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APK Crack


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APK Crack

写这篇文章之前,有些犹豫,我会不会因此而打开了一个潘多拉魔盒呢?后来一想,Android类似的恶意软件早已问世,说明这世上已经有不少软件安全专家或者黑客们对此并不陌生了。而我,仅仅是作为一个传道者,将这个少数人知道的秘密告诉大家。于是我心安多了,我想我是在为Android软件安全行业早日成熟起来做贡献吧~!

所谓APK指的是Android操作系统的应用程序安装文件。所谓Crack,简单地理解为“破解”。我具体指的是反编译APK文件进行汇编级的代码分析,并修改或插入自己的代码,重新签名打包为APK文件,以达到改变程序原有行为的目的。

由以上的说明可知,我们要Crack一个APK文件,主要流程有三步:反编译、代码分析、重新打包签名。

基本准备

我们需要一些基本的工具进行一些主要的工作。如果你是一个会做Android APK汉化的朋友,那么你应该对这些工具非常熟悉:

第一个工具是android-apktoolA tool for reengineering Android apk files 。这个工具是我们完成APK Crack的核心,利用它实现APK文件的反编译和重新打包。它是Google Code上一个非常著名的开源项目,大家可以在Google Code的网页上获取它和它的Wiki、源码及其他相关信息。网址是:http://code.google.com/p/android-apktool/ 

第二个工具是Auto-sign。这个工具实现的是APK打包后的签名工作,属于一个小工具。

除了这些基本工具外,为了更好的分析代码,你可能还需要用到一些其他工具,例如:dex2jarjd-gui等,这里不做详述。

反编译

如果你是一个经常汉化APK程序的朋友,那么反编译这一步你肯定不会陌生。不过,既然这篇文章侧重于基本流程讲解,那么这一步想来是不能省掉的。所以,觉得罗嗦的朋友,请跳过。首先我们需要有一个待反编译的APK。这里我自己写了一个HelloWorldAPK,代码如下:

package com.zh_weir.helloworld;

import android.app.Activity;

import android.os.Bundle;

public class MainActivity extends Activity {

     /** Called when the activity is first created. */

     @Override

     public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {

         super.onCreate(savedInstanceState);

         setContentView(R.layout.main);

     }

}

我们通过android-apktool对这个APK进行反编译。对于android-apktool的使用,我就不做太多翻译的工作,直接给出说明文档吧。简单一句话,就是命令行执行。

Apktool v1.3.2 - a tool for reengineering Android apk files

Copyright 2010 Ryszard Wi?niewski <brut.alll@gmail.com>

Apache License 2.0 (http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0)

Usage: apktool [-v|--verbose] COMMAND [...]

COMMANDs are:

    d[ecode] [OPTS] <file.apk> [<dir>]

        Decode <file.apk> to <dir>.

        OPTS:

        -s, --no-src

            Do not decode sources.

        -r, --no-res

            Do not decode resources.

        -d, --debug

            Decode in debug mode. Check project page for more info.

        -f, --force

            Force delete destination directory.

        -t <tag>, --frame-tag <tag>

            Try to use framework files tagged by <tag>.

        --keep-broken-res

            Use if there was an error and some resources were dropped, e.g.:

            "Invalid config flags detected. Dropping resources", but you

            want to decode them anyway, even with errors. You will have to

            fix them manually before building.

    b[uild] [OPTS] [<app_path>] [<out_file>]

        Build an apk from already decoded application located in <app_path>.

        It will automatically detect, whether files was changed and perform

        needed steps only.

        If you omit <app_path> then current directory will be used.

        If you omit <out_file> then <app_path>/dist/<name_of_original.apk>

        will be used.

        OPTS:

        -f, --force-all

            Skip changes detection and build all files.

        -d, --debug

            Build in debug mode. Check project page for more info.

    if|install-framework <framework.apk> [<tag>]

        Install framework file to your system.

For additional info, see: http://code.google.com/p/android-apktool/

通过apktool d HelloWorld.apk的命令,我们就完成了一个简单的APK的反编译工作。得到了一个叫做“HelloWorld”的文件夹。你可以看见文件夹下有Manifest文件,有反编译出的res资源文件。这些东西都是平时汉化特别关心的,而不是我们要注意的重点。我们需要注意的是一个叫做“smali”的文件夹。

仔细观察,你会发现这个文件夹下的文件组织结构和我们的Android工程中java源码的组织结构几乎一致。只不过Java文件被.smali的文件取而代之了。我们用文本编辑器打开这些.smali文件,你会发现它们都是可识别的、并且非常“整齐”的文本文件,大致如下:

.class public Lcom/zh_weir/helloworld/MainActivity;

.super Landroid/app/Activity;

.source "MainActivity.java"

