运行时动态修复dex
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了运行时动态修复dex相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
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本文的源代码已经上传至github，地址为https://github.com/jltxgcy/DynamicFixDex。在android2.3模拟器上可以运行。
ForceApkObj：用于动态加载的apk。类似于Android中的Apk的加固(加壳)原理解析和实现一文中的ForceApkObj工程。
FixDex：用于分离ForceApkObj里面的classes.dex，把他分离为classes_fix.dex和data.so，具体情况我们后来介绍。
DynamicDex：用于动态加载ForceApkObj工程生成的ForceApkObj.apk，也就是脱壳程序，类似于Android中的Apk的加固(加壳)原理解析和实现一文中的ReforceApk工程。
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使用步骤：
1、将ForceApkObj工程生成的classes.dex拷贝到/sdcard/payload/目录下。
2、Run FixDex工程，点击Button按钮，此时在/sdcard/payload/目录下生成了classes_fix.dex和data.so。
3、把classes_fix.dex更名为classes.dex，然后替换ForceApkObj.apk里面的classes.dex，然后重新签名，生成新签名的ForceApkObj.apk。
4、把ForceApkObj.apk和data.so放入/sdcard/payload/目录中，运行DynamicDex工程。
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ForceApkObj工程很简单，主MainActivity界面点击屏幕会打开SubActivity，SubActivity的代码如下：
public class SubActivity extends Activity {
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
handleException();
}
public void handleException() {
Toast.makeText(this, "成功映射", Toast.LENGTH_LONG).show();
}
}FixDex用于用于分离ForceApkObj里面的classes.dex，把他分离为classes_fix.dex和data.so。代码如下：
public void onClick(View arg0) {
int codeoff = FindCode.findCode("Lcom/example/forceapkobj/SubActivity;", "handleException");
Log.d("jltxgcy", "codeoff:" + codeoff);
try {
File file = new File("/sdcard/payload/classes.dex");
byte[] dexByte = readFileBytes(file);
String strso = "/sdcard/payload/data.so";
writeFile(strso, dexByte, codeoff - 16, exceptionCode.length + 16);
System.arraycopy(exceptionCode, 0, dexByte, codeoff, exceptionCode.length);
//修改DEX file size文件头
fixFileSizeHeader(dexByte);
//修改DEX SHA1 文件头
fixSHA1Header(dexByte);
//修改DEX CheckSum文件头
fixCheckSumHeader(dexByte);
String str = "/sdcard/payload/classes_fix.dex";
writeFile(str, dexByte, 0, dexByte.length);
} catch (Exception e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
const DexCode *code =
dexFindClassMethod(&gDexFile, className, methodName);
if(code == NULL){
ALOGE("Error can not found setScoreHidden");
return 0;
}
position = (u4 *)code - (u4 *)dexBase;
ALOGD("codeoff:%d", ((u4 *)code - (u4 *)dexBase));
return position * 4 + 16;
struct DexCode {
u2 registersSize;
u2 insSize;
u2 outsSize;
u2 triesSize;
u4 debugInfoOff; /* file offset to debug info stream */
u4 insnsSize; /* size of the insns array, in u2 units */
u2 insns[1];
/* followed by optional u2 padding */
/* followed by try_item[triesSize] */
/* followed by uleb128 handlersSize */
/* followed by catch_handler_item[handlersSize] */
};找到了真正执行的指令的偏移，然后我们把这个指令整个的DexCode拷贝到data.so中。
writeFile(strso, dexByte, codeoff - 16, exceptionCode.length + 16);然后把原来classes.dex中handleException的DexCode中insns[1]，也就是真正执行的指令全部置为exceptionCode，也就是全0。这样如果不动态修复，当执行到这个方法时，就会报错。
System.arraycopy(exceptionCode, 0, dexByte, codeoff, exceptionCode.length);
String str = "/sdcard/payload/classes_fix.dex";
writeFile(str, dexByte, 0, dexByte.length);0x03
把classes_fix.dex更名为classes.dex，然后替换ForceApkObj.apk里面的classes.dex，然后重新签名，生成新签名的ForceApkObj.apk。
然后把ForceApkObj.apk和data.so放入/sdcard/payload/目录中，运行DynamicDex工程。
在Android加壳native实现一文中，我们讲述了如何在native加载ForceApkObj.apk，并替换原Application，执行ForceApkObj中的主MainActivity。在这里我们也可以用同样的方式加载ForceApkObj，执行ForceApkObj中的主MainActivity，但是执行到SubActivity时，由于在SubActivity类的onCreate方法中调用handleException方法，而这个方法指令在0x02步已经设置为全零。那么就会报错。
如果想要执行正确，我们有一个思路，也就是代码中的实现，如下：
static void nativeParserDex(const char *className, const char *methodName)
{
void *base = NULL;
int module_size = 0;
char filename[512];
char path[512];
int fd=-1;
int r=-1;
int len=0;
struct stat st;
u4 *addr;
int newCodeOffPosition;
u1 *store = (u1 *) malloc(2);
// simple test code here!
