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分析Android程序之破解第一个程序

时间:2015-05-06 21:16:50      阅读:309      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:android   反编译 apktool   

破解Android程序通常的方法是将apk文件利用ApkTool反编译,生成Smali格式的反汇编代码,然后阅读Smali文件的代码来理解程序的运行机制,找到程序的突破口进行修改,最后使用ApkTool重新编译生成apk文件并签名,最后运行测试,如此循环,直至程序被成功破解。

1. 反编译APK文件

ApkTool是跨平台的工具,可以在windows平台与linux平台下直接使用。使用前到:http://code.google.com/p/android-apktool/  下载ApkTool,目前最新版本为1.4.3,Windows平台需要下载apktool1.4.3.tar.bz2apktool-install-windows-r04-brut1.tar.bz2两个压缩包,如果是linux系统则需要下载apktool1.4.3.tar.bz2apktool-install-linux-r04-brut1.tar.bz2,将下载后的文件解压到同一目录下。进入到命令行的解压目录下,执行apktool命令会列出程序的用法:

反编译apk文件的命令为: apktool  d[ecode]  [OPTS]  <file.apk>  [<dir>]

编译apk文件的命令为: apktool  b[uild]  [OPTS]  [<app_path>]  [<out_file>]

那么在命令行下进入到apktool工具目录,输入命令:

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$ ./apktool  d  /home/fuhd/apk/gnapk/nice/com.nice.main.apk  outdir

稍等片刻,程序就会反编译完成,如图:

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2. 分析APK文件

如上例,反编译apk文件成功后,会在当前的outdir目录下生成一系列目录与文件。其中smali目录下存放了程序所有的反汇编代码res目录则是程序中所有的资源文件,这些目录的子目录和文件与开发时的源码目录组织结构是一致的。

如何寻找突破口是分析一个程序的关键。对于一般Android来说,错误提示信息通常是指引关键代码的风向标。以书中的注册示例为例,在错误提示附近一般是程序的核心验证代码,分析人员需要阅读这些代码来理解软件的注册流程。

错误提示是Android程序中的字符串资源,开发Android程序时,这些字符串可能硬编码到源码中,也可能引用 自“res/values”目录下的strings.xml文件,apk文件在打包时,strings.xml中的字符串被加密存储为“resources.arsc”文件保存到apk程序包中,apk被成功反编译后这个文件也被解密出来了。

以书中2.1.2节运行程序时的错误提示,在软件注册失败时会Toast弹出“无效用户名或注册码”,我们以此为线索来寻找关键代码。打开“res/values/strings.xml”文件,内容如下:

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<?xml version="1.0" encoding="utf-8" ?>
<resources>
    <string name="app_name">Crackme0201</string>
    <string name="hello_world">Hello world!<string>
    <string name="menu_settings">Settings</string>
    <string name="title_activity_main">crackme02</string>
    <string name="info">Android程序破解演示实例</string>
    <string name="username">用户名:</string>
    <string name="sn">注册码:</string>
    <string name="register">注册</string>
    <string name="hint_username">请输入用户名</string>
    <string name="hint_sn">请输入16位的注册码</string>
    <string name="unregister">程序未注册</string>
    <string name="registered">程序已注册</string>
    <string name="unsuccessed">无效用户名或注册码</string>    <!-- 就是这一行 -->
    <string name="successed">恭喜您!注册成功</string>
</resources>

开发Android程序时,strings.xml文件中的所有字符串资源都在“gen/<packagename>/R.java”文件的String类中被标识,每个字符串都有唯一int类型索引值,使用Apktool反编译apk文件后,所有的索引值保存在strings.xml文件同目录下的public.xml文件中。

从上面列表中找到“无效用户名或注册码”的字符串名称unsuccessed。打开public.xml文件,它的内容如下:

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<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<resources>
    <public type="drawable" name="ic_launcher" id="0x7f020001" />
    <public type="drawable" name="ic_action_search" id="0x7f020000" />
    .......
    <public type="string" name="unsuccessed" id="0x7f05000c"/>     <!-- 这是这一行 -->
    .......
    <public type="id" name="edit_sn" id="0x7f080002" />
    <public type="id" name="button_register" id="0x7f080003" />
    <public type="id" name="menu_settings" id="0x7f080004" />
</resources>

unsuccessed的id值为0x7f05000c,在smali目录中搜索含有内容为0x7f05000c的文件,最后发现只有MainActivity$1.smali文件一处调用,代码如下:

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# virtual methods
.method public onClick(Landroid/view/View;)V
    .locals 4
    .parameter "v"
    .prologue
    const/4 v3, 0x0
    ......
    .line 32
    #calls:
    Locm/droider/crackme0201/MainActivity;->checkSN(Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;)Z
    invoke-static {v0,v1,v2}, Lcom/droider/crackme0201/MainActivity;->
        #检查注册码是否合法
        access$2(Lcom/droider/crackme0201/MainActivity;Ljava/lang/string;Ljava/lang/String;)Z    
    move-result v0
    if-nez v0, :cond_0  #如果结果不为0,就跳转到cond_0标号处
    .line 34
    iget-object v0, p0, Lcom/droider/crackme0201/MainActivity$1;->
        this$0:Lcom/droider/crackme0201/MainActivity;
    .line 35
    const v1, 0x7f05000c  #unsuccessed字符串,就是这一句
    .line 34
    invoke-static {v0, v1, v3}, Landroid/widget/Toast;->
        makeText(Landroid/content/Context;II) Landroid/widget/Toast;
    move-result-object v0
    .............
    .............(略)
    .............
.end method