# direct methods

.method public constructor <init>()V

    .locals 0

    .prologue

    .line 6

    invoke-direct {p0}, Landroid/app/Activity;-><init>()V

    return-void

.end method

# virtual methods

.method public onCreate(Landroid/os/Bundle;)V

    .locals 1

    .parameter "savedInstanceState"

    .prologue

    .line 10

    invoke-super {p0, p1}, Landroid/app/Activity;->onCreate(Landroid/os/Bundle;)V

    .line 11

    const/high16 v0, 0x7f03

    invoke-virtual {p0, v0}, Lcom/zh_weir/helloworld/MainActivity;->setContentView(I)V

    .line 12

    return-void

.end method

Smali文件其实就是dalvik虚拟机运行的dex字节码文件对应的汇编文件了。如果你了解Java虚拟机的汇编语言Jasmin的话,你会发现两者的语法非常相似。关于smali的语法等问题就不深入下去了,如果你想了解更多,可以访问Google CodeSmali项目主页:http://code.google.com/p/smali/ 。

代码分析与修改

即使你不会Jasmin语法,你也能很容易看明白上面的汇编代码。需要指出的是,apktool反编译出来的汇编代码同样也是面向对象的,而不是面向过程的。这点和C++的反汇编可能有所不同。

根据上面的代码,我们可以看出,这个MainActivity的类有两个成员方法。一个是默认的构造函数;另一个就是我们重载的OnCreate方法了。

java汇编中,每个成员方法需要首先申明自己所使用的局部变量的个数,以便实现分配存储空间。例如OnCreate使用了一个局部变量,就声明:.locals 1 。后面则使用v0表示。

在一个非静态的成员方法中,p0代表的是这个类本身的引用,相当于thisp1开始才是函数的参数;而对于静态方法,由于没有this指针,所以p0就是函数的第一个参数。(其实本身this指针就是作为一个隐含的参数传递给非静态成员函数的)。

通过分析上面Oncreate的汇编代码,我们可以知道,它首先是调用super类的onCreate方法,然后再setContentView设置显示。其中IV等表示的是函数的参数和返回变量的类型,这是通用做法,这里就不多做说明了。

分析到这一步,你是否发现一个问题?那就是如果我们按照同样的语法修改或者增删一个语句,是否就可以实现对程序的修改了呢?答案是肯定的。

例如,我们希望这个APK程序在运行时会弹出一个Toast,提示它被破解了。用Java的话,应该这样表述:

Toast.makeText(this"I'm Cracked!", Toast.LENGTH_LONG).show();

而用Java汇编的话,则应该表述为这样:

const-string v0, "I\'m Cracked!"

const/4 v1, 0x1

invoke-static {p0, v0, v1}, Landroid/widget/Toast;->makeText(Landroid/content/Context;Ljava/lang/CharSequence;I)Landroid/widget/Toast;

move-result-object v0

invoke-virtual {v0}, Landroid/widget/Toast;->show()V

OK,只要我们将这段代码插入到原来程序的OnCreate中,再重新打包程序,我们就能实现在这个程序运行时弹出Toast了。

改之后的代码,大致如下:

# virtual methods

.method public onCreate(Landroid/os/Bundle;)V

    .locals 2

    .parameter "savedInstanceState"

    .prologue

    .line 11

    invoke-super {p0, p1}, Landroid/app/Activity;->onCreate(Landroid/os/Bundle;)V

    .line 12

    const/high16 v0, 0x7f03

    invoke-virtual {p0, v0}, Lcom/zh_weir/helloworld/MainActivity;->setContentView(I)V

    .line 14

    const-string v0, "I\'m Cracked!"

    const/4 v1, 0x1

    invoke-static {p0, v0, v1}, Landroid/widget/Toast;->makeText(Landroid/content/Context;Ljava/lang/CharSequence;I)Landroid/widget/Toast;

    move-result-object v0

    invoke-virtual {v0}, Landroid/widget/Toast;->show()V

    .line 15

    return-void

.end method

重新编译打包签名

修改完成后,我们就可以对这个文件夹进行编译打包了。同样,我们使用的工具是apktool。通过命令apktool b HelloWorld,就可以实现程序编译打包了。这时会在这个文件夹下生成两个文件夹:存放中间文件的文件夹build和存放最后的apk文件的文件夹dist

如果一切顺利的话,你就可以在dist文件夹中看到我们修改后的HelloWorld.apk了。不过需要注意的是,这个APK文件是还没有签名的,所以无法安装运行。我们还需要进行最后一步,那就是对这个APK进行签名。

