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引言：

在安卓開發中，打包發布是開發的最後一個環節，apk是整個項目的源碼和資源的結合體；對於懂點反編譯原理的人可以輕鬆編譯出apk的源碼資源，並且可以修改資源代碼、重新打包編譯，輕輕鬆鬆變成自己的apk或者修改其中一部分竊取用戶信息。

代碼被反編譯對於apk的開發者和使用者而言十分苦惱。apk加固、防止反編譯此時顯得尤為重要。雖然有好多給apk加固的第三方，可能並不需要自己做apk加固，但是了解apk加固原理還是很有必要的。本文主要向大家介紹apk加固原理和簡單實現。

一、apk常見加固方式

（1）代碼層級加密–代碼混淆

代碼混淆是一種常用的加密方式。本質是把工程中原來的有具體含義的類名、變量名、方法名，修改成讓人看不懂的名字。常見的代碼混淆工具proguard（有興趣的可以自己看一下該工具：http://t.cn/ELjgHdi）。該加密方式只是對工程提供了最小的保護，並不是說不能逆向破解；只是說難度增加，需要耐心。

（2） Dex文件加密

dex是Android工程中的代碼資源文件，通過dex可以反編譯出java代碼。dex的加殼是常見的加密方式。通過對dex文件加密拼接加殼，可以有效的對工程代碼進行保護。apk工程在安裝成功後，app啟動時會有dex解密的過程，然後重新加載解密後的dex文件。

第二種加密方式也就是本文要為大家分享的加密方式。基本原理是在jni層，使用DexClassLoader動態加載技術完成對加密classex.dex的動態加載，dex文件可以附屬在assert或raw目錄。

二、apk加固原理

（1）apk文件結構

解壓一個apk包，可以看到如下目錄結構：

assets：存放工程資源(圖片、本地html等)文件的目錄

Lib：存放ndk編譯出來的so文件（so:C/C++編譯出的文件）

META-INF：

該目錄下存放的是簽名信息，用來保證apk包的完整性和系統的安全性：

CERT.RSA：保存着該應用程序的證書和授權信息

CERT.SF：保存着SHA-1信息資源列表

MANIFEST.MF：清單信息

res：存放資源（布局xml、布局xml引用圖片等）文件的目錄

AndroidManifest.xml：清單文件，它描述了應用的名字、版本、權限、註冊的服務等信息

classes.dex：java源碼編譯經過編譯後生成的dalvik字節碼文件，主要在Dalvik虛擬機上運行的主要代碼部分

resources.arsc：編譯後的二進制資源文件

META-INF文件主要是跟簽名有關的文件，保證了apk的完整性和安全性。apk每次重新簽名需要刪除該文件夾。
需要大家主要關注的是classes.dex文件：因為apk加固主要是對dex文件進行的加密。

(2)Dex文件結構 淺談安卓apk加固原理和實現

Java源文件生成Dex文件的映射關係

dex文件可以理解為由java文件編譯生產的，直觀表現就是dex文件可以編譯出java源碼；

dex文件的作用是記錄整個工程（通常是一個Android工程）的所有類文件的信息；

dex文件是從class文件演變而來的，class文件存在冗餘信息，dex文件則去掉了冗餘，並且整合了整個工程的類信息。淺談安卓apk加固原理和實現

Dex文件結構

文件頭header包含了dex文件的信息，也是大家需要關注的部分。因為下面的操作中會有dex文件的修改操作，而判斷是否是正確的dex文件是由header部分決定的。

下面看一下header部分的信息：

struct DexFile { 
DexHeader header;
DexStringId StringIds[StringIdsSize];
DexTypeId TypeIds[typeIdsSize];
DexProtoId ProtoIds[protoIdsSize]; 
DexFieldId FieldIds[fieldIdsSize]; 
DexMethodId MethodIds[methodIdsSize];
DexClassDef Data[]; 
DexLink LinkData;
}

Dex文件header部分結構體信息

Header部分有需要注意的三個字段：checksum字段、signature字段、filesize字段。

checksum字段： checksum是校驗碼字段，校驗dex數據的完整性

signature字段： signature是SHA-1簽名字段，dex數據完整性校驗

signature字段：保存classes.dex文件總長度

之所以關注這三個字段，是因為後面會有對dex的重新拼接。dex拼接後要修改這三個字段，字段修改正確後才可以保證dex的正確加載。

(3)Dex文件整體加固原理

上圖對象解析：

源apk：需要加密的apk程序，源dex來自於源apk

殼程序：Android工程，提供殼dex，殼dex主要作為工程入口，解密出源dex，映射到源dex等操作

加密程序：java工程，主要是做對源dex加密且和殼dex合併成新dex的操作

(4)整個工程加載原理

APP啟動——>自定義Application中attachBaseContext()方法——>自定義Application工程onCreate()方法——>源Application

1、自定義Application來自於殼程序的dex，加密合成的新dex前半部分就是殼程序的dex，這部分是沒任何問題，可以正常加載。該Application中attachBaseContext方法會做解密操作，解密出源dex並放置在固定目錄下，添加dex的加載映射；映射到源dex目錄。

2、自定義Application工程onCreate()方法添加源dex加載的入口；即源dex的application和mainActivity。

3、程序正常啟動；源dex被正確加載。

三、apk加固實現

準備：

SourceProject：

需要加密源程序,自定義application為：com. targetapk。MyApplication，主activity為：com. targetapk.MainActivity

jiaguApk：java工程，dex加密合併操作

shellApk：android工程，提供殼dex；自定義Application設定為：
org.hackcode.ProxyApplication

SourceProject是簡單的Android工程demo，編譯生成生成被殼加密的sourceProject.apk
jiaguApk是主要作用是加密源sourceProject.apk中dex文件；然後拼接到殼dex後面生成新的dex
shellApk是殼工程，主要是作為加密後apk的偽入口，加密後的apk工程會先加載殼工程提供Application：
org.hackcode.ProxyApplication，解密、映射等操作

整體加密步驟：

1.反編譯目標app(sourceProject.apk)，得到sourceProject文件；sourceProject.apk來源於SourceProject工程

2.修改sourceProject文件中的manifest文件，將自定義Application設定為“
org.hackcode.ProxyApplication”

3.拿到sourceProject文件中的dex文件，壓縮為TargetApk.zip

4.反編譯殼apk：apktool.bat d shellApk.apk，得到shellApk文件

5.拿到shellApk文件下的classes.dex和TargetApk.zip，加密合成新的classes.dex文件

6.新合成的class.dex替換sourceProject文件中的class.dex

7.刪除sourceProject文件中的META-INF文件，重壓縮成zip文件

8.重新簽名