Smali代码中添加的注释使用“”号开头,".line 32"行调用了checkSN()函数进行注册码的合法检查,接着下面有如下两行代码:

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move-result v0
if-nez v0,  :cond_0

checkSN()函数返回Boolean类型的值。这里的第一行代码将返回的结果保存到v0寄存器中,第二行代码对v0进行判断,如果v0的值不为零,即条件为真的情况下,跳转到cond_0标号处,反之,程序顺序向下执行

如果代码不跳转,会执行如下几行代码:

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.line 34
iget-object v0, p0, Lcom/droider/crackme0201/MainActivity$1;->
    this$0:Lcom/droider/crackme0201/MainActivity;
.line 35
const v1, 0x7f05000c        #unsuccessed字符串
.line 34
invoke-static {v0, v1, v3}, Landroid/widget/Toast;->
    makeText(Landroid/content/Context;II)Landroid/widget/Toast;
move-result-object v0
.line 35
invoke-virtual {v0}, Landroid/widget/Toast;->show()V
.line 42
:goto_0
return-void

“.line 34”行使用iget-object指令获取MainActivity实例的引用。代码中的->this$0是内部类MainActivity$1中的一个synthetic字段,存储 的是父类MainActivity的引用,这是Java语言的一个特性,类似的还有->access$0,这一类代码会在后面进行详细介绍。“.line 35”行将v1寄存器传入unsuccessed字符串的id值,接着调用Toast;->makeText()创建字符串,然后调用Toast;->show()V方法弹出提示,最后.line 40行调用return-void函数返回。

如果代码跳转,会执行如下代码:

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:cond_0
iget-object v0, p0, Lcom/droider/crackme0201/MainActivity$1;->
    this$0:Lcom/droider/crackme0201/MainActivity;
.line 38
const v1, 0x7f05000d         #successed字符串
.line 37
invoke-static {v0, v1, v3}, Landroid/widget/Toast;->
    makeText(Landroid/content/Context;II)Landroid/widget/Toast;
move-result-object v0
.line 38
invoke-virtual {v0}, Landroid/widget/Toast;->show()V
.line 39
iget-object v0, p0, Lcom/droider/crackme0201/MainActivity$1;->
    this$0:Lcom/droider/crackme0201/MainActivity;
#getter for:Lcom/droider/crackme0201/MainActivity;->btn_register:Landroid/widger/Button;
invoke-static {v0}; Lcom/droider/crackme0201/MainActivity;->
    access$3(Lcom/droider/crackme0201/MainActivity;)Landroid/widget/Button;
move-result-object v0
invoke-virtual {v0, v3}, Landroid/widget/Button;->setEnabled(Z)V    #设置注册按钮不可用
.line 40
iget-object v0, p0, Lcom/droider/crackme0201/MainActivity$1;->
    this$0:Lcom/droider/crackme0201/MainActivity;
const v1, 0x7f05000b   # registered字符串,模拟注册成功 
invoke-virtual {v0, v1}, Lcom/droider/crackme0201/MainActivity;->setTitle(I)V
goto :goto_0

这段代码的功能是弹出注册成功提示,也就是说,上面的跳转如果成功意味着程序会成功注册。

3. 修改Smali文件代码

经过上一小节的分析可以发现,“.line 32”行的代码“if-nez v0,:cond_0”是程序的破解点if-nezDalvik指令集中的一个条件跳转指令。类似的还有if-eqz,if-gez,if-lez等。这些指令会在后面blog中进行介绍,在这里只需要知道,与if-nez指令功能相反的指令为if-eqz,表示比较结果为0或相等时进行跳转。

用任意一款文本编辑器打开MainActivity$1.smali文件,将“.line 32”行的代码“if-nez v0,:cond_0”修改为“if-eqz v0,:cond_0”,保存后退出,代码就算修改完成了。

4. 重新编译APK文件并签名

修改完Smali文件代码后,需要将修改后的文件重新进行编译打包成apk文件。编译apk文件的命令格式为:

apktool  b[uild]  [OPTS]  [<app_path>]  [<out_file>],打开命令行进入到apktool工具的目录,执行以下命令:

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$ ./apktool  b  /home/fuhd/apk/gw/outdir/

不出意外的话,程序就会编译成功。编译成功 后会在outdir目录下生成dist目录,里面存放着编译成功的apk文件。编译生成的crackme02.apk没有签名,还不能安装测试,接下来需要使用signapk.jar工具对apk文件进行签名。signapk.jar是Android源码包中的一个签名工具。代码位于Android源码目录下的/build/tools/signapk/SignApk.java文件中,源码编译后可以在/out/host/linux-x86/framework目录中找到它。使用signapk.jar签名时需要提供签名文件,我们在此可以使用Android源码中提供的签名文件 testkey.pk8testkey.x509.pem,它们位于Android源码的build/target/product/security目录将signapk.jar,testkey.x509.pem,testkey.pk8,3个文件放到同一目录,然后在命令提示符下输入如下命令对APK文件进行签名:

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$ java -jar signapk.jar testkey.x509.pem testkey.pk8 
        /home/fuhd/apk/gw/outdir/crackme02.apk  crackme02Sign.apk

签名成功后会在同目录下生成crackme02sign.apk文件。

4. 安装测试

现在是时候测试修改后的成果了。启动一个Android AVD,或者使用数据线连接手机与电脑,然后在命令提示符下执行以下命令安装破解后的程序:

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$ adb install crackme02sign.apk

技术分享

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分析Android程序之破解第一个程序

标签:android   反编译 apktool   

原文地址:http://blog.csdn.net/liyuanjinglyj/article/details/45540341

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