }  catch (IllegalArgumentException e) {

            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalAccessException e) {

            e.printStackTrace();
        } catch (NoSuchMethodException e) {

            e.printStackTrace();
        } catch (InvocationTargetException e) {

            e.printStackTrace();
        } catch (ClassNotFoundException e) {

            e.printStackTrace();
        }
        return null;

    }


    // 通过类反射调用调用类的实例方法
    public static  Object invokeMethod(String class_name, String method_name, Object obj ,Class[] pareTyple, Object[] pareVaules){

        try {

            Class obj_class = Class.forName(class_name);
            Method method = obj_class.getMethod(method_name, pareTyple);

            return method.invoke(obj, pareVaules);

        } catch (SecurityException e) {

            e.printStackTrace();
        }  catch (IllegalArgumentException e) {

            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalAccessException e) {

            e.printStackTrace();
        } catch (NoSuchMethodException e) {

            e.printStackTrace();
        } catch (InvocationTargetException e) {

            e.printStackTrace();
        } catch (ClassNotFoundException e) {

            e.printStackTrace();
        }
        return null;

    }


    // 通过类反射调用获取类的实例成员变量
    public static Object getFieldOjbect(String class_name, Object obj, String filedName){

        try {

            Class obj_class = Class.forName(class_name);
            Field field = obj_class.getDeclaredField(filedName);
            field.setAccessible(true);

            return field.get(obj);

        } catch (SecurityException e) {

            e.printStackTrace();
        } catch (NoSuchFieldException e) {

            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalArgumentException e) {

            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalAccessException e) {

            e.printStackTrace();
        } catch (ClassNotFoundException e) {

            e.printStackTrace();
        }
        return null;

    }


    // 通过类反射调用获取类的静态成员变量
    public static Object getStaticFieldOjbect(String class_name, String filedName){

        try {

            Class<?> obj_class = Class.forName(class_name);
            Field field = obj_class.getDeclaredField(filedName);
            field.setAccessible(true);

            return field.get(null);

        } catch (SecurityException e) {

            e.printStackTrace();
        } catch (NoSuchFieldException e) {

            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalArgumentException e) {

            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalAccessException e) {

            e.printStackTrace();
        } catch (ClassNotFoundException e) {

            e.printStackTrace();
        }
        return null;

    }


    // 通过类反射调用设置类的实例成员变量的值
    public static void setFieldOjbect(String classname, String filedName, Object obj, Object filedVaule){

        try {

            Class<?> obj_class = Class.forName(classname);
            Field field = obj_class.getDeclaredField(filedName);
            field.setAccessible(true);
            field.set(obj, filedVaule);

        } catch (SecurityException e) {

            e.printStackTrace();
        } catch (NoSuchFieldException e) {

            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalArgumentException e) {

            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalAccessException e) {

            e.printStackTrace();
        } catch (ClassNotFoundException e) {

            e.printStackTrace();
        }   
    }


    // 通过类反射调用设置类的静态成员变量的值
    public static void setStaticOjbect(String class_name, String filedName, Object filedVaule) {

        try {

            Class<?> obj_class = Class.forName(class_name);
            Field field = obj_class.getDeclaredField(filedName);
            field.setAccessible(true);
            field.set(null, filedVaule);

        } catch (SecurityException e) {

            e.printStackTrace();
        } catch (NoSuchFieldException e) {

            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalArgumentException e) {

            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalAccessException e) {

            e.printStackTrace();
        } catch (ClassNotFoundException e) {

            e.printStackTrace();
        }       
    }
}

四、后记

本篇博文主要是对Jack_Jia大牛的加壳原理文章的整理和学习，一些关键地方描述直接照搬Jack_Jia大牛的描述和示意图，知道自己描述不清楚，同时也参考了桃园小七的博客，一并感谢。这里仅仅是对Android程序的整体dex加固原理的初步学习，如果要做出一款能用的Android加固壳还需要考虑很多因素，比如Android系统的兼容性、加壳后应用的启动速度等等。由于每个Android系统版本的源码会有所改变，为了兼容性的考虑，DexClassLoader的动态加载和源程序Application的替换需要有针对性的进行修改。

作者：QQ1084283172 发表于2017/7/5 15:29:50 原文链接

阅读：229 评论：0 查看评论

Android Apk加固的初步实现思路（dex整体加固）

一、前言

二、Android 源程序的加壳思路

1.解壳数据位于解壳程序文件尾部

2.解壳数据位于解壳程序文件头后面

三、Android 源程序加壳的代码实现

(1).解壳数据位于解壳程序dex文件尾部的加壳流程：

(2).加壳的Android源程序被Android解壳程序解壳的流程和代码实现：

四、后记

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一、前 言

二、Android 源程序的加壳思路

1.解壳数据位于解壳程序文件尾部

2.解壳数据位于解壳程序文件头后面

三、Android 源程序加壳的代码实现

(1).解壳数据位于解壳程序dex文件尾部的加壳流程：

(2).加壳的Android源程序被Android解壳程序解壳的流程和代码实现：

四、后 记

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一、前言

四、后记