码林高手必看秘籍！另类的dex代码保护方法

Posted 2022-12-13 你永远不了解Thrash的魅力

这是之前在分析一款android APP，具体功能是什么不重要，发现它采用了一种另类的代码保护方法，虽然原理不是很复杂，但中间反反复复折腾了好几天，在此把研究过程分享给大家。

一、初次见面

运行这款APP，提示会申请设备管理器权限，自然想到程序代码中应该有类继承自AccessibilityService类，并重载了onAccessibilityEvent方法，反编译dex代码，发现是这样的：

第一感觉是java层代码native化了，换句话说，本来应该在java层实现的代码，放到了so库中通过c语言实现了（当时想可能是通过c反射调用java层API来实现）。把apk解压缩，找了一圈，竟然没有这样的so库！发现很多类代码初始化都会有这样的代码：

进一步跟踪发现程序调用，来到一个so库，这个so库负责恢复被保护的代码。具体调试和跟踪的过程不说了，直接公布答案。

二、保护原理

这种代码保护简单概括成一句话，就是隐藏代码偏移。具体说呢，在dex文件里有一个字段记录着代码的偏移位置，代码保护把它修改为0，另有一个文件记录着真正的代码的偏移，在类的初始化过程中，调用native函数传入一个class和一个hash值（如图2），程序通过这两个参数在数据文件中搜索到正确的偏移，在运行时恢复。实际上，代码仍然保存在dex文件中。

另外，被保护的方法属性被修改为native，方法属性也会在运行时修复。

三、代码还原之路

还原代码看起来就不难了，把方法的native属性去掉(方法属性字段的某个bit位置零)，把代码偏移重写到dex就ok了。

1. 直接修改dex文件

熟悉dex文件结构的朋友肯定知道LEB128数据格式，这种数据格式要求每个字节中的低7位表示数据，最高位为1表示后续还有数据，为0则表示没有数据了。dex文件的代码偏移就是LEB128数据格式（准确的说是ULEB128，无符号数据）。

问题来了：代码偏移为0，字段占用1个字节，但实际的偏移通常要占用4字节。两个办法：一是中间插入3字节数据，二是不管其他的数据，直接覆盖后面3字节。由于dex文件数据结构的原因，插入3字节，使得诸多字段都要修改，工作量大不说，出现问题也不好定位。方法二是偷懒的办法，试过后发现几乎所有代码都不能反编译了。

2. 编译反编译工具dex2jar

dex反编译有很多工具，dex2jar是常用的一个，并且是开源的。思路是修改其源码：当反编译需要修正的类时，从dex文件中读取出来的代码偏移为0，这时在后面修改dex2jar代码，把保存dex代码偏移的变量赋值为正确的偏移值，这样就可以反编译出被保护的代码了。

根据dex2jar在SourceForge的介绍：
（https://sourceforge.net/p/dex2jar/wiki/BuildFromSource/）

build方法有两种：通过Maven或Gradle编译工程。按照提示，Git clone工程代码，先按照Maven的方法编译。配好maven环境后，在工程的根目录下输入mvn clean package，编译出错了：

大致分析了一下，提示找不到的包和类，但其实都存在，目测是子过程之间的依赖配置不对。Google了一圈没有找到答案，翻了一遍GitHub工程主页的Issues，发现也没人反馈问题，难道是Mac环境的问题？

以前编译android4.4源码的时候，Mac环境就是官方不支持的，于是换了Ubuntu。接下来，装Ubuntu 14.4虚拟机，配置maven环境，git clone源码，mvn clean package，问题依旧！鄙人对maven诸多配置项不甚熟悉，所以先暂时放弃。

尝试通过Gradle编译，根据官网提示，在工程根目录下键入gradle clean distZip，编译报错：

这是找不到外部资源报错的，工程尝试通过图4中的4个URL寻找外部资源失败。手动访问这4个URL确实都失效了，不过尝试访问：
https://repo1.maven.org/maven2/com/google/android/tools/dx/
时发现下面有个1.7的目录，尝试修改报错的dex-tools子工程下的配置文件：

上图红框处原来是“23”，改成“1.7“貌似有些离谱，不过最终真的编译成功了！

3. 修改dex2jar源码

找到子工程dex-reader，修改DexFileReader类acceptMethod方法。插入代码如下图所示：

如前所述，先得通过二进制编辑器去掉方法的native属性（属性字段是定长2字节，所以不必考虑数据覆盖的问题），否则dex2jar依然不会输出正确的结果。用修改后的dex2jar反编译，代码就出来了。如下图所示：

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