签名我们需要用到的工具是Auto-sign。它主要是利用批处理命令,使用signapk.jarAPK文件进行签名的。你可以用记事本打开Sign.bat,看看它的具体调用关系。关键如下:

java -jar signapk.jar testkey.x509.pem testkey.pk8 update.apk update_signed.apk

OK!到此,我们对这个APKCrack就结束了。现在在模拟器或者Android机器上安装上签好名的APK程序,运行试试。一切与我们的预期相同~

如何反破解

这篇文章本来到此就结束了。不过,对于软件安全来说,有攻就要有防才对。不然,Android整个产业链就会被这样的Crack给毁掉。由于篇幅有限,反破解方面就不做详细描述了,仅仅做一个思路上的说明,希望大家谅解。

第一种办法:将核心代码用JNI写进so库中。由于so库的反编译和破解的难度加大,所以这种方式防止反编译效果不错。缺点是,对于Java层的代码没有保护作用,同样可以被篡改。

第二种办法:在线签名比较。在程序初始化时,联网将运行的程序的签名与服务器上的官方标准签名进行比较,从而达到让反编译后的程序无法正常运行的效果。缺点是,如果此部分联网检验的代码被篡改跳过,则整套机制失效。

第三种办法:代码混淆。为了加大反编译后代码分析的难度,对代码进行混淆。缺点是,治标不治本,同样可以修改(甚至据说还有反混淆工具,没用过,不多做评论)。

这三种办法都有各自的缺点,所以单单靠某一项要实现完美的软件保护都是不可能的。不过,我们可以采用联合几种办法的方式,来增强软件保护的力度。曾经反编译过Android版的卡巴斯基,它的保护思路似乎是这样的:

代码混淆,那是必须的,不过不指望它能有很好的效果。在程序初始化时,就直接通过JNIso库初始化程序。程序激活部分也是通过JNI联网下载文件,然后在JNI层读文件并做相应激活与否的判断的。

卡巴斯基是将大部分功能模块都放在JNI层来实现的,如果我们的程序都这样处理,耗费的精力必然很大。所以,我们只是借鉴它的思路而已。具体操作思路如下:

代码混淆。初始化时JNI层联网验证签名。验证失败则直接在JNI层退出程序。值得注意的是需要保证如果绕过JNI层的初始化,则程序无法正常启动。这点不保证的话,破解还是很容易……


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posted on 2011-06-11 17:56 zh.weir 阅读(21858) 评论(13)  编辑  收藏 所属分类: Android软件安全

评论

# re: APK Crack 2011-06-11 22:15 000

000000000000  回复  更多评论   

# re: APK Crack[未登录] 2011-06-12 22:09 allen

Java 字节码级,还没到汇编级别呢  回复  更多评论   

# re: APK Crack 2011-06-13 08:35 zh-weir

@allen

不好意思,没说清楚。我说的“汇编级”指的是dalvik虚拟机的汇编指令,而非物理机器的汇编指令。两者之间存在区别。  回复  更多评论   

# re: APK Crack 2011-06-15 13:29 懒人助手

http://www.lrtool.net,也许你能找到需要的  回复  更多评论   

# re: APK Crack 2011-06-15 13:30 懒人助手

也许你能找到需要的,http://www.lrtool.net  回复  更多评论   

# re: APK Crack 2012-03-22 15:19 shaoshao

我就一小白,看不懂,能不能请你帮忙破解一个小APK主题软件,老婆太喜欢了,可在谷歌上又买不了,帮忙的话请加QQ522421951,我在这先给你磕头了  回复  更多评论   

# re: APK Crack 2012-04-18 16:44 thierry

您好,博主,最近才开始了解这方面的知识,找到了您这篇文章,并根据其步骤实验,用Auto-sign重新签名已成功,但是重新打包的.apk文件安装进虚拟机之后,不能运行.无法解决.不知何故。不清楚这样的crack在现在还能不能成功。  回复  更多评论   

# re: APK Crack 2013-01-06 14:15 fatshi

就算核心逻辑写入so文件中,同样还是可以破解的啊,为何会被算是一种防止反编译的手段呢?  回复  更多评论   

# re: APK Crack[未登录] 2013-08-16 15:45 zdd

混淆过的代码,反编译的话,它的smali文件还是有规律的吗??  回复  更多评论   

# re: APK Crack 2014-04-26 19:46 孙海祥

博主,我想知道破解的出处或者说参考文献,能和我说说么?  回复  更多评论   

# re: APK Crack[未登录] 2014-05-31 03:59 jerry

如果我需要加入的代码太过复杂而又对java汇编不熟悉呢?
我想应该有一种更简单的办法。只需要将Toast反汇编出来的包导入进Helloworld的里面。

然后改变helloworld主入口为toast,在toast里面加入跳转到hellworld的代码就能达到一样的效果。  回复  更多评论   

# re: APK Crack 2015-09-23 17:29 福利吧

受教了~确实不错  回复  更多评论   


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