for(int i=0; i<2; i++){
sprintf(filename, "/mnt/sdcard/payload_odex/ForceApkObj.dex");
base = get_module_base(-1, filename);
if(base != NULL){
break;
}
}
if(base == NULL){
ALOGE("Can not found module: %s", filename);
return ;
}
module_size = get_module_size(-1, filename);
// search dex from odex
void *dexBase = searchDexStart(base);
ALOGD("found dex start[%p]", dexBase);
if(checkDexMagic(dexBase) == false){
ALOGE("Error! invalid dex format at: %p", dexBase);
return ;
}
DexHeader *dexHeader = (DexHeader *)dexBase;
gDexFile.baseAddr = (u1*)dexBase;
gDexFile.pHeader = dexHeader;
gDexFile.pStringIds = (DexStringId*)((u4)dexBase+dexHeader->stringIdsOff);
gDexFile.pTypeIds = (DexTypeId*)((u4)dexBase+dexHeader->typeIdsOff);
gDexFile.pMethodIds = (DexMethodId*)((u4)dexBase+dexHeader->methodIdsOff);
gDexFile.pFieldIds = (DexFieldId*)((u4)dexBase+dexHeader->fieldIdsOff);
gDexFile.pClassDefs = (DexClassDef*)((u4)dexBase+dexHeader->classDefsOff);
gDexFile.pProtoIds = (DexProtoId*)((u4)dexBase+dexHeader->protoIdsOff);
//dumpDexHeader(dexHeader);
//dumpDexStrings(&gDexFile);
//dumpDexTypeIds(&gDexFile);
//dumpDexProtos(&gDexFile);
//dumpFieldIds(&gDexFile);
//dumpClassDefines(&gDexFile);
// 2. found Dex Class!
const DexCode *code =
dexFindClassMethod(&gDexFile, className, methodName);
if(code == NULL){
ALOGE("Error can not found setScoreHidden");
return ;
}
codeOffPosition = ((u4 *)code - (u4 *)dexBase) * 4;
ALOGD("codeOffPosition:%d", codeOffPosition);
dexFindClassData(&gDexFile, className);
u1 *codeData = (u1 *)codeOffPoint;
ALOGD("codeOffPoint:%p,codeOffPointByte:%d,codeOffPointData:%d,%d", codeOffPoint, codeOffPointByte, *codeData,*(codeData + 1));
sprintf(path, "/mnt/sdcard/payload_odex/data.so");
fd = open(path,O_RDONLY,0666);
if (fd==-1) {
return ;
}
r=fstat(fd,&st);
if(r==-1){
close(fd);
return ;
}
len=st.st_size;
addr=(u4 *)mmap(NULL,len,PROT_READ,MAP_PRIVATE,fd,0);
ALOGD("addr:%p", addr);
newCodeOffPosition = ((u4 *)addr - (u4 *)dexBase) * 4;
writeLeb128(store, newCodeOffPosition);
ALOGD("newCodeOffPosition:%d, store:%d,%d", newCodeOffPosition, *store,*(store + 1));
ALOGD("mprotect in");
*codeData = *store;
codeData++;
*codeData = *(store + 1);
ALOGD("codeOffPointData:%d,%d", *(codeData-1),*(codeData));
} 讲的是大概的原理，大家参考源码多看看就能理解，如果有不懂，请留言。我在Android 2.3模拟器试验成功！
以上是关于运行时动态修复dex的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章
如何使用导航架构组件修复动态功能模块中片段的发布版本中的ClassNotFoundException？
Android 逆向整体加固脱壳 ( DEX 优化流程分析 | DexPrepare.cpp 中 dvmOptimizeDexFile() 方法分析 | /bin/dexopt 源码分析 )(代码片段